专题超临界火电机组运行与仿真.docx

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1、课程实验总结报告课程名称专题：超临界火电机组运行与仿真1概述随着国民经济的发展，对电力的需求量迅速增大，需要更大容量、更安全的电力供应和高效的发电设备，促进电力系统和发电设备向高参数、大容量发展。随着单机容量越来越大，就要求更多地考虑发电经济性和安全性，使工艺系统设计得非常复杂，相应的控制室操作盘台规模越来越大，监视和操作参数越来越多，设备的启停操作和事故处理越加困难。由于计算机技术和通信技术的发展，促使电站自动化程度越来越高，由常规机炉单独控制，发展成为单元机组机、炉协调控制。DCS(Distribu

2、tedControlSystem)分散控制系统的大量采用，使运行人员逐步从以往的面向仪表、盘台，转为面向计算机屏幕，用鼠标和键盘完成主要的运行操作。高度自动化的倾向减少了运行人员干预的机会，甚至取消了运行人员的某些基本操作。1.1超临界机组简介火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的参数达到或超过临界压力以上的机组。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是：22.064MPa,临界温度是373.99℃；在这个压力和温度时，因高温膨胀的水和因高压压缩的水蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低

3、于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa被称为超超临界。在工程上也常常将25MPa以上的称为超超临界。超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。当压力提高到临界压力（22.064Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（373.99℃）时即全部汽化成蒸汽。超临界压力临界压力时情况相同，当

4、水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象，并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。超临界直流锅炉

5、要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除盐处理。由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服，所需的压头高，既提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。另外，为了达到较高的质量流速，必须采用小管径水冷壁，较相同容量的自然循环锅炉超临界直流锅炉本体金属耗量最少，锅炉重量轻，但由于蒸汽参数高，要求的金属等级高，其成本高于自然循环锅炉。1.2电站仿真系统的简介为了有效的提高电厂运行人员的专业知识、操作技能、应变能力和熟练程度，研究人员探索出采用脱离实际

6、发电现场的实时仿真技术对运行人员进行培训，这就是仿真系统。用于仿真发电机组的生产运行的系统叫电站仿真系统，也称为仿真机。根据机组的自动化水平的不同，仿真机又分为硬件仿真和软件仿真。发电机组己基本采用分散控制系统DCS，实现计算机自动控制设备的运行。DCS仿真系统包括硬件设备、软件系统和通讯网络三部分。硬件设备指的是计算机或自动控制等硬件设备，而软件系统又通常称为仿真支撑系统，它应用于计算机操作系统平台，需要于DCS系统配合使用。通讯网络主要用于各个工作站之间的通讯。仿真系统在火力发电厂中可以应用于指导生

7、产实践，这样可以避免决策失误，预测可能发生的问题，达到避免故障、安全控制的目的。而火电机组仿真系统除了能用于培训火电机组运行人员外，它还可以广泛应用于以下的方面。1、热控人员的培训:热控人员可以通过仿真培训系统熟悉DCS组态环境和调试方法，进行控制系统优化试验，以及对改造后的控制系统进行仿真试验等。2、火电机组的设计分析:即通过仿真系统来研究火电机组系统更改及设备性能改变对机组性能的影响，为机组设计方案的改进提供参考依据。3、火电机组控制系统的优化:在仿真系统上进行控制策略的比较、控制参数的整定和优化，

8、从安全性和经济性两个角度出发，从而得到最优的控制方案。4、火电机组运行的性能分析和运行指导:在仿真机上对机组的运行性能进行分析计算，结合相应的专家系统，对运行方式进行评价，并给出运行指导，使仿真系统由被动培训功能进一步扩展到主动指导的功能。5、对实际运行机组的数据进行数据分析和故障处理:把火电机组运行的实际数据与仿真系统相连接，进行数据分析处理，尤其是对事故工况的分析判断提供依据。6、借助于仿真系统还可以进行更高级别的全厂级数字化功能开发: