核电主蒸汽阀站中电磁先导阀的动态响应仿真研究

针对核电主蒸汽阀站中关键部件之一——大气释放阀前置隔离阀在实际工况中常出现响应超时的问题,采用数值仿真软件Fluent中的动网格以及用户自定义函数技术,对控制其启闭过程的电磁先导阀动态响应过程进行了研究。首先,研究了电磁先导阀中先导结构的动态响应过程以及阀杆的受力情况;然后,研究了电磁先导阀中主阀的动态响应过程以及主阀泄压时阀内的压力和速度分布情况;最后,综合两个动态过程,分析了电磁先导阀整阀的运动时间。研究结果表明,电磁先导阀的运动时间为8.5 ms,其中先导结构的运动时间占比较小,85%的时间集中在电磁先导阀主阀动作过程。该研究结果可对前置隔离阀响应时间的优化提供参考。

基于IGWO-SVM的汽轮机低负荷下主蒸汽压力优化研究

为提高汽轮机低负荷下的运行效率,需要对主蒸汽压力进行优化。根据机组实际运行数据,采用支持向量机(SVM)算法建立了热耗率预测模型,并利用改进的灰狼优化(IGWO)算法优化SVM模型超参数;在此基础上,利用IGWO算法在低负荷下的可行压力区间进行寻优,得到了优化后的汽轮机滑压曲线,并且进行了实例验证。结果表明:利用IGWO算法优化的热耗率预测模型能够对低负荷下的热耗率进行准确预测;优化后机组在低负荷下的热耗率均有所下降,在负荷为223.83 MW时,热耗率降低了505.96 kJ/(kW·h),降低幅度最大。研究结果表明所提的优化方案可以有效提高汽轮机低负荷下的热经济性。

基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法

现行方法在火电厂锅炉主蒸汽温度控制中应用效果不理想,阶跃响应性能较差,而且超调量较高,因此本文提出基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法。利用线性化分布参数建模方法建立火电厂锅炉主蒸汽温度参数数学模型,利用模糊神经网络进行锅炉主蒸汽温度误差补偿控制,实现基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制。经试验证明,本文方法阶跃响应时间较短,超调量在1℃以内,在工业控制领域具有良好的应用前景。

主蒸汽压力系统的基于预补偿自抗扰控制设计

火电机组主蒸汽压力系统为典型的大惯性过程,其控制策略的设计存在着响应速度慢、抗干扰能力不足的问题。为解决主蒸汽压力系统的上述控制难点,提出了一种基于预补偿自抗扰控制的优化设计方法,将控制量通过预补偿结构后再送入被控对象,从而对常规自抗扰控制结构进行改进。在介绍基于预补偿自抗扰控制结构的基础上,通过单一变量法分析各个参数对于控制效果的影响,从而给出了其参数整定的流程。仿真结果表明:所提方法的跟踪状态、抗干扰状态和包含跟踪以及抗干扰状态下的绝对误差积分指标分别占对比方法的52.38%、60.75%和57.88%,从而验证了所提方法在提升主蒸汽压力系统的跟踪和抗干扰能力方面的优势;通过蒙特卡洛实验验证了所提方法能够很好地应对系统的不确定性。

基于KPCA-IPOA-BiGRU的联合循环余热锅炉主蒸汽参数预测

余热锅炉主蒸汽参数对于联合循环机组的健康运行判断至关重要。针对余热锅炉运行参数非线性和时延性导致主蒸汽参数预测精度低的问题,提出了一种联合循环余热锅炉主蒸汽参数预测模型。首先,采集燃机电厂的SIS运行数据,通过灰色相关性分析法确定输入变量;其次,通过核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)提取输入参数的特征信息,并根据主成分贡献率选取输入维度;最后,利用改进的鹈鹕优化算法(improved pelican optimization algorithm,IPOA)优化双向门控循环神经网络(bi-directional gated recirculation neural network,BiGRU),并构建KPCA-IPOA-BiGRU进行三压余热锅炉主蒸汽参数的预测测验。结果表明,现场采集的10000组数据点,其中8000组用作训练集,2000组用作测试集,提出的模型将28维输入参数降低至8维,可准确预测3个压力级的蒸汽参数,且R2均大于98%,为预测时延性的联合循环余热锅炉主蒸汽参数提供了技术支持。

超临界供热机组主蒸汽氢电导率超标原因分析

针对某超临界供热机组在运行中突然出现主蒸汽氢电导率超标问题,通过联合运用离子色谱仪、TOC仪、痕量TOCi分析仪,从有机物和无机阴离子含量等方面检测,用摩尔电导率与离子含量计算出不同离子产生的氢电导率贡献值,分析出主要杂质影响,通过排查制水设备、水源、药剂投加、供热等运行条件改变时氢电导率增量,研究得出多个运行影响因素。结果表明:给水中CH_(3)COO-和HCOO-对氢电导率贡献值为0.024μS/cm和0.018μS/cm,总占比为46.7%;主蒸汽中CH_(3)COO-和HCOO-离子含量继续升高,对氢电导率贡献值分别为0.056μS/cm和0.048μS/cm,总占比为76.5%。得出结论,在高温高压下锅炉补给水中的有机物会分解为低分子有机酸,主蒸汽中有机酸根升高是氢电导率超标的主要原因。长江水中有机物总量突增46.8%,超出目前水处理系统处理能力,该厂一级反渗透工艺对于原水突增有机物污染因子去除率为76%左右,远低于同类型设备,造成了补充水TOC超标。另外,有机溴非氧化性杀菌剂和阴树脂溶出物也会增加除盐水中有机物含量。建议对于供热机组,原水、补充水TOCi的监督控制应更严格,TOCi与离子色谱应作为必备的水质监督手段。

主蒸汽隔离阀驱动装置快关时间预测模型研究

主蒸汽隔离阀是保障核电站安全运行的关键设备,其快关时间是用于衡量主蒸汽隔离阀驱动装置最重要的动作性能指标之一。为了实现对主蒸汽隔离阀快关时间的快捷计算,在驱动装置系统仿真的基础上引入回归分析技术,提出了一种快关时间预测模型研究方法,为国产化研发提供参考。基于主蒸汽隔离阀驱动装置的系统仿真结果建立了单/双通道快关时间的预测模型,并采用测试数据对预测模型的可靠性和准确性进行了验证,结果表明提出的预测模型可以实现单/双通道快关时间的准确预测,其中,单通道快关时间预测误差不大于5.86%,平均预测误差为2.82%;双通道快关时间预测误差不大于5.80%,平均预测误差为2.77%。

主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响研究

传统汽轮机模型将锅炉看作一无限大蓄热环节,并未考虑主蒸汽压力的变化,这使得主蒸汽流量仅为阀门开度的函数。然而,实际过程中主蒸汽压力会因锅炉蓄热状态以及汽轮机阀门开度变化会产生波动,并非处于恒定状态。因此若忽略主汽压影响,所建模型仿真精度将严重受限,本文在传统汽轮机模型基础上考虑主蒸汽压力变化因素,建立了更为精细的汽轮机模型,并通过仿真研究了主蒸汽压力对汽轮机动态响应的影响。

对冲燃烧锅炉两侧主蒸汽温度偏差的预测模型及问题诊断

近几年为控制发电成本和污染物排放,发电企业选择混煤掺烧和低氮燃烧器改造的方案,燃烧不稳定局部热传导变差等问题引起的受热面汽温偏差现象频发。分析了汽温偏差的理论影响因素,并基于某600 MW机组汽温偏差的实际问题,理论选择输入变量共56个,建立了PLS-GA-SVR的汽温偏差回归预测模型,分析了汽温偏差对主要输入参数的敏感度,筛选了影响汽温偏差的关键参数。计算结果表明:经过变量筛选可以在不影响回归效果的前提下大幅缩减模型的输入变量个数,10个变量输入的GA-SVR模型预测结果的均方根误差和可决系数分别为5.152和0.879,氧量和CD磨煤机的给煤量是影响汽温偏差最关键的参数。现场试验结果表明:磨煤机的煤粉分配不均是导致汽温偏差大的主要原因。

某1000MW机组主蒸汽-高旁管道振动测试及分析

针对某1000 MW火电机组的主蒸汽-高旁管道振动问题,采用三向振动传感器对高旁管道、主蒸汽管道及附属支吊架根部、格栅板、格栅板支撑钢梁结构进行详细的现场测试,并对测试信号进行时域及频域分析。结果显示,整个系统的振动频率一致,最大振动区域位于高旁阀附近管段,从而明确振源并推导出清晰的振动传导链,同时发现该管道振动特有的频率特征,完全有别于常规汽水管道的宽频振动情况,为后续振动处理指明方向。

P22主蒸汽管道运行20万小时后寿命评估

该文对某电厂运行21.6万小时的320 MW机组的P22钢主蒸汽管道进行取样试验,并对试验结果进行寿命评估。结果表明,虽然主蒸汽管道母材的性能有所下降,但组织未见明显劣化,且未见蠕变孔洞,在机组规范的运行及监督检修维护前提条件下,按未来预计年平均运行小时数6500 h/a估算,机组可继续安全运行10年以上。

某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常分析及处理

针对某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常状况,采用载荷测试的方法获取实际吊点载荷,发现原有吊架设计载荷小于管道实际吊点力、不能够满足管道承载需求,导致管道向上热膨胀位移量不足。最终本着经济有效原则,通过更换一组恒力吊架及变更水平向限位结构型式的方法,有效解决该故障,有力保障管道的安全稳定运行,也为类故障的处理提供可供参考的经验。

核电机组主蒸汽安全阀阀瓣密封面堆焊层开裂原因分析及预防措施

某核电厂大修期间对VVP116VV安全阀进行解体检查,发现阀瓣密封表面堆焊层存在20多条裂纹缺陷。通过宏观检查、化学成分分析、金相检验、硬度测试、残余应力分析、扫描电镜断口分析及能谱分析等方法分析阀瓣密封面堆焊层开裂的原因。结果表明:阀瓣密封面堆焊层的Fe含量明显偏高,表明稀释率过大,这与堆焊工艺控制不当(焊接热输入过大、热处理控制不当)有关。焊接热输入过大引起堆焊层残余应力偏高是开裂的主要原因;层间温度控制不当及焊后热处理不充分可能是促成堆焊层开裂的因素。并根据开裂的原因分析结果给出了处理建议,可以为其他机组的同类问题提供参考。

某电厂主蒸汽管道三通焊缝裂纹原因分析及处理

在某电厂检修期间,按照制订的检测方案发现汽机侧主蒸汽管道Y形锻焊三通焊缝存在多处断续裂纹。文中介绍了综合检测情况及缺陷处理过程,同时结合运行工况及结构特点,对主蒸汽管道三通受力情况进行了有限元分析,阐述了裂纹产生的原因,并对主蒸汽管道三通结构及有缺陷焊缝、焊接及热处理工艺提出了优化建议,最终使问题得以解决,为同类型煅焊三通的检测及修复方案提供了参考。

基于阀门非线性补偿的亚临界机组主蒸汽温度控制

为保证火电机组的安全稳定运行,需维持主蒸汽温度处在正常范围内。利用减温水调节主蒸汽温度,若在设计控制方案时不考虑减温水调节阀的流量特性,会出现由于减温水调节阀的非线性特性导致控制品质下降。通过搭建某亚临界机组的主蒸汽温度超前区、惰性区和阀门对象仿真模型,研究了带有阀门非线性补偿的主蒸汽温度控制。通过采集阀门输入输出数据,拟合阀门流量特性曲线,设计了基于多项式拟合方法的阀门开度补偿器。仿真结果表明,此方法可在一定程度上克服阀门流量特性引起的非线性,使整个系统的控制效果更加快速和平稳,提升主蒸汽温度控制的品质。

基于改进神经网络PID的主蒸汽温度优化控制研究

针对电厂主蒸汽温度PID串级控制系统参数整定繁琐、自适应性较差的问题,提出一种改进神经网络PID串级控制方法。为了降低主蒸汽温度控制系统的不确定性,基于最小误差熵(MEE)准则训练串级控制中的主神经网络PID控制器,并利用滚动时域窗法递归估计跟踪误差的熵,提升算法运行效率。将主蒸汽温度误差序列和部分可测扰动输入神经网络PID控制器输入层,实现反馈控制与前馈控制相融合,提升控制系统抗干扰能力。通过与采用最小误差平方和(MSE)准则的神经网络PID控制器对比,采用MEE的神经PID控制器可以减小过热汽温的波动,减少控制系统的随机性。

动力站主蒸汽管道支吊架优化调整和应力在线监测系统开发

本文通过现场支吊架普查工作,找出支吊架部件的缺失、安装错误、刻度超标、位移偏离等各种状况。提出了当前1#机组主蒸汽管道支吊架的调整与整改方案。在检修期间对支吊架进行了更换、修理和调整,同时在重要部位安装了位移和轴力传感器。建立了每个直管、弯头、大小头及三通单元刚度矩阵、温差力矩和均布荷载矩阵。通过基础数据和历次维护数据生成了管道和支吊架结构分析模型,在厂内部署了在线应力分析程序。

核电厂主蒸汽管道疏水器液位高报警原因分析

某核电厂4号机组第9次大修后,主蒸汽系统(VVP)管道疏水器出现液位高报警频繁触发的情况。经调查处理,考虑到该故障模式较为典型,本文对故障分析处理过程进行了总结,明确了故障原因及故障与机组功率之间的关联性,并制定后续改进措施。鉴于群厂VVP管道疏水器出现液位高报警的情况多有发生,该问题的分析结果对后续处理类似问题具有一定的参考意义。After the 9th major overhaul of Unit 4 in a nuclear power plant, the main steam system (VVP) pipeline drain frequently triggered a high liquid level alarm. After investigation and handling, considering that the fault mode is relatively typical, this article summarizes the fault analysis and handling process, clarifies the cause of the fault and the correlation between the fault and the unit power, and formulates subsequent improvement measures. Given the frequent occurrence of high liquid level alarms in the VVP pipeline steam trap of the group factory, the analysis results of this problem have certain reference significance for subsequent handling of similar problems.

基于一阶LADRC的锅炉主蒸汽温度控制策略

针对锅炉主蒸汽温度控制效果不佳的现象,首先建立了发电机组容量为300 MW的汽包锅炉主蒸汽温度模型,并将传统的PID串级控制应用其中,然后基于锅炉的主蒸汽温度特性,在原有的串级控制方案上进行了优化,设计了一种应用一阶线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection controller,简称LADRC)的串级控制方案。最后使用Matlab/Simulink仿真平台对两种控制方案进行实验仿真。结果表明,与传统的PID串级方案进行对比,应用一阶LADRC的串级控制方案,系统具有更快的响应能力并且超调量较低。当系统受到外界扰动时候,使用一阶LADRC串级控制方案系统仅经过一次震荡便达到稳定状态,具有更好的抗扰性。

垃圾发电厂主蒸汽调门LVDT振动的原因分析及处理

汽轮机调节系统经过长期的发展,数字式液压调节系统DEH已被广泛应用。DEH电液调节系统是发电厂实现自动化控制必不可少的组成部分,集计算机控制技术与液压控制技术于一体,充分体现了计算机的精确与操作的便利,以及使用高压抗燃油超强的动力,系统动作快速响应准确可靠。文章分析了上海浦发热电能源有限公司1号汽轮机启机后主蒸汽两侧调门LVDT(线性差动位移变送器)异常振动损坏及处理的情况,通过运行、热控手段和更换元件解决了实际问题。