计算机技术风机研究论文提纲

论文题目：环境风影响下直接空冷机组背压优化控制实验研究

摘要：直接空冷技术利用空气作为冷却工质,通过轴流风机群强化空气流动以达到冷却乏汽和降低机组背压的目的,且直接空冷机组的耗水量仅为传统湿冷机组的20%,由于其显著的节水效果,在我国富煤缺水的北方地区得到大规模应用。然而,直接空冷机组的背压常常偏高,这样会使机组的出力减小。此外,由于凝汽器布置于室外,室外的环境来风会显著影响空冷风机流量,横向环境风会使风机的工作效率降低且环境风是导致风机体积流量和凝汽器出口温度不均的主要原因。目前,实验研究主要针对空冷阵列的风机群运行的流量特性和翅片管换热效果等,而对于环境风影响下风机入口空气流量特性的分析仍以数值模拟为依据,缺少实验数据支撑。基于已有的研究结果,依托搭建的直接空冷阵列实验平台,找到了环境风向和环境风速及风机入口空气体积流量的测量方法;应用卡尔曼滤波对环境风速数据进行处理,应用单位矢量平均法对环境风向数据进行处理,均得到了趋势不变而更为平滑的风速风向变化曲线。进行了环境风影响下的风机群流量特性实验,结果显示:空冷阵列在环境风的持续影响下,迎风侧第1行（列）风机体积流量显著减小,而背风侧风机体积流量较大;风机流量低谷区随风向快速变化,无迟延;不同风向下风机群总体积流量差别不大,风向仅影响流量低谷区位置;迎风侧第1列的风机体积流量受风速影响较大,二者呈负比例系数关系,风速越大迎风侧第一列风机流量越小,且风速变化是引起迎风侧第1列风机体积流量波动的主要原因。根据实验数据计算风机体积流量,进而计算机组背压。结果表明所建背压模型的精确度比传统模型提高了 2%～5%;与无风情况相比,机组实际运行时背压受环境风的影响程度更大,且环境温度和运行负荷较高时环境风的影响更为显著;对背压传统模型进行修正,对空冷阵列转速控制器的设计提出了建议。在计算空冷凝汽器静态变工况特性的基础上,建立了空冷凝汽器的数学模型。随后通过小偏差线性化的方法得到了背压的线性化控制模型,设计了背压前馈预测控制（MPC-ff）器,最后以600MW直接空冷机组进行实例仿真,结果表明背压预测控制模型可以减小超调,有效克服扰动。

关键词：直接空冷;环境风;实验;流量特性;背压

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 直接空冷技术概况

1.3 直接空冷凝汽器结构与工作原理

1.4 空冷阵列风机流量特性及优化控制研究综述

1.4.1 空冷阵列风机流量特性

1.4.2 空冷阵列优化控制研究

1.5 论文主要研究内容

第2章 直接空冷实验研究系统及数据处理

2.0 实验平台概述

2.1 控制系统与变频系统

2.2 环境风和入口空气流量测量装置

2.2.1 环境风测量装置

2.2.2 入口空气流量测量装置

2.4 空冷实验系统操作及流量测量

2.4.1 空冷实验系统操作

2.4.2 风机流量基准值测量

2.5 环境风速和环境风向处理

2.5.1 环境风速处理方法

2.5.0 环境风向处理方法

2.6 本章小结

第3章 环境风影响下入口空气流量分布实验研究及其对背压影响

3.1 空冷背压模型

3.1.1 空冷凝汽器数学模型

3.1.2 凝结蒸汽流量与背压之间数学模型

3.1.3 拟合函数

3.1.4 冷却空气迎面风速和温度与背压的数学模型

3.1.5 动态传递函数

3.2 风向变化下入口空气流量分布特性

3.3 风速变化下入口空气流量分布特性

3.4 环境风对空冷凝汽器背压的影响

3.5 本章小结

第4章 基于预测控制的直接空冷背压优化控制

4.1 背压控制模型

4.2 预测滑模控制器设计

4.2.1 预测模型

4.2.2 滚动优化

4.2.3 反馈校正

4.2.4 带前馈的预测控制系统

4.3 实例仿真结果

4.3.1 主要参数

4.3.2 背压静态仿真

4.3.3 背压动态特性仿真

4.3.4 线性化模型阶跃响应

4.3.5 预测控制

4.3.6 带前馈的预测控制

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢