热负荷快速变化下电站锅炉运行的数学模型分析

由于目前燃煤发电机组需要与可再生能源合作,因此其运行应具有高度灵活性。本文开发了一个自然循环动力锅炉的内部数学模型,以分析这种合作的可能性。本文实验验证了使用所开发数学模型获得结果的正确性。在化石燃料发电厂中进行了一项试验,该试验涉及锅炉出口处蒸汽质量流速的快速增加,模型验证包括比较在几个锅炉位置所测量和计算的流体温度和质量流量。为了估计使用所开发模型获得结果的准确性,计算了相对误差和均方根误差,这些误差值表明了采用内部开发的计算方法所获得结果的正确性。本文提出的数学模型可用于发电机组模拟器,可用于创建其他动力锅炉运行的内部模型,也可用于在快速变化的负载下与可再生能源的合作。

大功率燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉建模及变负荷运行规律研究

建立了大功率燃气-蒸汽联合循环三压再热余热锅炉热力性能Python编程模型,模型计算了在变负荷条件下的余热锅炉详细热力性能,包括主蒸汽压力和流量、各换热器的换热量和换热系数、以及功率和效率,分析了烟气温度和流量对余热锅炉热力性能的影响,探讨了在机组部分负荷下环境温度、湿度和燃料加热温度如何影响余热锅炉出力。模型经过验证具有较高的仿真精度和计算效率。以某型燃气轮机联合循环机组为研究对象计算表明:当机组负荷从满负荷650 MW降低到部分负荷250 MW后,余热锅炉三压主蒸汽压力和给水流量降低,汽轮机输出功率从219.1 MW减小到了130.4 MW,而余热锅炉效率从89.3%升高到了92.1%;随三压再热余热锅炉入口烟气流量和温度升高,余热锅炉的三压主蒸汽流量都升高;随机组负荷降低,余热锅炉各换热面的换热系数和换热量减小,但是烟气与高温段换热器的换热量在总换热量中的占比升高,烟气与低温段换热器的换热量在总热量中的占比降低;当机组负荷从650 MW降低到300 MW时,在余热锅炉输出能量中,汽轮机轴功率的占比增大了1.67%,烟囱烟气热损失的占比减小了2.63%。

制氧机群运行经济性的探索与研究

提高制氧机的运行经济性一直是制氧工作者追求的目标。单台制氧机的经济性考虑的是降单体电耗和水耗,制氧机群则要同时考虑制氧机的匹配性和综合经济性,以适应快速多变的外部环境,更节能、更高效做好热线保供工作。

带疏水冷却器的回热加热器变工况特性研究

根据传热学基本理论 ,确定了影响火力发电厂热力系统中疏水冷却器变工况特性的主要因素 ,建立了疏水冷却器变工况特性的数学模型 。

具有蒸汽冷却器的回热加热器变工况特性研究

利用加热器换热计算的新方法，建立回热系统中蒸汽冷却器变工况特性的数学模型。通过理论分析和定量计算确定影响蒸汽冷却器变工况性能评价指标的主要因素，根据传热学理论拟合出符合工程实际、简捷、方便的蒸汽冷却器变工况特性计算公式，进一步得出带蒸汽冷却器的加热器变工况计算方法。

三分仓回转式空气预热器积灰分段监测模型研究

针对三分仓回转式空气预热器热段和冷段积灰分段监测的需求,基于空气预热器的传热模型,定义空气预热器利用系数作为清洁因子并建立积灰分段监测模型.通过分析空气预热器实时运行参数,根据热平衡原理确定了清洁因子计算步骤.以某1 000MW超超临界直流锅炉的三分仓回转式空气预热器为例,研究了热段、冷段清洁因子在空气预热器积灰和吹灰时的变化趋势.结果表明:根据所建模型计算出的分段清洁因子变化趋势在稳定负荷下能够反映此空气预热器的分段积灰情况,而在变负荷情况下虽有一定偏离,但由于电厂变负荷工况下很少吹灰故影响较小;该积灰监测模型可作为三分仓回转式空气预热器热冷分段积灰监测的有效手段.

桥上无缝线路附加力计算模型

中国新建铁路桥上无缝线路设计及墩台顶纵向力计算暂行规定尚处于试行阶段,有些地方还很值得探讨,其中之一就是其常量阻力计算模型。从理论上证明以该力学模型计算桥上无缝线路伸缩附加力,当跨径很大时,有可能不存在有力学意义的解,并结合实例加以说明,当荷载较小时,以该力学模型计算挠曲附加力,也有可能不存在有力学意义的解,以三跨连续梁为例,对该问题进行了论证。针对常量阻力计算模型的缺点,建议对大跨度铁路桥梁应采用变量模型。

分段竞价电力市场的出清算法实现

根据分段竞价的原理,提出了一种具体的分段竞价电力市场的出清算法。考虑将日负荷预测曲线分成基荷、腰荷和峰荷段。它既可以区分l d中的电能质量,又可以从电能计量上实现,同时与常规的调度概念相近,便于接受。根据电厂的报价曲线,各段按报价从低到高的顺序进行初步安排,安排中考虑了机组的爬坡速度约束。为保证电能同质同价的公平原则,各分段按照各自统一的出清价结算。根据总购电费用最小进行优化调整,即对腰荷段和峰荷段的分界点寻优以使腰荷段和峰荷段购电费用之和最小,最后进一步优化组合基荷机组达到总体的优化方案。对于水电机组,其强迫出力和可调节电量事先在负荷曲线上安排。通过算例系统的计算表明,这种具体的出清算法计算简单,能更好地满足电力运行的条件。

基于变权缓冲灰色模型的中长期负荷预测

为解决传统灰色模型和缓冲算子在中长期电力负荷预测应用中存在的问题,提出了变权缓冲灰色模型。该模型将变权缓冲算子与背景值优化灰色模型相结合,实现对原始负荷数据的动态预处理。基于粒子群优化算法,以拟合值与实际值的灰色关联度最大为目标,选择最优缓冲系数,在提高模型精度的同时,使预测结果最大程度地体现原有负荷数据的内在发展趋势,提高拟合和预测的稳定性。为验证模型效果,使用2003—2008年全国全社会用电量数据建模,预测2009—2011年的用电量,预测结果证明了该模型在中长期负荷预测中的有效性和可用性。

变速变负载无轴承永磁同步发电机悬浮力及发电性能研究

针对普通发电机轴承磨损严重的问题,提出一种无轴承永磁同步发电机。首先分析了无轴承永磁同步发电机的悬浮原理和发电原理;其次,推导了感应电压表达式,利用麦克斯韦张量法建立悬浮力和电磁转矩的数学模型并验证其正确性;再次,运用参数化分析法设计并优化了发电机结构,仿真结果验证了发电机具有良好的悬浮力和电磁性能;另外,将设计的样机进行试验,验证了该发电机具有良好的动态性能;最后针对发电机常见的变速、变负载的问题,基于有限元仿真分析了其对发电机运行性能的影响。仿真结果说明该发电机在特殊工况下具有良好的悬浮性能。研究表明提出的新型发电机具有良好的动静态性能可以稳定运行。

回热系统运行能损在线数学模型研究

利用等效焓降理论 ,对回热系统主要监测参数的运行能损进行了在线数学模型的研究。建立了加热器端差评价模型 ,并推出了再热喷水及高加旁路泄漏运行能损在线计算模型。

600MW超临界锅炉半辐射受热面积灰监测模型研究

针对燃煤锅炉受热面积灰监测的需求,以某电厂600 MW锅炉的半辐射受热面为研究对象,采用污染率作为受热面积灰监测指标建立了监测模型,提出了一种高温区域烟气温度推算方法,在变负荷工况下考虑了锅炉运行动态特性并引入集总参数动态修正模型,研究了稳定负荷和变负荷工况下半辐射受热面的污染率变化趋势.结果表明:稳定负荷下的积灰监测模型能够满足积灰监测的要求,而变负荷工况下的积灰监测模型虽然在一定程度上缓解了负荷变化的影响,但污染率计算结果波动较大,仍受到负荷变化的干扰.

回热加热器变工况端差基准值研究

高压加热器端差是加热器的重要指标。以热平衡为基础,通过迭代计算求出加热器凝结段给水进、出口温度,从而求解各种工况时的上、下端差。考虑到加热器出现堵管、管子结垢等情况,指出加热器运行工况对加热器端差有较大的影响。

基于电磁耦合无级变速系统的混合动力电动车工况仿真研究

针对装备有电磁耦合无级变速(EMCVT)系统的混合动力电动车(HEV)的传动系统结构,建立了EMCVT系统的数学模型,依据ECE+EDUC循环工况进行了仿真研究,通过计算整个EMCVT装置各个组成部分的工作效率和电磁功率、定子电流、转子电流以及传动比和转速差等,研究了整个EMCVT系统的实际运行情况。仿真结果表明,通过合理的控制策略,可以保证整个EMCVT系统在较高的工作效率区域内运行。

安装变频调速装置的复杂注水系统运行优化研究

以轴功率最小为目标函数,以限制水量平衡、注水压力、调速泵转速、泵排量为约束条件,建立了安装变频调速装置的复杂注水系统运行参数优化数学模型。针对复杂注水系统的运行特点,采用改进遗传算法对运行优化模型进行了求解,同时优化了变频泵的位置和运行参数。改进遗传算法采用实数编码,并对适应函数进行了调整,采用随机多父辈适应函数值加权交叉法,改进了变异操作。在操作过程中,给出了泵排量和变频调速的处理方法,大大减少了不可行解的产生,使该算法的优化性能得到了提高。用算例说明了该优化方法的有效性。

厌氧复合床处理抗生素废水的生产性启动研究

处理抗生素废水的厌氧复合床反应器单体有效容积为 5 0 0m3,根据反应器中有机物降解和细胞合成的关系 ,建立了进料有机负荷模型Mn=(1+k) n - 1 M1 和进料容积负荷模型Nn=(1+k) n - 1 N1 。根据启动过程中细菌的生长特性和进料有机负荷模型的计算 ,提出了厌氧复合床反应器启动运行的进料负荷技术方案 。

空气源热泵热水器变工况性能模型

为建立空气源热泵热水器COP随室外环境温度和水箱温度变化的动态模型,先测定了某一空气源热泵热水器随环境温度和水温变化的COP,引入了卡诺因子,得出了COP的拟合公式,并与测试数据进行了对比,对比表明COP的拟合公式精确度较高,能够满足实际工程应用需要。同时,为使该拟合公式对不同性能的空气源热泵热水器具有普适性,在上述公式的基础上引入COP修正系数,得出了适合不同性能空气源热泵热水器COP的拟合公式,经实验对比,表明该公式也能较好的满足实际工程应用需要。

基于滑模变结构的异步电机直接转矩控制系统研究

针对异步电机传统直接转矩控制系统转矩脉动过大,及电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,提出了用滑模变结构速度调节器代替传统的PI速度调节器,并根据异步电机在同步静止坐标系下的数学模型和滑模变结构理论设计了一种基于转矩误差和磁链误差的滑模控制器,利用获得的参考电压矢量,通过空间电压矢量调制得到逆变器开关控制信号。MATLAB仿真验证了该控制策略能有效减小转矩脉动和磁链脉动,在保证逆变器开关频率恒定的同时,对系统参数摄动和外部干扰表现出较强的鲁棒性。

西洱河梯级水电站EDC的研究和应用分析

基于实用的梯级水电站优化运行原则,提出了一种新的针对中小型梯级水电站的经济调度控制(EDC)数学模型,并给出了该模型的工程化求解算法。较为详细地分析了西洱河梯级水电站EDC工程应用中的问题及解决对策。西洱河梯级水电站EDC成功投运1年多来,已取得了良好的经济效益。

基于递推优选法的水电站厂内经济运行研究

针对水电站运行特点,以广西三岔水电站为例,基于水电站经济运行准则,介绍了一种制定水电站厂内经济运行采用的数学模型与递推优选求解方法。结果表明,该算法效果良好,为经济运行方案的实施奠定了理论基础。