火電機組負荷控制 第二章 單元機組的動態特性_第1頁
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第二章單元機組的動態特性《火電機組負荷控制系統設計與實現》NCEPUNCEPU單元機組工藝流程單元機組動態特性分析單元機組被控對象是本質非線性的，具有分布參數和時變特性。機組動態特性除了受其內在的物理結構屬性影響以外，還與機組的運行方式、運行工況、外部環境等因素有關。因此，目前還難以得到對單元機組動態特性的精確描述，只有通過合理簡化與近似處理，結合機理分析與試驗建模這兩種方法，才能夠建立起滿足一定精度要求、反映機組主要動態特征的數學模型。單元機組數學模型將單元機組劃分為爐、鍋、機三大部分。把整個機組的能量轉換與傳熱過程劃分為爐內燃燒與傳熱、管道傳遞、汽輪機做功三段過程。在此基礎上列寫各段過程的物質平衡、能量平衡和動量平衡方程式。單元機組能量傳遞簡化流程2～HPLPBPTμPDNV1FDQDDDT3爐內燃燒與傳熱過程管道傳熱過程汽輪機做功過程參數列表參數描述B進入爐膛的燃料量V進入爐膛的總風量F鍋爐燃燒強度DQ鍋爐受熱面總有效吸熱量DD進入蒸汽管道的蒸汽流量PD蒸汽管道入口的蒸汽壓力（汽包壓力）DT進入汽輪機的蒸汽流量PT蒸汽管道出口壓力（機前壓力）μ汽輪機主蒸汽調節閥開度N功率輸出1-爐內燃燒與傳熱過程爐內燃燒與傳熱過程可表示為具有純時延的慣性環節：當采用直吹式制粉系統時，應在燃料量之前增加描述制粉系統的環節：1-爐內燃燒與傳熱過程把鍋爐和蒸汽管道的蓄熱能力分開，可得鍋爐的蓄熱量為：2-管道傳熱過程將主蒸汽管道看作集總參數系統，其蓄熱量可以表示為：蒸汽管道兩端的壓力降與管道蒸汽流量之間的關系為：2-管道傳熱過程

機前壓力PT與汽輪機進汽量DT之間有以下關系：定義主蒸汽調節閥的開度為：得到：3-汽輪機做功過程有中間再熱時，汽輪機的輸出功率為高壓缸輸出功率NH和中、低壓缸輸出功率NL兩部分之和：其中：鍋爐—汽輪機系統動態特性結構框圖μTNμBDQPTDTPDDD1、爐內燃燒與傳熱過程4、管道壓力降與管道蒸汽流量的關系2、鍋爐蓄熱量5、主汽流量與調門開度及主氣壓力的關系3、蒸汽管道蓄熱量6、汽輪機做功過程單元機組動態模型的簡化形式把鍋爐和主蒸汽管道看作一個集中的蓄熱容積，則有：蒸汽管道兩端的壓力降與進入汽輪機的蒸汽流量之間的關系為：鍋爐—汽輪機系統動態特性簡化結構框圖鍋爐—汽輪機系統模型的線性化如前所述：在某一平衡工況對上述過程進行線性化處理：式中：為蒸汽流動的阻力系數。鍋爐—汽輪機系統模型的線性化以鍋爐側燃燒率擾動（內擾）ΔDQ和汽機側主蒸汽調節閥擾動（外擾）Δμ為自變量，以機前壓力的變化量ΔPT和主蒸汽流量的變化量ΔDT為因變量，將上述各式聯立求解鍋爐—汽輪機系統模型的線性化①在內擾情況下（Δμ=0時）：②在外擾情況下（ΔDQ=0時）：鍋爐—汽輪機系統模型的線性化綜合燃燒及汽輪機做功過程，可以得到：鍋爐—

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