以COREX煤气为燃料的联合循环发电机组控制策略研究与实现

【摘要】：宝钢电厂引进美国先进技术建造的以COREX炼铁产生的副产品—中热值COREX煤气用作CCPP机组的发电燃料，CCPP机组利用COREX煤气的化学能和压势能，将煤气的高效率和低污染转换为电能，供整个钢厂生产使用，达到能源的高度循环，为钢铁工业的清洁生产和循环经济探索出一条未来社会可接受的新路。是世界首台以COREX煤气为燃料的联合循环发电机组，工艺独特，设备复杂，国内外没有成功经验可以借鉴，其燃料控制系统的设计与调试、稳定运行成为一项较为艰巨的任务。 本论文依托公司工程项目，通过消化国外相应的先进控制技术，吸收国内联合循环机组的控制要点，在对COREX煤气系统特殊性研究的基础上，研究得出了适用于类似机组的控制策略，并给出了在机组级控制系统上的详细实现过程。 本论文首先对机组的工艺和系统复杂性进行了研究，通过机组整体的控制系统设计需求分析，阐述了联合循环机组控制策略实现的关键点；其次，对燃气轮机的控制原理和控制方式进行了说明；最后，从机组的实际运行出发，结合现场调试及机组运行经验，对COREX煤气系统的复杂控制方式进行详细分析，并对控制参数进行了工程整定。 本论文研究的控制策略已在宝钢联合循环机组取得了良好的投运效果，并持续运行至今。作为世界首台以COREX煤气为燃料的联合循环发电机组，该机组的投运经验和控制策略具有较大的工程价值，若在类似企业进行推广应用，相信将会对国内大型钢铁企业的“节能减排”和“和谐发展”开辟新的思路。 【关键词】：COREX煤气 联合循环 控制策略
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TF557
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景与意义9-14
• 1.1.1 钢铁工艺煤气副产品的循环利用10
• 1.1.2 COREX 炼铁工艺介绍10-11
• 1.1.3 COREX 炼铁环境保护方面的优势11-13
• 1.1.4 联合循环发电机组的国内外现状13-14
• 1.2 论文主要内容14-15
• 第二章 联合循环机组控制策略研究分析15-25
• 2.1 联合循环机组工艺系统15-19
• 2.1.1 联合循环机组工艺15-17
• 2.1.2 燃料不同对 CCPP 机组性能影响17-18
• 2.1.3 CCPP“节能减排优势介绍”18-19
• 2.2 机组级控制策略研究分析19-24
• 2.2.1 控制系统组成及分工19-21
• 2.2.2 控制系统网络架构21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 燃气轮机控制策略的实现25-50
• 3.1 燃气轮机工艺及配置25-27
• 3.2 燃机控制系统平台研究与配置27-38
• 3.2.1 MARK VI 控制系统概述27-28
• 3.2.2 MARK VI 核心算法研究28-31
• 3.2.3 MARK VI 硬件配置31-38
• 3.3 燃机重要控制策略的的组态实现与分析38-49
• 3.3.1 启动控制38-41
• 3.3.2 转速控制及超速保护41-42
• 3.3.3 燃烧温度保护（排烟分散度高保护）42-44
• 3.3.4 排烟分散度偏差大保护44-47
• 3.3.5 润滑油温度保护47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 COREX 煤气系统控制策略的实现50-70
• 4.1 COREX煤气特点及工艺50-52
• 4.1.1 COREX 煤气成分及热值50-51
• 4.1.2 COREX 煤气燃料系统51-52
• 4.2 煤气系统核心控制策略研究与实现52-69
• 4.2.1 COREX 热值调整及稳定方法52-58
• 4.2.2 COREX 煤气流量与压力调整方法58-60
• 4.2.3 防喘阀 A1 与 A2 的功能及实现方法60-65
• 4.2.4 调试经验总结65-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第五章 DCS 控制策略的实现70-81
• 5.1 控制平台的研究和配置70-76
• 5.1.1 XDPS 控制系统概述70-73
• 5.1.2 XDPS 核心算法研究73-76
• 5.1.3 控制系统的硬件配置76
• 5.2 与 MARK VI 系统通讯配置76-80
• 5.3 本章小结80-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 全文总结和体会81-82
• 6.2 后续工作和展望82-83
• 参考文献83-86
• 符号说明86-87
• 致谢87-88
• 作者攻读学位期间发表的论文88-90

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