在國家節(jié)能減排新形勢下及我國特殊的能源分布,燃煤電廠直接空冷系統(tǒng)的使用是解決水煤矛盾的有效措施。但是在直接空冷機組長時間運行中,出現(xiàn)的熱風回流,冬季管束凍結(jié)以及換熱不勻等問題也切實影響燃煤電廠的經(jīng)濟效益及安全運行。為此,本文從直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測優(yōu)化為切入點,通過從鍋爐側(cè)與空氣側(cè)分析影響空冷凝汽器出口風溫的的因素以及開發(fā)動態(tài)參數(shù)監(jiān)測裝置兩個方面展開了深入研究。1.目前直接空冷系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)監(jiān)測技術(shù)相對薄弱。針對出口風溫特性研究,本文提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直接空冷凝汽單元出口風溫預測模型。以排汽溫度、環(huán)境溫度、機組負荷、凝結(jié)水溫度、排汽壓力以及軸流風機轉(zhuǎn)速為模型的輸入,以出口風溫為模型輸出,研究直接空冷機組的動態(tài)參數(shù)。各因素歷史數(shù)據(jù)分別從現(xiàn)場DCS系統(tǒng)中采集,對數(shù)據(jù)預處理后,運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立空冷凝汽器出口風溫預測模型。最后,通過實際運行數(shù)據(jù)來驗證模型的有效性。該模型可以預測不同工況下的空冷凝汽器的出口風溫,為下一步開發(fā)動態(tài)參數(shù)監(jiān)測技術(shù)提供依據(jù),從而為空冷凝汽器溫度測量點的位置和數(shù)量合理布置,也為空冷凝汽器的清洗周期做一個參考。2.根據(jù)上述理論研究結(jié)合專業(yè)所學,設(shè)計開發(fā)了一套用于直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測的裝置。首先通過Solidworks軟件,進行了比例為1:1的三維機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括外形的設(shè)計以及非標件的作圖,并進行了三維運動仿真,論證了機械結(jié)構(gòu)的可靠性。通過一系列的硬件選型后,最終確定采用SIEMENS SIMOTION D435硬件平臺,通過SINAMICS S120來驅(qū)動伺服電機,作為測量裝置的驅(qū)動器。選用KIMO以及SICK等傳感器進行溫度,風速,位移等的監(jiān)測。在上位機配置中,監(jiān)控畫面的開發(fā)主要由GE的Proficy HMI/SCADA-IFIX中文版軟件完成,并且通過OPC通信技術(shù)實現(xiàn)了iFIX軟件與控制軟件SIMOTION SCOUT的通訊。本課題以山西某矸石發(fā)電有限公司2×300MW直接空冷機組的歷史數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合理論研究及專業(yè)所學,建立了直接空冷凝汽器出口風溫預測模型,并且設(shè)計優(yōu)化了直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測裝置,對同類型的直接空冷系統(tǒng)換熱性能、動態(tài)參數(shù)的測點優(yōu)化以及監(jiān)測手段提供一定的參考。
【學位單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM621;TP183
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 我國直接空冷技術(shù)的發(fā)展
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 空冷凝汽器的設(shè)計
        1.3.2 空冷凝汽器(ACC)的性能實驗
        1.3.3 空冷系統(tǒng)優(yōu)化控制及安全運行技術(shù)
    1.4 本課題的目的與主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 直接空冷機組簡況及存在問題
    2.1 直接空冷機組的工作流程介紹
    2.2 直接空冷機組的冷端系統(tǒng)
        2.2.1 空冷凝汽器
        2.2.2 排水箱及凝結(jié)水收集的設(shè)備
        2.2.3 風機以及驅(qū)動裝置
        2.2.4 抽真空系統(tǒng)
        2.2.5 排汽管道
        2.2.6 凝汽器清洗系統(tǒng)
    2.3 直接空冷機組冷端主要參數(shù)
        2.3.1 試驗機組的初始溫差
        2.3.2 試驗機組的設(shè)計背壓
        2.3.3 軸流風機的軸功率
    2.4 直接空冷系統(tǒng)運行遇到的問題
        2.4.1 冬季防凍問題
        2.4.2 最佳背壓的設(shè)定
        2.4.3 溫度場監(jiān)測
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空冷凝汽器出口風溫預測
    3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.1.1 神經(jīng)元模型的結(jié)構(gòu)
        3.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學習
    3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡介
        3.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法原理
        3.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作流程
    3.3 構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空冷凝汽單元出口風溫預測模型
        3.3.1 模型變量的選擇
        3.3.2 數(shù)據(jù)的預處理
        3.3.3 網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計
    3.4 模型的訓練及驗證
    3.5 預測結(jié)果的分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 前言
    4.2 直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)硬件選型
        4.2.1 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計
        4.2.2 控制系統(tǒng)的選型
        4.2.3 伺服電機的選型
        4.2.4 傳感器的選型
    4.3 直接空冷凝汽單元動態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計
        4.3.1 控制網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)
        4.3.2 監(jiān)控組態(tài)的開發(fā)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
個人簡況及聯(lián)系方式

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