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工况条件下汽轮机DEH阀门控制性能分析及优化

作　者: 赵卫正
导　师: 梁庆华；罗磊
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: DEH 小网工况 转速反馈 顺序阀运行 阀门控制 甩负荷
分类号: TK263.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文对多工况条件下汽轮机阀门组控制性能进行了深入研究,分别对小网工况下的单阀控制、顺序阀运行下多阀协调控制以及甩负荷工况下阀门快关的超速保护进行了性能分析与优化,主要研究内容如下:(1)采用机理建模法建立了小网工况下基于转速反馈的单阀控制仿真模型,分析了小网工况下采用大网工况的控制策略存在的问题,得出转速反馈环节DEH运算延迟时间长造成其不能满足小网工况运行的结论,在此基础上设计了小网工况下基于转速反馈的阀门控制方案,即采用新的转速控制卡件减少运算延迟时间,并对设计方案进行了仿真验证,最后研制了小网工况下转速控制卡件并进行了实验验证;(2)针对目前国内外缺少对顺序阀运行下阀门控制性能的研究的问题,本文提出了在顺序阀运行下减少高压调节阀晃动的优化策略,即通过修改阀门流量特性函数后段斜率减少开度指令变化,进一步指出在满足流量指令与实际流量较好线性度情况下,尽可能地减少阀门流量特性修正曲线后段斜率,能显著减少开度指令变化,使顺序阀调节下阀门晃动减轻,提高顺序阀运行下阀门控制性能,为电厂现场参数整定提供了理论依据;(3)当电网发生故障出现甩负荷等状况时,会引起汽轮机组转速飞升,汽轮机快关阀门通过OPC电磁阀快速关闭高、中压调节阀,实现对机组的超速保护。本章对汽轮机组甩负荷工况下能否通过快关阀门实现超速保护进行了仿真分析,建立了中间再热式汽轮机阀门快速关闭模型,并对其在甩负荷工况下进行了仿真分析,论证了在甩负荷时快关阀门能够实现对机组的超速保护。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 研究的背景和意义  9-10
  1.2 国内外汽轮机DEH 阀门组控制研究现状  10-16
    1.2.1 DEH 系统的组成与功能  10-14
    1.2.2 DEH 阀门组控制研究现状及存在的问题  14-16
  1.3 论文研究的主要内容  16-18
    1.3.1 论文的主要工作  16-17
    1.3.2 论文的结构安排  17-18
第二章 小网工况下基于转速反馈的单阀控制性能分析与设计  18-49
  2.1 小网工况下基于转速反馈的单阀控制设计  18-24
    2.1.1 小网工况下基于转速反馈的单阀控制原理  18-23
    2.1.2 小网工况下基于转速反馈存在的问题  23
    2.1.3 小网工况下基于转速反馈的单阀控制设计  23-24
  2.2 小网工况下基于转速反馈的单阀控制性能分析及设计  24-40
    2.2.1 小网工况下基于转速反馈的单阀控制数学模型  24-33
    2.2.2 小网工况下基于转速反馈的单阀控制设计与仿真验证  33-40
  2.3 小网工况下转速控制卡件设计与实验验证  40-48
    2.3.1 小网工况下转速控制卡件硬件设计  42-43
    2.3.2 小网工况下转速控制卡件软件设计  43-46
    2.3.3 小网工况下转速控制卡件实验验证  46-48
  2.4 本章小结  48-49
第三章 顺序阀运行下多阀协调控制性能分析及优化  49-69
  3.1 汽轮机DEH 系统阀门管理概述  49-51
    3.1.1 汽轮机DEH 系统阀门管理原理  49-50
    3.1.2 顺序阀调节下阀门控制存在的问题  50-51
  3.2 顺序阀运行下阀门控制仿真模型的建立  51-58
    3.2.1 阀门组流量仿真模型  51-54
    3.2.2 比例偏置函数确定  54-55
    3.2.3 其它环节仿真模型  55-58
    3.2.4 顺序阀运行下阀门流量仿真模型  58
  3.3 顺序阀运行下阀门控制性能分析及优化  58-64
    3.3.1 顺序阀运行下阀门控制性能分析  58-61
    3.3.2 顺序阀运行下阀门控制性能优化  61-64
  3.4 阀门管理控制卡件设计  64-68
    3.4.1 阀门管理控制硬件设计  64-66
    3.4.2 阀门管理控制软件设计  66-68
  3.5 本章小结  68-69
第四章 甩负荷工况下基于超速保护的阀门快关性能分析  69-82
  4.1 中间再热式汽轮机超速保护系统  69-73
    4.1.1 中间再热式汽轮机简介  69-70
    4.1.2 汽轮机保护系统简介  70-72
    4.1.3 汽轮机超速保护控制功能  72-73
  4.2 中间再热式汽轮机阀门快关模型的建立  73-79
    4.2.1 中间再热式汽轮机蒸汽功率模型  73-75
    4.2.2 卸荷阀模型  75-77
    4.2.3 汽轮机转子模型  77-78
    4.2.4 OPC 动作逻辑  78-79
    4.2.5 中间再热式汽轮机甩负荷工况下快关模型  79
  4.3 甩负荷工况下中间再热式汽轮机阀门快关仿真分析  79-80
  4.4 本章小结  80-82
第五章 总结与展望  82-84
  5.1 全文总结  82
  5.2 研究展望  82-84
参考文献  84-88
致谢  88-89
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及项目经历  89-91

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽轮机（蒸汽透平、汽轮机） > 构造 > 进、排气管及附件
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