理论教育 热力系统模型优化方法

热力系统模型优化方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.1.3.1锅炉动态模型图2-8锅炉的动态模型从锅炉的模型可以看出,锅炉动态过程的时间常数非常大。因此,燃煤汽包型锅炉的总时滞达到数分钟。电力系统低频振荡关心的频率为0.1~2.5 Hz,其下限频率对应的周期为10 s,远小于锅炉系统的时间常数。2.1.3.2锅炉汽轮机控制火电厂的锅炉汽轮机控制方式主要有3种。这种控制方式对机组运行有利,但响应速度受锅炉慢响应的限制,对系统稳定不利。

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2.1.3.1 锅炉动态模型

图2-8 锅炉的动态模型

从锅炉的模型可以看出,锅炉动态过程的时间常数非常大。燃料空气信号发生变化后,分别进过燃烧动态过程、水冷壁滞后导致流入汽包的蒸汽流量发生变化,这个过程的时滞对燃煤机组为75 s左右,燃油机组为10 s左右。流入汽包的流量变化导致汽包压力变化还存在很大的时滞(典型值为90~300 s)。汽包压力变化导致流入过热器的流量变化,流量变化再引起主蒸汽压力PT的变化,中间的时滞也达到5~15 s。因此,燃煤汽包型锅炉的总时滞达到数分钟。

直流式锅炉没有汽包环节,时滞比汽包型锅炉小很多,但也接近分钟的量级。电力系统低频振荡关心的频率为0.1~2.5 Hz,其下限频率对应的周期为10 s,远小于锅炉系统的时间常数。因此,在低频振荡的研究中,锅炉的动态基本不会对振荡过程产生影响,忽略锅炉的动态是合理的,模型中可以认为汽轮机的主蒸汽压力恒定。

2.1.3.2 锅炉汽轮机控制

火电厂的锅炉汽轮机控制方式主要有3种。(www.daowen.com)

1)锅炉跟随(汽轮机先导)

控制过程为:负荷指令改变——汽轮机气门开度变化——汽轮机改变进汽量(汽轮机机械功率改变)——锅炉主蒸汽压力变化——调节锅炉给煤量和送风量。

这种控制方式的优点是能够快速改变汽轮机输出机械功率,对系统稳定有利,但锅炉出口压力剧烈波动会影响锅炉的稳定运行。

2)汽轮机跟随(锅炉先导)

控制过程为:负荷指令改变——调节锅炉给煤量和送风量——锅炉主蒸汽压力变化——汽轮机气门开度变化——汽轮机机械功率改变。

这种控制方式对机组运行有利,但响应速度受锅炉慢响应的限制,对系统稳定不利。

3)锅炉汽轮机协调控制

锅炉汽轮机协调控制(coordinated control system,CCS)将锅炉跟随和汽轮机跟随两种运行模式可调整的混合在一起,兼顾了快速响应和锅炉的安全性。

不同控制方式下汽轮机的响应特性存在较大差别,如图2-9所示,在中长期稳定计算中要详细模拟锅炉汽轮机控制系统。

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