燃气蒸汽联合循环机组动态特性仿真分析及优化

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1、华北电力大学（保定）硕士学位论文燃气－－蒸汽联合循环机组动态特性仿真分析及优化姓名：来娜申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：赵文升201203摘要一目前，随着环境污染越来越严重，具有高效、低能耗及环境污染小等优点的燃气．蒸汽联合循环电站得到了迅速的发展。我国现阶段投入运营的联合循环机组比较少，燃气轮机还不具备自主研发的能力，此时借助计算机仿真技术，建立燃气一蒸汽联合循环机组的全工况仿真模型，对研究机组整体动态特性、分析运行中存在的问题等，都具有十分重要的意义。本文研究了燃气．蒸汽联合循环机组中主要设

2、备的动态数学模型，根据逐级叠加法与运行数据相结合的方法预估压气机性能模型；利用流网中压力节点的思想计算透平各级压力，从而解决了因压气机和透平数据缺乏导致难以精确建模的难题，同时建立了燃气轮机热力系统仿真模型。以能量、质量守恒定律为基础，结合相关理论方程及流体网络模型中的基本单元，研究了双压无再热强制循环余热锅炉和蒸汽轮机的动态数学模型及仿真模块，结合流体网络模型，建立余热锅炉系统及蒸汽轮机系统的动态仿真模型。以本文研究的燃气一蒸汽联合循环机组动态仿真模型为基础，苏州蓝天燃气有限公司≠}1机为研究对象，利用

3、STAR一90仿真系统支撑平台，建立了PG9171E型燃气．蒸汽联合循环机组热力系统的实时动态仿真模型，依据现场冷态启动运行数据，分析了机组的动态特性，同时验证了联合循环机组仿真模型的合理性和精确度。本文还根据现场燃气．蒸汽联合循环机组在设计、运行等方面存在的实际问题，提出相关的优化策略。关键词：联合循环；动态数学模型；仿真；动态特性；优化AbstractAtpresent，moreandmoreseriousenvironmentalpollution，highefficiency，lowenergyc

4、onsumptionandlessenvironmentalpollutionofgas—steamcombinedcyclepowerplanthasbeendevelopedrapidly．therearefewcombinedcycleunits，whichhavealreadybeenputintouseandthereisnotcapableofindependentlydevelopingthelargecapacitygas-steamcombinedcyclepowerunitinChin

5、a．Withthesupportofcomputersimulationtechnology,thereal-timesimulationmodelscanbesetup，ithasanimportantsignificancetoanalyzetheoveralldynamicscharacteristicsofcombinedcycleunits，andsolvetheproblemsexistinginitsoperation．Theworkingmechanismofthemainequipmen

6、tingas—steamcombinedcyclepowerunitisresearched．Basedonthestage—stackingprinciple，themethodofcalculatingcompressorperformancecurveisproposedbycombiningtheimprovedstage—stackingmethodandoperationmeasureddataoftherealgas—steamcombinedcyclepowerunit，andthemet

7、hodofcalculatingdischargepressure，ofeveryturbinestageispresentedbyusingtheprincipleofthepressurenodeinfluidnetwork．Basedonthemassandenergyconservationlaws，byusingthecorrelativetheoryequationsandthebasicmoduleinfluidnetworkmodel，Studytheheatrecoverysteamge

8、neratorandturbinedynamicmodelandsimulationmodule．Combiningthesteam—waterandgasfluidnetworkmodels，thereal-。timesimulationmodelfortheheatrecoverysteamgeneratorandturbinesystemarebuiltingas-steamcombinedcyclepowerunit．