论文总字数：25631字

摘 要

锅炉的安全运行是电厂的重要任务之一，它影响着电厂机组的安全性与经济性。电厂运行人员在上岗实操之前必须经过严格的培训，而仿真机是一种最实用且最便捷的工具来达到培训的目的。通过在仿真系统上操作，复现锅炉系统可能出现的各种问题，从而对锅炉系统了解地更加透彻、清晰。

本文以南京华能金陵电厂1000MW机组锅炉系统为研究对象，基于IMAGE仿真支撑平台，对锅炉汽水系统进行建模仿真。将汽水系统划分为过热器系统、再热器系统、启动系统、水冷壁系统几个子系统，明确每个子系统的构成与连接关系。在对锅炉机组运行数据进行处理、锅炉汽水系统合理简化后，完成每个子系统的组态图，分别对每个子系统的模块进行静态计算，之后进行动态运行调试，然后与风烟系统组成完整的动态仿真模型。最后对动态仿真模型做了给煤量扰动、给水量扰动、一次风扰动、二次风扰动、减温水扰动等试验，通过观察扰动之后一些主要参数的变化过程，分析了扰动量的影响。

关键词：锅炉，汽水系统，仿真，动态特性

Abstract

Safe operation of the boiler is one of the important tasks of the power plant. It affects the safety and economy of the power plant unit. The power plant operating personnel must undergo rigorous training before being put into practice, and the simulator is one of the most practical and most convenient tools for training purposes. The operator can reproduce the various problems that may occur in the boiler system by operating on the simulation system, so that the boiler system can be more clearly and thoroughly understood.

The paper takes the boiler system of Nanjing Hua Neng Jin Ling Power Plant 1000 MW unit as the research object, based on IMAGE simulation support platform, carries on the modeling simulation to the boiler water-steam system. Firstly, the soda system is divided into several sub-systems of the superheater system, the reheater system, the starter system, and the water wall system, to clarify the composition and connection relationship of each subsystem. After the boiler unit operation data is processed and the boiler steam system is reasonably simplified, the configuration diagram of each subsystem is completed, the modules of each subsystem are statically calculated and the dynamic operation are debugged, and then combined the air-gas system with it. Finally, the dynamic simulation model was used to test coal supply disturbance, feed water disturbance, primary air disturbance, secondary air disturbance and desuperheating water disturbance. Through observing the changes of some main parameters after disturbance, the influence of disturbance was analyzed.

KEY WORDS: boiler, steam-water system, simulation, dynamic characteristics

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本项目的研究工作与内容 2

第二章 IMAGE仿真支撑系统介绍 4

2.1 模块库介绍 4

2.1.1 热工设备模块 4

2.1.2 电气设备模块 4

2.1.3 逻辑控制模块 5

2.2 模块组态 6

2.2.1 模块初始化 7

2.2.2 模块检查 8

2.3 模块运行与监测 9

2.3.1 运行 9

2.3.2 监测 9

第三章 锅炉系统建模 10

3.1 仿真对象简介 10

3.1.1 锅炉主要参数 10

3.1.2 子系统介绍 11

3.2 单项介质受热面数学模型 13

3.3 初始数据准备 14

3.3.1 减温水流量 14

3.3.2 烟气侧流量 15

3.3.3 给煤量 15

3.4 锅炉汽水系统的数据分析及静态计算 15

3.4.1 过热器系统静态计算 16

3.4.2 再热器系统静态计算 16

3.4.3 水冷壁系统静态计算 16

3.4.4 启动系统静态计算 17

3.5 锅炉风烟系统的静态计算及运行 18

3.5.1 炉膛 18

3.5.2 制粉系统 19

第四章 锅炉仿真系统调试运行 20

4.1 汽水系统额定工况调试 20

4.1.1 过、再热系统调试 20

4.1.2 水冷壁系统调试 21

4.1.3 分离器调试 21

4.2 汽水系统与风烟系统组合联调 21

4.2.1 过热器调试 21

4.2.2 一次风调试 21

4.2.3 炉膛调试 22

4.3 汽水系统与风烟系统二次联调 23

第五章 系统动态仿真实验 25

5.1 给煤量扰动实验 25

5.2 给水量扰动实验 26

5.3 一次风扰动实验 28

5.4 二次风扰动实验 30

5.5 减温水扰动实验 32

第六章 结论与展望 35

致 谢 36

参考文献 37

绪论

研究背景和意义

21世纪以来，随着国家经济地快速发展，小到人民日常生活，大到公司正常运转，电已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。没了电，几乎现在所有的工作都要被迫停止。05年9月12日，美国洛杉矶大面积停电，民众被困在电梯，交通发生混乱，整个城市的人们陷入恐慌之中，当时造成了数百万的损失。因此，发电机组的角色之于国民经济越来越重要。如何满足国民生活的需求，是国内各发电机组的首要任务。

锅炉作为电站三大主要设备之一，其经济性与安全性对整个机组乃至电厂有着直接的影响。由于锅炉是密闭的，因此一旦内部出现问题，极有可能发生爆炸；而且，锅炉一般在高温条件下使用，工作环境恶劣，十分容易损坏。并且，锅炉逐渐进入人们的家庭生活中，所以保证其安全十分重要。

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