给水泵汽轮机建模和仿真分析
蒸汽发生器工作过程建模及仿真分析
= x o Gb - Gg ( 8)
2 数学模型处理及简化
21 1 数学模型的简化
由于偏微分方程组求解很困难 , 对建立的 数学模型进行线性化处理 。对分布参数模型进 行了集总参数化处理 , 即将实际的分布参数对 象近似的等效为若干个集总参数环节组成的串 联系统 ,这样经过必要的数学转换 ,偏微分方程 组变为一组常微分方程组 ,在假设前提下 ,与原 偏微分方程系统等效 。 仿真将得到工质流量输入扰动作用下中参数 。这样 , 每 一个轴向小控制体状态参数便只与时间有关 , 与空间变量无关 。如方程 ( 12) 可化为 : ρ A
( 哈尔滨工程大学 ,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘要 : 基于分布参数热工对象的集总参数化动力学模型 ,对自然循环蒸汽发生器进行了控制体划分并建 立了数学模型 ,并用 MA TL AB 语言和 SIMUL IN K 仿真软件对其进行了仿真 ,文章采用了 Runge2 Kutta
( 4 ,5) 求解器 ,得到不同功率装置运行时 ,一次侧 ,二次侧 ,以及管束的温度分布 ,并得到一回路给水扰动
同一截面上 ,具有相同的状态参量 ; 2) 在蒸汽发生器一次侧为单相液体 ; 3) 蒸汽发生器二次侧流体沸腾为饱和沸 腾 ,不考虑过冷沸腾 ; 4) 假设分离器效率为 100 % , 即蒸汽空间 内蒸汽为 100 %的干燥饱和蒸汽 ; 5) 忽 略 一 回 路 、 二回路工质的轴向导 热 , 忽略 U 形 管壁 的 轴 向 导 热 , 忽 略 蒸 汽 发 生器的对外散热 , 忽略除传热管外任何构件 的热容 ; 6) 管束套筒是绝热的 ,即不考虑上升通道 流体与下降通道流体间的传热 。 11 21 1 一回路侧 一回路侧为不可压缩流体 , 假定流通截面 积为常数 。 能量守恒方程 : ρ5 h p + Gp 5 h p = - qp 5t 5z
汽轮机的长期动态模型与仿真
汽轮机的长期动态模型与仿真汽轮机是一种广泛应用于发电、航空和工业动力等领域的重要动力设备。
其工作原理基于蒸汽的动力学特性,将热能转化为机械能。
汽轮机的性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。
为了更好地理解汽轮机的动态行为,建立其长期动态模型并进行仿真分析具有重要的实际意义。
汽轮机的长期动态模型需要考虑内部损失、热力学过程和非线性动力学行为等因素。
根据这些因素,我们采用基于物理原理的建模方法,建立汽轮机长期动态模型。
模型参数需要根据实验数据和经验公式进行估计。
通过对比实验数据和仿真结果,对模型参数进行迭代修正,以使模型更接近实际系统。
建立好模型后,需要对其进行验证,以评估模型的性能和可靠性。
我们采用历史数据进行模型验证,将模型预测结果与实际数据进行对比,分析误差和不确定性。
我们选择MATLAB/Simulink作为仿真软件,并使用高性能计算机进行仿真计算。
硬件设备包括数据采集系统、控制系统和执行系统等。
根据汽轮机实际运行情况,我们设计了一系列仿真实验方案,包括不同工况下的启动、停机、负荷变化等操作。
通过对仿真结果进行分析和评估,我们发现模型能够较好地预测汽轮机的长期动态行为,包括转速、压力和效率等参数。
同时,我们也对实验数据的意义和趋势进行了深入解读。
本文通过建立汽轮机的长期动态模型并对其进行仿真分析,得到了以下汽轮机的长期动态模型能够有效地模拟汽轮机的动态行为,预测其在不同工况下的性能。
通过仿真平台,我们可以根据实际需求进行各种仿真实验,为汽轮机系统的优化和改进提供了有效手段。
本研究为汽轮机系统的稳定性分析和控制提供了理论依据和实践指导,有助于提高汽轮机系统的效率和稳定性。
随着能源行业的不断发展,核能作为一种高效、清洁的能源形式,正逐渐获得更广泛的应用。
核电机组汽轮机作为核能发电的重要组成部分,其性能和稳定性的研究具有重要意义。
为了提高核电机组汽轮机的性能和稳定性,本研究旨在建立核电机组汽轮机本体的动态仿真模型,为相关领域提供理论支持和实践指导。
MW火电机组汽轮机全过程仿真模型的建立与研究
文献综述
近年来,国内外学者针对MW火电机组汽轮机系统的建模与仿真进行了大量研究。 这些研究主要集中在系统动力学、热力学和流体动力学等领域。其中,有的学 者基于热力学第一定律和第二定律,建立了火电机组汽轮机系统的动态模型, 并对其仿真效果进行了分析;有的学者则从流体力学角度出发,建立了火电机 组汽轮机系统的流体动力学模型,并对其流动特性进行了研究。
2、半实物仿真验证
半实物仿真验证是将仿真模型与实际设备相连,通过模拟实际运行环境来验证 模型的有效性。这种方法可以在实际运行条件下对汽轮机及其控制系统进行测 试和验证,确保仿真模型能够真实反映实际设备的性能。
研究结论
通过建立MW火电机组汽轮机全过程仿真模型,可以对汽轮机的稳态和动态特性 进行全面研究。该模型不仅可以用于优化汽轮机的设计,提高其运行效率,还 可以指导实际运行中的操作和维护,降低事故风险。此外,全过程仿真模型还 可以为能源管理、电力调度等提供有力支持。
模型建立
1、汽轮机静态仿真模型建立
静态仿真模型主要考虑汽轮机的稳态特性,包括热力学参数、流体动力学参数 以及结构参数等。根据这些参数,可以采用计算流体动力学(CFD)方法和有 限元分析(FEA)方法建立仿真模型。通过该模型,可以预测汽轮机在不同工 况下的性能表现,为优化设计和运行提供参考。
2、汽轮机动态仿真模型建立
未来研究方向
随着科学技术的发展,MW火电机组汽轮机全过程仿真模型的研究仍有很大的提 升空间。未来研究方向可以包括以下几个方面:
1、模型改进与优化:进一步改进和完善仿真模型,提高其对各种工况的适应 性。
2、数据驱动建模:通过深度学习和机器学习等手段,实现数据驱动的仿真模 型建立和优化。
3、多尺度耦合仿真:将不同尺度的仿真模型进行耦合,实现从微观到宏观的 多尺度仿真和分析。
给水泵汽轮机建模和仿真分析
图 1 给水 调 节 回路 模 型
大汽轮机功率降低时 , 小汽轮机 的进 汽阀 门的开度不但不关 () 2 当大汽轮机功率 下降 至某一值 时 , 汽轮 机 的阀 门 小 已开至最大 , 以给水泵 小汽 轮机一 般有 两个 汽源 , 所 当大汽 轮机的功率 低于某一值时 , 要把 小汽轮机 的汽源切换 到另一
( 1哈 尔滨汽轮机 厂 有限责 任公 司, 尔滨 104 , 东北林 业 大学 交通 学院 , 尔滨 104 ) 哈 506 2 哈 5 00
摘 要 : 绍 了 给 水 泵 汽 轮 机 的 运行 工 作 原 理 , 析 了给 水 泵 汽 轮 机 的工 作 特 点 ,建 立 了给 水 泵 汽 轮 机 的 数 学 模 型 , 介 分
An lzn fteMo eig a d Smuai gfrte F e trP mp T r ie ay ig o d l n i lt 0 e d Wae u u bn h n n h
L ito S IHa— , ONG B i ig YA a a— n 2 l NG i Ru
a i a in mo e ft ef e trpu nd smulto d lo e d wae mp u bie. T i a ra a y e he f d wae u h tr n h s p pe n ls s t ee tr p mp u bi tbi t o se tr neb sa l y t t p i p ru b t n o e s e s in . e tr ai n t pe d a sg s o h Ke y wor ds:he f e a e m p ur i t e d w t r pu t b ne;m odei g;sm ul ton;sabi t ln i ai t l y. i
汽轮机汽水系统实时仿真分析
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热量 和温 度 相等, 统一 基准 进行 比较 。维 持给 水流 量 在 3 5%, 扰动采 取 改变 静态 热负荷 1 % 即 4 5 M 。根据 上述 四种系 统回水 流量 的响应 曲线情 况, 5 , . %C R 两种加 热器 随负荷变动 对传热 量影 响的放大 系数有很 太不 同, 混台式加 热器明 显要大 得多 。 系统 1相 当稳定 , 场运 行实 际也从 未 出现 不稳 定的现 象 。系统 2略有 现 波动也 仍 然是稳 定 的 。系统 3临 界稳 定 : 系统 4不能稳 定 。热量 回收 率对 系 统稳 定性 的 影啊 是 巨大 的, 因此 在系 统 设计 时应 进行 仔细 计 算 利用 非线 性数 学模型进 行数 字仿真 , 一般可 得到较 为精确 的动态 响应, 但 这种方 法 耗时 、耗 资都太 大, 不适 于直 接应 用于 稳定 性判 别 。因此本 文又 对 基于 线性 化 模型 的传 递 函数 方法进 行 研究 , 出 了稳 定性 判别 方法 。 给 4线性 传递 函数 模 型 蒸发 受热面 的 非线性 强, 因此本 文参照 有关 文献进 行必要 的简化 , 建立 了 较为准 确 的传递 函数 模型, 可供 方案 设计时 采用 。 建 横 中引用 了文 献 3 ] 的符号 表示和 一 些结论 。 () 1 省煤 器 ( 括一 些非 加热 的管 道) 焓 通道模 型 。 包 为 了便于 分析, 本文采 用一个 高阶 等容环 节来描 述省 煤器 的焓 通道特 性 : W() 1 ( s 一 省煤器 分成 m个环 节。w 0 = , 0 = n , () n n 1 S : / 卜T )。将 - () 1W() 一 T W 0 = (+ ) T, S ・ s … 。 s S G ( ) G ( ) 。 ( ) W( ) G () 冷壁 模型 。采用 固定 边界 的模 型, 成冷水 段和 蒸发 段来 建模型 。 2水 分 其 中冷水 段 模型 由冷 水 段长 度较 短, 可采 用 强制 热流 假设 。 且
某100%容量给水泵汽轮机经济性分析
卫栋梁,井芳波,果机小叶,于杨(东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:文章针对某100%容量给水泵汽轮机从配汽、汽源切换、通流能力等方面进行了论述,为以后此类100%容量给水泵汽轮机的设计提供了参考。
同时分析了100%BMCR容量给水泵汽轮机的实际运行经济性水平,结果表明:相较于2×50% BMCR容量汽动给水泵,采用100%容量汽动给水泵,给水泵汽轮机效率可提升6个百分点,可降低火电机组热耗率约16kJ/ (kW·h),提高整机效率约0.2%,降低供电煤耗约0.6g/(kW·h),年节省的煤碳成本约240万元。
关键词:100%容量,给水泵,汽轮机,经济性中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2023)03-0006-04 Economic Analysis of a100%Capacity Feed WaterPump TurbineWEI Dongliang,JING Fangbo,GUOJI Xiaoye,YU Yang(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:This article discusses the100%capacity feedwater pump turbine.from the aspects of steam distribution mode,steam source switching mode,flow capacity,et al.,providing reference for the design of such100%capacity feedwater pump turbines in the future.At the same time,the actual operating economic level of a100%BMCR capacity feedwater pump turbine is analyzed, and the results show that compared to2×50%BMCR capacity steam driven feedwater pump,using100%capacity steam driven feedwater pump,can improve the efficiency of the feedwater pump turbine by6percentage points,reduce the heat consumption rate of thermal power units by about16kJ/(kW·h),improve the overall efficiency by about0.2%,reduce the coal consumption of power supply by about0.6g/(kW·h),and save about2.4million yuan in coal cost annually.Key words:100%capacity,water supply pump,steam turbine,economy第一作者简介:卫栋梁(1977-),男,本科,高级工程师,毕业于太原理工大学热能与动力工程专业,长期从事汽轮机热力设计工作。
600MW机组给水控制系统分析与仿真
600MW机组给水控制系统分析与仿真研究摘要随着我国电力市场的实际情况和国民经济发展的需要,电站项目朝着高参数、大容量的方向发展已成为大势所趋,近年来超临界发电机组在国内得到迅速发展和应用。
由于超临界机组各子系统间的耦合性强,机组的蓄热能力差,常规的控制方案往往难以取得满意的控制品质,为使超临界机组具有良好的调节品质并能确保长期稳定及经济的运行,必须采用先进的自动控制策略。
超临界直流锅炉给水控制直接关系到机组的安全性和经济性,是超临界机组正常运行的关键。
针对给水控制的大迟延、大惯性和时变性等特点,提出基于给水温度信号的前馈-反馈控制策略,提高了机组水煤比的控制质量。
仿真结果表明,改进的控制方法可以减小中间点焓值在不同扰动下的变化,具有较好的控制品质。
关键词:水煤比,中间点焓值,给水温度信号,给水控制仿真Water Supply Control System Analysis andSimulation of 600MW UnitABSTRACTIt becomes a trend that the power station projects go forward to high parameter and large capacity in consideration of china’s actual situation and the demand of the national economic development. In the past years the super-critical unit were applied and developed quickly.Because of the strong coupling between the sub systems, the thermal storage capability of the kind units sick, regularcontrol plan can’t not get good quality . In order to ensure the super-criticalunit run well, the advanced control strategy must be developed.The feed-water control in supercritical once-through boiler is regarded as the most considerable parameter of the unit operation that has contributed to the demand of unit safety and efficiency in the operating process. And the control of feed-forward and feed-back based on the feed-water temperature signal was employed with respect to the very extent in the delay,inertia and time-variant property,which improved the control quality of the water-fuel ratio in particular.The simulation results showed that the favorable control mode was accounted for the capable of decreasing the intermediate point enthalpy variation at different disturbs value and the quality of control.KEY WORDS:water-fuel ratio,intermediate point enthalpy,feed-water temperature,feed-water control simulation.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 前言 (1)1.1 选题背景和意义 (1)1.2 国内外研究发展概述 (2)1.3 相关工作 (3)1.3.1 论文的主要工作 (3)1.3.2 工作难点 (3)1.4 小结 (3)2 超临界直流锅炉概述 (4)2.1 超临界机组简介 (4)2.2 超临界直流锅炉 (4)2.2.1 直流炉的工作原理 (4)2.2.2 超临界直流炉的静态特性 (5)2.2.3 超临界直流炉的动态特性 (6)2.3 超临界机组的控制特点 (7)2.3.1 汽包锅炉的控制特点 (7)2.3.2 超临界锅炉的控制特点 (7)2.3.3 超临界直流炉和汽包炉控制系统比较 (8)2.3.4 超临界锅炉的控制任务 (8)2.4 超临界直流锅炉给水控制系统 (9)2.4.1 水煤比控制 (9)2.4.1.1 水煤比调节理论分析 (9)2.4.1.2 水煤比控制 (10)2.4.2 两种给水控制系统对比分析 (12)2.4.2.1中间点温度给水控制系统 (12)2.4.2.2 中间点焓值给水控制系统 (14)2.4.2.3 对比 (14)2.5 本章小结 (15)3 超临界直流炉给水控制方法分析与改进 (16)3.1 直流锅炉给水控制 (16)3.1.1给水控制方案 (16)3.1.2改进的给水控制方案 (16)3.2 前馈-反馈控制系统基本原理 (18)3.3 本章小结 (20)4 运用实例及仿真整定 (21)4.1 系统数学模型 (21)4.2 仿真工具介绍 (21)4.2.1 PID控制器参数整定 (21)4.2.2 前馈补偿环节的计算 (23)4.3 结论 (25)4.4 本章小结 (25)5 超临界直流锅炉给水启动系统 (26)5.1 设置直流炉给水启动系统的意义 (26)5.2 锅炉启动系统 (26)5.2.1 外置式启动分离器系统 (26)5.2.2 内置式启动分离器系统 (27)5.3 直流锅炉给水启动旁路系统 (27)5.4 本章小结 (28)6 结论与展望 (29)6.1 全文总结 (29)6.2 展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 前言1.1选题背景和意义电力在中国国民经济中有着举足轻重的作用。
火电厂给水泵设计与优化分析
火电厂给水泵设计与优化分析发布时间:2022-10-17T03:14:25.963Z 来源:《科技新时代》2022年4月8期作者:包兴贵[导读] 火电厂给水泵设计的优化,可以改善给水泵效率,包兴贵河北大唐国际唐山热电公司河北唐山063029摘要:火电厂给水泵设计的优化,可以改善给水泵效率,达到经济性目标而选用的方式是科学合理的。
在设计工作中,要按照叶轮的形式,选择最佳的铸造方式,同时按照叶轮不同部位的几何参数对性能构成的影响,科学确定。
最为关键的影响因素是叶轮、导叶进出口安放角、叶片的进出口形状、流道转弯部分以及扩散部分形状等。
有了最佳的设计几何标准后,还需要有精确的加工以及组装质量,才可以确保泵有很高的出厂质量,为了使泵可以高效及稳定运行给予一定的基础。
针对火电厂给水泵的实际情况进行设计,从而使火电厂给水泵得到优化。
关键词:火电厂;给水泵设计;优化引言调整火电厂给水泵系统的油压、控制火电厂给水泵系统的出口、提升火电厂给水泵系统的工作效率等方式可以有效地解决火电厂给水泵系统的问题。
本文还有不足之处,希望可以帮助火电厂给水泵系统更好地解决存在的问题与漏洞。
1火电厂给水泵系统存在的问题1.1缺乏对于给水泵油压的控制火电厂给水泵系统在进行工作时,缺乏对于给水泵油压的控制,导致火电厂给水泵系统存在很多的问题与漏洞,增加了给水泵工作的阻力,同时也造成了相关资源的浪费。
正常火电厂给水泵系统在进行工作时,只需要一定的油量就能带动整个给水泵的工作,给水泵不需要很多的油量来带动,并且没有特殊的工作需要,给水泵的油压所需比较小。
火电厂给水泵系统在进行工作时,所需要的油量控制在2~3个之间,这样的用油量就是最正常的用油量,超过3个油量不仅会造成资源的浪费,也会增加给水泵工作的成本与支出。
1.2系统供给不足火电厂给水泵系统在进行工作时,由于系统的供给不足,导致给水泵无法正常地进行工作。
正常火电厂给水泵系统在进行工作时,供气压力应该要达到27GB,在通过进气管输送供给时,会降低3~8GB之间,之后供气压力会达到19~24GB之间,这样的供给是最正常的状态。
给水泵汽轮机技术介绍
金属自密封
➢ 布置简单,减少了蒸汽有害容积。 ➢ 不需法兰、螺栓,安装方便。 ➢ 金属自密封,阀杆石墨密封,零泄漏。 ➢ 可远方做活动试验。 ➢ 阿尔斯通技术,得到三菱公司的认可。
五、群阀提板式调阀
➢ 蒸汽室与汽缸之间钟罩密封,高温下蒸汽室中心不变。 ➢ 喷嘴调节变工况效率高,群阀“流量-升程”线性度好。 ➢ 西门子结构。
➢ 西屋技术,得到三菱公司的认 可。
八、优化的错油门设计
杭汽错油门
➢ 液压弹簧平衡和旋转滑阀设计, 迟缓小,对中好,灵敏度高。
➢ 消除油压波动装置。 ➢ ABB技术,得到三菱公司的认可。
其他设计: 采用机械弹簧加推力轴承设计,迟缓大。
九、电动盘车
➢ 结构简单,可靠。 ➢ 自动投入,自动脱扣。 ➢ 锥形投入插头(关键技术)。 ➢ 国内先进水平,得到三菱公司的认可。
业绩表
序号 汽机型号
使用单位
1 G3-2.35
陕西兴平化肥厂
2 G3-2.35
山东高唐电厂
3 G3-2.35
沈鼓
4 S1.3-0.36
南京栖霞山化肥厂
5 KB1.5-
北京友谊宾馆
6 KN1.1-4.0
世佳化工(厦门)
7 KCB1.5-
陕西歧山板纸厂
8 S1.5-1.6
山东宏信化工
9 S1.8-1.7
风机 陕鼓 5600 2000.09 27 C7-
浙江潇越染织 鼓风机 沈鼓 3000/ 2005.7
风机 陕鼓 5600 2000.11 28 N12-1.09 黄岛发电厂 给水泵 沈阳水泵 5495 2005.7
风机 沈鼓 6500 2001.08 29 N12-1.09 黄岛发电厂 给水泵 沈阳水泵 5495 2005.7
MW火电机组汽轮机系统建模与仿真
MW火电机组汽轮机系统建模与仿真随着能源需求的不断增长,火电机组在能源领域中扮演着越来越重要的角色。
其中,MW火电机组汽轮机系统是火电机组的核心部分,其运行性能直接影响到整个火电机组的效率和经济性。
因此,对MW火电机组汽轮机系统进行建模与仿真研究,对于提高火电机组的运行性能和降低能耗具有重要意义。
本文将围绕MW火电机组汽轮机系统建模与仿真这一主题,介绍其研究现状、建模方法、仿真结果以及未来研究方向。
近年来,国内外学者针对MW火电机组汽轮机系统的建模与仿真进行了大量研究。
这些研究主要集中在系统动力学、热力学和流体动力学等领域。
其中,有的学者基于热力学第一定律和第二定律,建立了火电机组汽轮机系统的动态模型,并对其仿真效果进行了分析;有的学者则从流体力学角度出发,建立了火电机组汽轮机系统的流体动力学模型,并对其流动特性进行了研究。
还有一些学者尝试将多种模型相结合,建立更为精确的火电机组汽轮机系统模型。
虽然这些研究取得了一定的成果,但仍存在一些问题和不足之处,如模型精度不够高、仿真软件选择不当等。
针对上述问题和不足,本文将介绍一种新的MW火电机组汽轮机系统建模方法。
该方法主要包括以下几个步骤:选用合适的仿真软件:本文选用MATLAB/Simulink作为仿真软件,该软件具有强大的数学计算和图形化界面功能,适用于各种系统建模与仿真。
设计模型:根据MW火电机组汽轮机系统的实际运行情况,建立包括主蒸汽系统、凝结水系统、给水系统、冷却水系统等在内的仿真模型。
确定模型参数:根据实际数据和经验,确定模型中的各种参数,如管道阻力、设备效率、蒸汽流量等。
建立控制逻辑:根据实际生产需求,建立相应的控制逻辑,如自动调节、连锁保护等。
采用上述建模方法,本文对MW火电机组汽轮机系统进行了仿真研究,并对其结果进行了分析。
以下是主要仿真结果:模型性能评估:通过将仿真结果与实际数据对比,发现该模型能够准确地反映MW火电机组汽轮机系统的实际运行情况,具有较高的精度和实用性。
汽轮机系统通用模块建立与仿真分析
汽轮机系统通用模块建立与仿真分析随着能源行业的不断发展,汽轮机作为一种重要的动力设备,在发电、化工、冶金等领域得到了广泛应用。
为了提高汽轮机的性能和可靠性,本文将探讨汽轮机系统通用模块的建立与仿真分析。
汽轮机系统通用模块是指一系列标准化、可重复使用的软硬件组件,它们可以在不同的汽轮机系统中共享和复用。
建立汽轮机系统通用模块可以大大降低研发成本、加快研发速度,并提高系统的可靠性和稳定性。
汽轮机系统通用模块的划分应遵循功能独立、接口统一的原则。
根据汽轮机的组成和工作原理,可以将汽轮机系统通用模块划分为以下几个部分:进气模块:负责汽轮机进口空气的过滤、计量和分配;压缩机模块:负责汽轮机的做功,将空气压缩到所需的压力和温度;燃烧器模块:负责将燃料与空气混合、点火和燃烧;控制系统模块:负责汽轮机的监测、控制和保护。
对于每个通用模块,应制定统一的设计规范和接口标准,以确保不同模块之间的兼容性和互换性。
同时,为了满足不同用户的需求,通用模块应具备可扩展性,以便于添加新的功能和特性。
仿真分析是一种通过计算机模拟实际系统的方法,它可以用来预测系统的性能、研究系统的优化方案以及验证系统的可靠性。
在汽轮机系统中,仿真分析被广泛应用于研究不同工况下的系统性能、优化设计方案以及验证控制策略的有效性。
在仿真分析中,首先需要建立汽轮机系统的数学模型。
该模型应包括系统的动态特性和静态特性,并能够模拟系统的实际运行过程。
根据数学模型,可以通过计算机程序实现汽轮机的仿真运行,从而对各种工况下的系统性能进行预测和分析。
通过仿真实验,可以模拟不同的操作条件和运行工况,以验证汽轮机系统的性能和稳定性。
例如,可以模拟各种负荷下的系统响应、不同燃料条件下的燃烧效率以及各种操作条件下的系统可靠性。
这些仿真实验可以为汽轮机系统的设计和优化提供重要的参考依据。
仿真分析还可以用于验证汽轮机控制系统的有效性。
通过模拟各种控制策略下的系统响应,可以评估不同控制策略的优劣,并优化控制算法,以提高汽轮机的控制精度和稳定性。
泵装置模型试验模拟方法分析-水利与能源动力工程学院
(2)几何相似要求所有空间尺度按 D 换算,但模型泵叶 片与轮毂间隙几何尺度比尺不可能等于 D,几何相似存
在近似性。 (3)糙率比尺难于全满足式(7)。轴流(混流)模型泵 叶轮材质一般为青铜,原型现广泛数控加工的不锈钢,原、 模型糙率相近;进、出水流道沿程阻力也很难严格相似, 但对于进、出水流道不是太长,局部阻力远大于沿程阻力 时,糙率比尺应允许偏离。 (4)泵装置机械约束边界条件不相似。模型泵轴承常采用 滚动轴承,而原型多采用橡胶轴承或油轴承;模型泵的填 料涵与原型泵的填料涵不模拟等。 (5)模拟前池流态受试验台条件限制,模型比尺不能过 大,而且按式(9)确定的模型泵转速低,水流粗糙区条 件难满足等。
严密的理论表述
近现代数值计算 试验研究
三种方法比较(1)基于已有或已建理论体系的理 论表述方法的推演严密,其解是连续的。但当理 论受自身应用域限制或仍未出现相应可用理论时, 理论表述受到很大的局限。(2)数值计算是随 计算方法科学、计算工具的发展而形成一种研究 方法,它主要是在现象发生域内求解有限个离散 点上的参数值,其描述的准确性很大程度上取决 于所采用方程的正确性、离散误差和计算误差。 (3)试验研究试图直接探测研究系统或者缩小 (放大)研究域描述参数,一般所得结果是离散 的,其描述的准确性很大程度上测试手段、测试
2 4 M n D f1 3 M f 2 n D M f 3 D W
(19)
D 1,水流相似应满 同一模型装置,不同水头下, 2 M M M M 足式(15): M n ;装置约束阻力矩: ,但从式(19)可看出约束阻力矩中只有填料函摩擦力矩 满足 n2 ,径向滚动轴承摩擦力矩和推力轴承的摩擦力矩 2 都不满足 n ,因此同一模型装置,不同水头下的单位飞 逸转速不等似属必然。
考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现
收稿日期:2003-07-16 第22卷 第2期计 算 机 仿 真2005年2月 文章编号:1006-9348(2005)02-0067-03考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现李大鹏,孙丰瑞,焦增庚(海军工程大学,湖北武汉430033)摘要:该文根据蒸汽动力装置模拟器的研制需求,讨论了考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模和实现方法。
蒸汽动力装置中使用的给水泵动态特性变化很大,给水泵作为变转速泵的特性模拟在整个蒸汽动力装置热工水力特性模拟中占有非常重要的地位。
由于给水泵性能受汽蚀影响很大,因此考虑汽蚀对给水泵性能的影响对于提高模拟器在正常工况和事故工况下的仿真精度有很大意义。
该文构建的模型形式简单,计算精度高,覆盖的给水泵运行工况宽。
该文提出的仿真模型和数值方法对于同类型泵的仿真建模和计算分析具有一定的参考价值。
关键词:蒸汽动力装置;给水泵;仿真;建模;汽蚀中图分类号:TK 123;TK 124 文献标识码:ASimulation Modeling and R ealization of Feedw ater Pumpwith R egard to the I nfluence of C avitationLI Da -peng ,S UN Feng -rui ,J I AO Z eng -geng(Naval University of Engineering ,Wuhan Hubei 430033,China )ABSTRACT :According to the requirement of the steam power plant simulator ,feedwater pump ’s m odeling and realization method are studied with regard to the in fluence of cavitation in this paper.Character of feedwater pump used in the steam power plants changes frequently and enorm ously.Feedwater pump w orks at different speed ,its simulation plays an important and key role in the complete simulation of the thermal -hydraulic character of steam power plant.Because its performance is in fluenced by cavitation greatly ,simulation with regard to the in fluence of cavitation is of significance to the improvement of the simulation precision of the steam power plant simulator under different normal w orking situation as well as accidents.The m odel constructed has simple form ,has high precision as well as covers the wide operation situation of the feedwater pump.The simulation m odel and numerical method are referential to the same type of feedwater pump.KE YWOR DS :S team power plant ;Feedwater pump ;S imulation ;M odeling ;Cavitation1 前言蒸汽动力装置的给水泵是重要的配套设备,其最大特点是高扬程、大流量,泵的消耗功率很大,多采用多级分段式离心泵,由于机组功率的增大,给水泵还可以采用汽轮机驱动,以提高经济性,本研究中所涉及的蒸汽动力装置给水泵就是汽轮机驱动。
600MW机组供热后汽轮机给水泵的运行分析
600MW供热机组汽轮机给水泵轴功率不足问题分析与对策王琼宜昌供电公司配电中心湖北省宜昌市 443000)摘要:目前,大容量机组为降低厂用电率无一例外都采用了汽轮机给水泵的上水方案,且很多厂出于安全经济方面的考虑切除了汽轮机给水泵的高压备用汽源。
但是,当机组经过供热改造后,额外增加的供热抽汽量使汽轮机给水泵所需轴功率不足,在运行中出现了汽包上水困难、调节迟缓等问题。
本文通过华电包头发电公司的一次汽包水位异常事件系统地分析了事件的根本原因,提出了防止和控制类似事件发生的具体措施,并在工作中进行了实施取得了良好的效果,证明供热改造机组的给水泵汽轮机虽然切除高压备用汽源给运行带来了一定的影响,但在机组滑压运行时完全可以保证汽包的正常供水。
为大容量机组供热改造后汽轮机给水泵运行摸索出了可供参考的方法和经验。
关键词:供热,汽包水位,给水泵汽轮机,所需轴功率,给水总压头引言:华电包头发电有限公司出于安全经济上的考虑切除了两台给水泵汽轮机高压备用汽源,但在机组经过供热改造后出现了汽轮机给水泵上水困难的问题,这种问题在锅炉燃烧工况剧烈变化时显得尤其突出,多次由此引发异常事件险些造成跳机的事故发生。
为找出汽轮机给水泵上水困难的真正原因从而加以预防和控制,防止类似事件的发生以保证机组安全运行。
华电包头两台机组为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽冲动凝汽式,机组型号N600—16.67/538/538,采用高中压合缸结构,低压缸为双流反向布置。
给水系统配置两台50%容量的变速汽轮机拖动的锅炉给水泵,每台汽泵配置一台定速前置泵,一台30%容量的带液力耦合器的电动给水泵做为备用,一台汽泵和一台电泵并列运行可满足90%MCR的需要。
两台给水泵汽轮机正常运行由主机四段抽汽供汽,当调门全开可满足超额定压力5%的汽包上水的需要。
备用汽源来自主蒸汽和高压辅汽联箱,当负荷降到额定负荷的30-40%时,主蒸汽备用汽源自动进行内切换补充给水泵汽轮机输入功率的不足。
齿轮油泵及泵体仿真分析与应用
毕业设计(论文)开题报告题目:齿轮油泵及泵体仿真分析与应用系:机械电子工程专业:机械电子学生姓名:学号:指导教师:2010年 3 月25 日开题报告填写要求1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。
3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。
4.统一用A4纸,并装订单独成册,随《毕业设计(论文)说明书》等资料装入文件袋中。
毕业设计(论文)开题报告1.文献综述:结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述0前言齿轮泵是一种常用的液压泵,以其结构简单,制造方便,成本低,体积小,重量轻,自吸性能强等特点,被广泛用于采矿、冶金、建筑、航空、航海、农林等机械的中、高压液压系统中]1[。
随着经济和技术的发展,人们不断地追求高质量的油泵,这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能,需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场和渗流等技术参数进行分析计算。
这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式,这些问题的解析计算往往是不现实的。
近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径]2[。
1有限元法(1)基本概念有限元法是将弹性连续体离散成为有限个单元的一种近似数值解法。
660MW机组给水泵汽轮机汽源优化分析
660MW机组给水泵汽轮机汽源优化分析发布时间:2021-04-19T11:53:20.053Z 来源:《中国电业》2021年2期作者:杨晓波[导读] 浙能兰溪发电有限责任公司660MW机组给水泵汽轮机汽源分为四抽、杨晓波(浙江浙能兰溪发电有限责任公司,浙江兰溪 321100)摘要:浙能兰溪发电有限责任公司660MW机组给水泵汽轮机汽源分为四抽、辅汽两路,正常运行中负荷变化时存在汽源切换问题,影响主设备安全,同时辅汽汽源经冷再节流后提供,导致热耗损失较大。
本文针对给水泵汽轮机汽源进行优化实施,在确保安全性的基础上进一步提高机组的经济性。
【关键词】小机汽源辅汽优化0.引言浙能兰溪电厂给水泵汽轮机(小机)为东方汽轮机厂生产的G9.6-1.104凝汽式汽轮机,该转子包括调节级在内共7级叶轮,所有叶轮为等厚截面叶轮。
进汽分高低压两路,高压进汽由主汽提供,低压进汽由四抽提供,低压汽源和高压汽源之间采用自动内切换的方式,另外在低压进汽管路上又接入了一路调试用汽,由辅汽供。
经过系统改造,兰溪电厂四台机组的小机高压汽源已全部取消。
小机的汽源在机组正常运行时分别由四抽和高温辅汽两路提供。
1.辅汽系统介绍单元制机组均设置辅汽系统。
辅汽系统作为机组和全厂的公用汽系统,向有关辅助设备和系统提供辅助蒸汽,以满足机组启动、正常运行、加减负荷、甩负荷和停机等各种运行工况的要求。
辅汽系统主要包括:辅汽联箱(分高温辅汽联箱、低温辅汽联箱)、供汽汽源、用汽支管、减温减压装置、疏水装置及其连接管道和阀门等。
其中高温辅汽联箱是其核心部件,设计压力为0.5-1.0MPa,设计温度为320℃-370℃。
2.正常运行中存在的问题2.1.小机辅汽汽源经济性不佳当机组负荷低于400MW,辅汽系统切入小机供汽,影响机组经济性。
兰电辅汽母管的压力设定值为0.8MPa,从四抽的运行参数可以看出,机组负荷400MW左右四抽压力与辅汽压力基本一致,机组负荷继续下降的话,四抽压力低于辅汽压力,小机的进汽汽源由四抽供汽逐渐切至辅汽供汽,而辅汽本身是由冷再节流供汽,相当于通过冷再这路高品质汽源节流后对小机供汽,从而影响机组的经济性。
汽轮机系统通用模块建立与仿真分析的开题报告
汽轮机系统通用模块建立与仿真分析的开题报告一、研究背景和意义随着能源危机的逐渐临近,对于可再生能源的利用也变得越来越重要。
在汽车、工业控制中,将可再生能源转化为机械能来驱动汽车或机器人开展工作、生产,是可再生能源利用的常见方式之一。
而汽轮机因其高效率和可靠性被广泛应用于大型工业领域,其在能源转化中的应用尤为突出。
因此,汽轮机系统的建立与仿真分析十分重要。
汽轮机系统通用模块是一种汽轮机系统建立的通用软件,可以用于设计、优化和分析新的汽轮机系统,同时也可以用于对现有汽轮机系统的改进和优化。
汽轮机系统通用模块可以帮助研究人员更深入地了解汽轮机的工作原理和性能,提高汽轮机的效率和可靠性,并为汽车、工业控制等领域的发展提供技术支持。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是针对汽轮机系统通用模块建立与仿真分析的相关技术和方法,主要包括以下几个方面:(1)汽轮机系统通用模块的建立:本研究将设计和开发适用于不同类型的汽轮机系统的通用模块,通过对汽轮机系统进行建模,建立汽轮机系统的数学模型,包括进口和出口设备,发电机等。
(2)汽轮机系统通用模块的仿真分析:利用上述建立的数学模型,将其运用于汽轮机系统的仿真分析之中,对汽轮机系统的工作过程、运行特性和性能进行分析和评估,同时也可以对新的汽轮机系统进行设计、优化和评估。
(3)汽轮机系统通用模块的性能评估与改进:基于仿真分析的结果,对汽轮机系统的性能进行评估,并提出改进和优化方案,为汽轮机系统的提高效率和可靠性提供技术支持。
三、研究意义及预期结果本研究的意义在于通过建立和仿真分析汽轮机系统通用模块,提高对汽轮机系统的认识和理解,对汽轮机的设计和改进提供技术支持,为汽车、工业控制等领域的发展提供技术支持。
预期结果是通过该通用模块的建立和应用,实现对不同类型的汽轮机系统的仿真分析,评估不同系统的性能,提供可靠的技术支持和优化方案。
最终实现汽轮机系统的提高效率和可靠性,促进汽车工业和工业控制的发展。
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收稿日期:2007210216 作者简介:李海涛(19752),男,汽轮机控制,工程师。
给水泵汽轮机建模和仿真分析李海涛1,宋百玲2,杨 瑞2(1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046,2东北林业大学交通学院,哈尔滨150040)摘要:介绍了给水泵汽轮机的运行工作原理,分析了给水泵汽轮机的工作特点,建立了给水泵汽轮机的数学模型,并建立了给水泵汽轮机调节回路模型和仿真模型,分析给水泵汽轮机在转速给定发生阶跃扰动时的稳定性能。
关键词:给水泵汽轮机;建模;仿真;稳定性分类号:TK267 文献标识码:A 文章编号:100125884(2008)0120072202Analyzing of the Modeling and Simulating for the Feed W ater Pump TurbineL I Hai 2tao 1,S ONG Bai 2ling 2,Y ANG Rui2(1Harbin Turbine Company L i m ited,Harbin 150046,China;2School of the Traffic ,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China )Abstract:This paper intr oduces the running p rinci p le,analyses the characteristic of the feed water pu mp turbine .This pa 2per establishes the mathe matical model of the feed water pu mp turbine .This paper als o establishes the adjusting l oop model and si m ulati on model of the feed water pu mp turbine .This paper analyses the feed water pu mp turbine’s stability t o step perturbati on on the s peed assigns .Key words:the feed ter pu m p turb i n e;m odeli n g;si m ul a ti on;st ab ility .0 前 言给水泵的作用是向锅炉供水,供给锅炉的水在锅炉加热成高温高压蒸汽,高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功,最后进入冷凝器再凝结成水,冷凝水被水泵再一次送入锅炉。
为了提高发电厂的效率,冷凝水在进入锅炉前先被汽轮机的回热抽汽加热,称为回热系统。
锅炉的给水实际上是分两级进行的,首先由凝结水泵将冷凝水由冷凝器经低压加热器送入除氧器,其次由给水泵将水由除氧器送入锅炉。
当给水泵由小汽轮机拖动时,给水流量的改变是通过改变汽轮机的转速来实现的,和采用阀门节流的方法相比,减少了节流损失,因此经济性较好。
给水泵汽轮机的调节系统(包括汽轮机在内),不再是一个独立的系统,而是锅炉给水调节系统的一部分。
如果把锅炉看成调节对象,给水泵看成是改变给水量的调节元件,那么汽轮机和它的调节系统就可以看成是给水调节器的执行元件。
它的调节系统除了要保证本身的稳定性等基本要求以外,还必须满足锅炉给水调节系统的要求,属于随动系统。
给水调节回路模型如图1所示。
给水泵汽轮机由于其特殊的运行方式,具有以下几方面的特点:(1)给水泵汽轮机汽源一般来自大汽轮机的抽汽,当大汽轮机的功率下降时,给水流量减少,压力降低,小汽轮机的负载也相应降低;但是另一方面,小汽轮机的进汽压力也下降,小汽轮机的功率(阀门开度不变时)也随之下降,所以在图1 给水调节回路模型大汽轮机功率降低时,小汽轮机的进汽阀门的开度不但不关小,反而开大;(2)当大汽轮机功率下降至某一值时,小汽轮机的阀门已开至最大,所以给水泵小汽轮机一般有两个汽源,当大汽轮机的功率低于某一值时,要把小汽轮机的汽源切换到另一个压力较高的抽汽点上去,即由低压抽汽切换到高压抽汽;(3)给水泵小汽轮机一般不存在甩负荷问题;(4)给水泵的功率与转速近似为3次方的关系,自平衡能力强,所以调节系统稳定性比较好;(5)工作点(转速)变化范围大,难以建立一个统一的数学模型,调节系统参数整定要照顾到所有工况,调节器的线性度要好。
1 给水泵汽轮机数学模型汽轮机基本方程如下:第50卷第1期汽 轮 机 技 术Vol .50No .12008年2月T URB I N E TECHNOLOGYFeb .2008Jwd wd t =P T -P p(1)Tαd x nd t=x PT -x PP(2)P T =Q T H 0ηT =Q T h 0(3)式中,P T 为小汽轮机功率;P p 为给水泵功率;H 0为小汽轮机进汽焓降;h 0为小汽轮机进汽有效焓降。
给水泵汽轮机的汽源来自大汽轮机的抽汽,随着大汽轮机功率的改变,进汽的压力也随之改变,所以小汽轮机的进汽量Q T 不仅是阀门开度的函数,而且也是大汽轮机功率P A 的函数[1,2]:Q T =c 1Z T ・c 2P A =kP A Z T (4)h 0=ηH 0=f (P T )=f (P A )(5) 当0.8ΦP A P A 0Φ1时,h 0=h 0H =常数,P A P A 0Φ0.8时,h =h 0H (0.546+0.568P A P A 0)。
给水泵的特性由泵的特性和管道的特性两部分组成:给水泵:p p =P T Q Aηp(6) 管道:p p =p b +g b +md v d t+c 3v 2p (7)式中,p p 为泵出口压力;p b 为锅炉汽包压力。
2 仿真模型及仿真结果根据对给水泵汽轮机特点及数学模型的分析,建立给水泵汽轮机稳态运行的原理框图和M atlab仿真模型如图2、图3所示[3]。
图2 给水泵汽轮机控制原理图图3 给水泵汽轮机阶跃扰动下稳定性分析Matlab 仿真框图给定模型参数,输入阶跃扰动,用图3进行仿真,分析给水泵汽轮机在转速给定发生阶跃扰动时的稳定性能。
需要指出的是,由于没有建立锅炉对象及其水位调节器的模型,此处所建的仿真模型并没有构成完整的调节回路,在仿真时未考虑转速给定与大汽轮机负荷之间的内在关系。
由于给水泵汽轮机工作点变化范围较大,故分别对不同的工作点做阶跃扰动稳定性分析。
对于3组不同工作点处的阶跃扰动信号(在仿真时,转速给定信号发生阶跃的时间分别取为5s 、20s,这是为了让系统自动寻求不同工作点的稳态值),仿真结果如下。
(1)转速给定从1变化到0.98:转速给定变化和汽轮机在此给定转速变化下的输出转速变化如图4、图5所示。
图4 转速给定的变化(1到0.98)图5 转速给定在1到0.98之间变化时给水泵汽轮机输出转速变化(2)转速给定从1到0.96再到0.94:转速给定变化和汽轮机在此给定转速变化下的输出转速变化如图6、图7所示。
图6 转速给定的变化(1到0.96再到0.94)(下转第80页)37第1期李海涛等:给水泵汽轮机建模和仿真分析态。
如图2所示。
最终确定钻杆外侧进油间隙为2mm,且进油面积与排屑面积相等。
图2 两种油隙的压力变化比较图2.3 选择合理的切削参数(1)切削用量一般v ≥40m /m in 、f =0.05mm /r 。
(2)经试验,切削速度v 影响刀具寿命,当v =40m /m in~60m /m in 时,每个钻头可加工3.5m ~4m;进给量f 影响切屑的形成,从而决定了切屑能否排出,当f =0.05mm /r ~0.10mm /r 时切削比较稳定。
但实践中影响f 的最大因素为钻杆的刚度和强度。
根据试验,得出相应直径中心孔时切削参数如表2。
2.4 冷却液压力的选择由于机床原设计冷却调压系统不灵敏,曾造成试切削时多次发生跑油事故,后来总结经验,应用齿轮泵最高压力<25ata 的原理,只用II 档规范, 表2 工艺参数孔径进给量f ,mm /r切削速度v ,r/m in冷却液流量Q ,L /m in冷却液压力p ,MPa<160.03~0.04490+410(工件)(刀具)802.5~2.7<190.03~0.04490+300(工件)(刀具)802.5~2.7<22.60.07490+140(工件)(刀具)1252.5~2.7<250.07490+110(工件)(刀具)1252.5~2.7<290.07~0.084901802.5~2.7<380.10~0.111782252.5~2.73 结 论通过采用BT A 系统,改善了通过“钻+扩”产生的零件精度降低,机床磨损严重,加工效率低等一系列问题;通过导向支撑块,提高了内孔的表面粗糙度;通过增加导向块的长度,降低了孔的直线性偏差;通过选择适当的泵压,使排屑能力和密封要求能够同时达到使用要求;通过选择合理的工艺参数,达到单位刀具所能加工的最大内孔深度。
(上接第73页) (3)转速给定从1到0.88再到0.86:转速给定变化和汽轮机在此给定转速变化下的输出转速变化如图8、图9所示。
图7 转速给定在1到0.96再到0.94之间变化时给水泵汽轮机输出转速变化图8 转速给定的变化(1到0.88再到0.86)图9 转速给定在1到0.88再到0.86之间变化时给水泵汽轮机输出转速变化3 结 论由仿真结果可见,在阶跃扰动信号下,给水泵汽轮机转速输出能够在10s ~25s 的时间内达到稳态值,具有较好的稳定性,同时这一过渡时间远远小于锅炉的时间常数,完全可以满足对锅炉给水流量的变化要求。
参考文献[1] 陈 钢,吕泽华,等.热力系统优化调度中热电联供汽轮机建模方法研究[J ].电站系统工程,2003,19(4):10-12.[2] 吕崇德.大型火电机组系统仿真与建模[M ].北京:清华大学出版社,2002.[3] 张志涌.精通MAT LAB 5.3[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2000.08汽 轮 机 技 术 第50卷。