直接空冷系统状态监测及运行优化.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TK11密级：公开UDC：621.1学号：150427直接空冷系统状态监测及运行优化研究生姓名：张贝导师姓名：汪军副教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称动力工程及工程热物理论文答辩日期2018年6月10日二级学科名称动力机械及工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席徐治皋教授评阅人2018年6月10日硕士学位论文直接空冷系统状态监测及运行优化专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：张贝导师姓名：汪军东南大学能源与环境学院中国·南京二○一八年五月STATEMONITORINGANDOPTIMIZ

2、ATIONOFDIRECTAIRCOOLINGSYSTEMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布

4、（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要题名：直接空冷系统状态监测及运行优化姓名：张贝导师：汪军（副教授）学校：东南大学正文：直接空冷系统露天布置，受环境因素与风机群集群效应的耦合作用，各个风机工作状态均易发生变化，直接空冷机组背压也随之变化，并且风机群的高耗电量导致了直接空冷机组厂用电率较高，最终使得直接空冷机组的供电煤耗较高。因此，研究直接空冷系统的状态监测及运行优化对提高机组的安全性和经济性有着十分重要的意义。本文以某2×600MW直接空冷机组为研究对象，针对不同环境风条件，采用CFD(Com

5、pu－tationalFluidDynamics)模拟与BP神经网络相融合的方法，建立了冷端系统特性模型，进而研究了机组的经济背压。主要研究内容包括：首先，建立了直接空冷系统的数值模拟模型，研究了不同条件下翅片管温度和空气吸热量的关系，并提出了一种基于最小二乘的迭代算法，计算了典型工况下各个风机流量和两台直接空冷机组的机组背压，将模型计算结果与直接空冷机组的实际运行数据进行对比，验证了冷端系统数值模型的准确性，进而基于BP神经网络建立了考虑集群效应和环境风的直接空冷系统特性模型，为直接空冷系统变工况特性分析提供了模型基础。其次，基于空冷岛数值模型

6、分析了无风、侧风、炉后风和炉前风条件下空冷岛的流场和温度场分布情况，风机群的集群因子以及各个风机入口空气温度与环境风向、环境风速和空间位置均有较强的相关性。基于直接空冷系统特性模型研究了其变工况特性以及环境风对其特性的影响，侧风导致了迎风侧机组的特性与背风侧机组存在较大差异，炉后风对两台机组的背压均产生了较大的影响，而炉前风对机组背压影响较小。再者，基于直接空冷系统运行优化的基本理论，融合CFD模拟和BP神经网络的建立了考虑集群效应和环境风的背压与汽轮机净发电功率模型，利用遗传算法求解所建模型，得到了汽轮机变工况下的经济背压和经济转速，为直接空冷

7、机组的运行优化提供指导意见，针对高温大风天气下直接空冷系统出力不足的问题，提出空冷岛增容的措施。研究结果表明：经济背压和经济转速与排汽负荷、环境温度均呈正相关关系；环境风与经济背压、经济转速的关系受环境温度影响；最大汽轮机净发电功率随环境风速的增大而降低，其降低速度与环境风向有关；增容后的空冷岛机组背压明显降低，经济性也大幅提高。I摘要最后，基于.Net平台和SQLServer数据库开发了直接空冷系统状态监测及运行优化系统。关键词：直接空冷系统；CFD；环境风；变工况特性；经济背压IIAbstractAbstractTitle：StateMoni

8、toringandOptimizationofDirectAirCoolingSystemName：ZhangBeiSupervisor