论文总字数：53642字

摘 要

当今社会发展飞速，能源问题越来越严重，正在逐渐成为制约各国发展的首要问题，因此全世界非常关注如何有效地利用能源，实现可持续发展这一历史性问题。我国环境问题越来越严重，节能减排已经成为中国能源工业发展的新目标。

汽轮机组运行工况管理与分析对提高机组经济性和降低污染物排放具有非常重要的作用，随着节能减排项目工程的发展，越来越多的电厂都在加快进行汽轮机组运行工况的管理与分析。汽轮机组运行工况的管理与分析主要可以通过两方面进行：一方面是进行热力性能试验，对汽轮机系统进行机理分析与性能计算；另一方面是通过对汽轮机组运行工况海量数据的数据挖掘与分析，提取运行工况特征曲线，掌握汽轮机组实际运行特征工况。

本文首先介绍汽轮机的运行工况特性，介绍汽轮机组性能计算的方法和特点，接着阐述热工过程数据建模的方法和研究，然后建立汽轮机参数模型，提取静态特征，最后介绍相关软件，完成汽轮机组运行工况的数据挖掘与分析，得到机组热经济性最优的运行方式和运行参数基准值，从而达到节能环保的目的。

关键词：汽轮机，热经济性，运行工况，海量数据，历史数据库，数据挖掘，数据分析

Steam Turbine Operation Management And Analysis

Abstract

With the rapid development of social economy in our country, the energy issue has become increasingly prominent, energy problem is becoming the major bottleneck which restricts the development of national economy, so the whole world put the sights on the historic problems how to effectively use energy to achieve sustainable development. China's environmental problems are becoming more and more serious, energy saving and emission reduction has become a new target for the development of the Chinese energy industry.

The management of the steam turbine operation conditions play a very important role in improving unit economy and reducing pollutant emissions, with the development of energy-saving and emission reduction projects, more and more power plants speed up the management and the analysis of the running condition of steam turbine unit. The management and the analysis of the running condition of steam turbine unit mainly through two aspects: on the one hand, we can carry out the thermal performance test and analyze the mechanism analysis and performance calculation of the steam turbine; on the other hand, through the data mining and analysis of mass data of turbine unit running condition, we can extract the characteristic curve of the operating condition, master the actual operating characteristic of turbine unit.

Firstly this article introduce the operating characteristics of the steam turbine，secondly introduce the methods and characteristics of steam turbine performance calculation，thirdly expound thermal process data modeling methods and research，fourthly establish a model of steam turbine parameters， extract static characteristics. Finally， introduce the related software，complete data mining and analysis of steam turbine operating conditions，obtain heat economy of unit optimal operation mode and operation parameter benchmark value， so as to achieve the purpose of energy saving and environmental protection.

Key Words：Steam turbine thermal economy operating conditions mass data history database data mining data analysis

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 汽轮机组运行工况管理与分析的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 汽轮机组运行工况的研究现状 1

1.2.2 热力系统分析方法的研究现状 2

1.3 本文主要工作 2

第二章 汽轮机系统的机理分析与性能计算 4

2.1 引言 4

2.2 汽轮机本体 4

2.2.1 汽轮机的工作原理 4

2.2.2 各级组压力与流量的关系 4

2.2.3 变工况时各级比焓降的变化 5

2.3 汽轮机热力性能计算的基本方法和理论 5

2.3.1 汽轮机本体数学模型 5

2.3.2 试验工况下的热力性能计算 6

2.3.3 汽轮机组的性能指标 8

2.4 热力参数变化对汽轮机运行的影响 8

2.4.1 主蒸汽参数变化对汽轮机运行的影响 9

2.4.2 再热蒸汽参数变化对汽轮机运行的影响 10

2.4.3 真空变化对汽轮机运行的影响 10

2.4.4 给水参数变化对汽轮机运行的影响 11

2.4.5 热耗分析 12

第三章 热工过程数据建模方法研究 13

3.1 引言 13

3.2 数据挖掘的概念与功能 13

3.2.1 数据挖掘的概念 13

3.2.2 数据挖掘的功能 14

3.3 最小二乘法 15

3.3.1 最小二乘法的基本原理 15

3.3.2 多项式拟合 15

3.4 神经网络 16

3.4.1 神经网络的定义 16

3.4.2 神经网络在火电厂中的应用 16

3.4.3 神经网络的问题及前景 17

第四章 汽轮机参数模型静态特征提取 18

4.1 引言 18

4.2 汽轮机参数提取方法 18

4.3 汽轮机参数静态特征提取 19

4.3.1 主蒸汽参数静态特征提取 19

4.3.2 再热蒸汽参数静态特征提取 25

4.3.3 真空静态特征提取 30

4.3.4 给水参数静态特征提取 37

4.3.5 热耗静态特征提取 43

4.4 提取特征曲线与设计特征曲线比较 45

4.4.1 汽轮机热力特性数据汇总 45

4.4.2 曲线比较 45

第五章 汽轮机工况管理软件开发与应用 53

5.1 引言 53

5.2 系统的软件开发 53

5.2.1 系统结构框架 53

5.2.2 开发环境及工具 53

5.2.3 基于COM组件的C#.NET与Matlab混合编程的程序设计 54

5.3 系统的功能应用 56

5.3.1 系统的用户界面 56

5.3.2 系统的主要功能 58

结论 62

致谢 63

参考文献 64

第一章 绪论

1.1 汽轮机组运行工况管理与分析的目的及意义

能源工业是国家重要的基础行业，其与国民经济的发展及国家的现代化进程有着密切的关系，直接影响到人民群众的物质文化生活水平，是我国实现现代化、走向富裕的重要物质基础，也是实现工业自动化的重要保障之一。各国社会经济迅速发展的同时，随之而来的日益严重的能源与环境问题，严重制约经济发展和社会进步，因此，我们应该如何高效率的利用能源，实现可持续发展，是当今社会急需解决的问题。中国长期以来的粗放式经济发展方式，受到日益增长的能源价格、来源等影响，不仅能源利用率仅为其他发达国家的70%，而且由此产生的环境问题越来越严重。因此，节能减排是中国能源工业发展的新目标。

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