论文总字数：23512字

摘 要

为了满足我们工作生活的需要，大容量、高参数的大型机组为主的新建火力发电项目成为我们研究的方向。其中1000MW超超临界锅炉火电机组已经逐渐成为火电机组的骨干力量。为了超超临界机组能够更好的投产和运行，我国各研究所与各高校都对超超临界1000MW的仿真平台展开了研究。

本设计以东南大学能源与环境学院冷伟老师开发的IMAGE建模与仿真支撑软件作为平台，对金陵燃煤电厂的超超临界1000MW机组进行图形化、模块化的建模与仿真。根据厂方提供的锅炉系统的CAD图纸以及运行规程，了解并掌握超超临界机组设备和系统及其运行特性，学习IMAGE建模方式，并对其燃料与风烟系统进行建模与仿真。在燃料与风烟系统调试好的基础上，与同组伍祥瑞同学的汽水系统联合起来，形成一个简易的锅炉系统，对其额定工况以及扰动试验进行研究分析。风烟系统主要对空气预热器进行了轴断裂扰动试验分析，另外对联合系统进行了减负荷扰动试验分析。

关键词：超超临界机组，图形化建模与仿真，风烟系统，燃料系统

Graphical modeling and simulation of Fuel system and Air and flue gas system of 1000MW unit’s boiler

Abstract

In order to meet the needs of our work and life, we are doing research on thermal power with large capacity and high parameter. 1000 mw ultra-supercritical boiler of thermal power unit has gradually become the backbone of the thermal power unit force. In order to put the ultra-supercritical units into production and operation well, the institutes and universities in our country are doing researches on the study of 1000 mw ultra-supercritical simulation platform.

In this paper, I use IMAGE simulation software which is developed by Teacher Leng Wei as a platform to learn the modeling and simulation of 1000MW unit. According to the CAD drawings and operation procedures of the boiler system which are provided by the manufacturer, I mainly focus on the modeling and simulation of the fuel system and air and fuel gas system of 1000 mw unit, and I will study on the rated conditions and make analysis on the disturbancecase .Besides, the model I made will be combined with the soda system by Wu Xiangrui classmate to form a simple system of boiler.

KEY WORDS: ultra-supercritical unit, graphical modeling and simulation, fuel system, air and fuel gas system.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1 超超临界机组锅炉建模与仿真的研究背景 1

1.2本课题的任务及研究方案 1

1.3金陵燃煤机组锅炉系统的设备概况 2

第二章 IMAGE软件图形化建模与仿真 7

2.1图形化建模与仿真软件IMAGE的简介 7

2.1.1 IMAGE模块介绍 7

2.1.2 IMAGE使用介绍 8

2.1.3 IMAGE环境下电站仿真软件开发规则 13

2.2 IMAGE下的锅炉风烟系统 14

2.2.1 风烟系统概述 14

2.2.2 IMAGE下的风烟系统建模 14

2.2.3 风烟系统模块的初始化 17

2.2.4 送风机润滑油系统 19

2.3 IMAGE下的锅炉制粉系统 20

2.3.1 制粉系统概述 20

2.3.2 IMAGE下的燃料系统建模 21

2.3.2 制粉系统模块的初始化 23

第三章 IMAGE软件下锅炉风烟系统的运行与调试 24

3.1运行与调试 24

3.2风烟系统的扰动分析 25

3.2.1 空气预热器轴断裂故障 25

3.2.2 减负荷磨煤机扰动分析 29

3.3 燃料与风烟系统和汽水系统的联合调试 29

第四章总结 33

致谢 34

参考文献（References） 35

第一章 绪论

1.1 超超临界机组锅炉建模与仿真的研究背景

由于发电工业的放松管制、私有化和全球化，发电行业处于愈发激烈的竞争环境之中。这样的竞争促使电价受到下调的压力，导致发电机的利润空间受到挤压。与此同时，政府环保机构对大型发电厂的排放量实行了比可接受水平更为严格的限制。因此，电厂运行的增量改进将变得越来越重要。并且，较小的效率利润、减少污染物排放量以及减少停机时间和维护成本将更加有意义。

近年来新能源的开发利用已提上日程，但受地域条件和技术条件的限制还处于起步阶段。为了满足我们工作、生活中对电力的大量需求，大容量、高参数的大型机组为主的新建火力发电项目成为我们研究的方向。其中，超超临界1000MW机组在近十年中迅速发展,已经开始慢慢取代其他小参数容量的机组，逐渐成为了火电机组的骨干力量。

在我国，汽轮机进口蒸汽压力高于27MPa或温度高于580℃的机组被定义为超超临界机组。超超临界机组在亚临界机组基础上发展的产物，最主要的区别体现在水冷系统蒸发区部分——超超临界机组采用的是直流锅炉，而亚临界机组采用的是汽包锅炉。而在燃烧系统、风烟系统等方面，两者之间的差别并不大。这些机组符合我们现在绿色、经济、高效的发展理念，普遍具有高效率、低煤耗率、低排污等优点。但因为这些机组大容量、高参数的特点，在运行过程中具有一定的危险性，因此对它的操作要求也更加严格。用真实的机组进行操作训练不仅成本太高，而且存在很大的风险隐患。这时，我们就可以利用仿真系统。火电仿真系统的运用可以让从业人员尽快的熟悉和熟练操作机组，也可以让研究者的创新得到更好的试验。国内1000MW机组仍处于发展起步阶段，无论是在制造方面还是运行方面都缺乏经验。为了超超临界机组能够更好的投产和运行，我国各研究所与各高校都对1000MW超超临界机组的仿真平台展开了研究。

上世纪60年代，火电机组的仿真技术就已经应运而生了。但当时计算机的发展也刚刚起步，软、硬件功能较低，不能满足对系统整体动态特性仿真模拟的要求。随着计算机开发和应用水平的提高，火电机组仿真技术也迅速发展。如今的系统计算机软、硬件功能上更加丰富，性能也有所提高。软件对仿真对象的刻画通过模块化、图形化的方式也更加直观形象，机理性更强。仿真系统也被运用到各个方面，例如对火电机组的设计分析和运行提供指导等。

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