联合循环机组仿真系统设计与实现

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1、上海交通大学硕士学位论文联合循环机组仿真系统设计与实现姓名：聂慧明申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：邵惠鹤;余正环20090213联合循环机组仿真系统设计与实现上海交通大学工程硕士学位论文联合循环机组仿真系统设计与实现摘要随着电力工业的发展和技术的进步，发电机组自动化程度越来越高，对运行操作人员的技术知识、操作水平、事故处理能力等各方面提出了更高要求，而运行人员在实际发电机组上进行模拟训练的机会越来越少，因操作水平不够导致机组停机、设备损坏事故发生的概率上升。电站仿真机的研制就是针对此问题而展开的，由于电站仿真机可以连续地、

2、实时地进行仿真运行，仿真效果与实际机组非常相似，能使学员感到犹如在电厂的实际机组上进行操作，成为一种培训的理想工具。除培训功能外，通过仿真系统的分析平台，技术人员能进行机组重大故障分析，制定完善的反故障措施，是避免机组发生重大故障的有效方法。常规火电机组仿真系统在国内、外发展得很快，而联合循环机组仿真系统在国内发展则刚刚起步。电站控制仿真技术是一门综合技术，它是在建模理论、计算方法、计算机技术、网络技术、多媒体技术、信息处理、自动控制及系统工程等理论的基础上，建立数据库系统、仿真系统软件开发支撑系统、模型软件等软、硬件系统。宝钢电厂

3、燃气-蒸汽联合循环机组是世界上第一台单烧炼钢副产品-高炉煤气（简称BFG）的燃气-蒸汽联合循环机组，系统的组成和运行特性非常独特、复杂。本文首先介绍了电站燃气-蒸汽联合循环机组仿真的背景、意义、发展概况以及系统的构成，在随后的章节内，详细介绍第I页联合循环机组仿真系统设计与实现上海交通大学工程硕士学位论文和分析了整个联合循环机组仿真系统，重点讲述宝钢电厂单烧低热值高炉煤气联合循环机组的特点、仿真系统的设计总体思路、技术要求、仿真软硬件、基本建模原理及过程等等。该仿真系统主要由机组的对象模型、控制模型等组成。对象模型即运用仿真软件建立

4、的联合循环机组所有重要设备的模型，包括燃气轮机、蒸汽轮机、煤气压缩机、余热锅炉、电气系统等等主、辅设备对象模型，每个对象模型具备了实际设备的基本流体物理特性，各设备的对象模型之间根据能量、质量及动量守恒原理有机地整合成机组对象模型；控制模型是根据实际机组的DCS控制逻辑，采用仿真软件开发出功能一致的宏算法块后，建立完全一致的控制仿真逻辑，以实现机组所有设备的自动控制功能。仿真系统软件平台为美国GSE公司的仿真软件，软件部分包括操作系统、仿真支撑系统、模型软件、监控仿真软件、多媒体仿真软件、I/O驱动程序、网络通讯程序等。仿真机硬件由

5、主服务器（具备教练员站、就地站以及历史站的功能）、计算机（实现、运行DCS的控制模型）、若干台操作员站等组成。本仿真机系统已研制成功，并正式投入培训，从培训的情况看，仿真机系统模型全面、逼真，真实反映机组启、停操作及事故处理过程，各负荷下的状态参数、操作时间、速率与实际机组一致，报警和自动装置动作与实际机组相同，并具备报警、趋势、打印等等功能，完全达到了设计要求。该仿真机是世界上第一台单烧低热值高炉煤气联合循环机组的仿真机，其研制的成功，对了解联合循环机组，尤其是专烧高炉煤气联合循环机组的仿真、运行、设计有一定的参考意义。关键词：联

6、合循环机组，仿真系统，建模，流网第II页联合循环机组仿真系统设计与实现上海交通大学工程硕士学位论文DESIGNANDREALIZATIONOFCCPPSIMULATIONSYSTEMABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpowerindustryandcomputertechniques,lesschanceforoperatorstoexerciseintheactualstartupandshutdownprocessofpowerplant.Thestatisticsdatashowthatalot

7、ofnon-planshutdowninpowerplantiscausedbythemisoperation.Thechallengeistosupplyenoughtrainingchanceforpowerplantoperators.Thesimulationsystemofcombinedcyclepowerplantforsolvingtheseproblems,istheadvancedtechnologyofcomputernetworktechnology,informationtechnologyandmulti

8、-mediatechnologyetc.Thesimulationtechnologyofpowerplanthasdevelopedinforeignanddomesticsimulationenterpriseswhilethes