一、B0.2-13/3.5汽轮机改造（论文文献综述）
杨文晟[1]（2021）在《9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢关键技术基础研究》文中研究说明“加大环境治理力度,推动绿色发展取得新突破”,我国政府工作报告中重申了全面实施燃煤电厂超超低排放和节能升级的重要性和紧迫性。据有关方面计算,汽轮机服役温度每提高10℃,热效率可相对提高0.25%～0.30%。在我国目前通过技术引进成功开发的620℃等级高参数汽轮机材料中,耐热钢的研发和选用已经凸显了其局限性,随着机组投运时间的延长,现有耐热钢高温性能不足的问题也逐渐暴露,而630℃等级高参数汽轮机的研发生产主要由国外厂商技术垄断。所以研发我国自己的适用于更高参数（630℃）机组的材料以进一步降低煤耗、实现超超低排放的需求在当前提倡碳中和的情况下成为最为紧迫的任务。本课题依托四川省省院省校科技合作项目“630℃超高参数汽轮机关键阀芯锻件用新型耐热钢研发”（18SYXHZ0069）,采用VIM+ESR的生产工艺对9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢添加的Y2O3收得率、氧化物粒子在冶炼过程的运动行为、稀土氧化物弥散强化耐热钢的热变形行为、马氏体相转变行为等进行了系统研究;应用磁控溅射技术对耐热钢抗氧化能力、表面力学性能进一步改进;利用ProCAST模拟软件建立了工业级稀土氧化物弥散强化耐热钢电渣重熔的温度场、凝固场数值模型,优化了工业级耐热钢的电渣重熔工艺,解决了应用于630℃耐热钢实际研发、生产过程中的“热加工性差、无法长期保持设计的高温蠕变强度、抗高温氧化能力无法满足更高的服役温度”的问题,取得如下研究成果:首先在9-12%Cr马氏体耐热钢真空熔炼后期外加稀土 Y2O3纳米添加剂,利用稳定弥散的Y2O3粒子弥补现有的碳氮化物强化相在高温长时间下容易粗化所导致的钉扎作用损失。研究发现添加的稀土 Y203粒子在钢液中做布朗运动,在1600℃钢液中仅溶解0.2%,Y2O3粒子经VIM熔炼、ESR精炼后平均收得率达到37.5%。在实验室小型电渣重熔锭剖面组织及温度场、凝固场数值模拟发现,在电渣锭稳定结晶区域,耐热钢的柱状晶呈倒“V”型,500 kg工业级电渣过程数值模拟得到的最佳熔速为180 kg/h。热力学计算表明,在平衡凝固过程中,液相线温度为1510℃,固相线温度为1310℃,MX、M23C6析出强化相及Laves相和Z相于固相中依次析出。平衡凝固顺序为:L→L+δ-Ferrite→L+δ-Ferrite+MX→L+δ-Ferrite+MX+γ→δ-Ferrite+MX+γ→MX+γ+→MX+y+M23C6+α-Ferrite→MX+M23C6+αFerrite→MX+M23C6+α-Ferrite+Laves→MX+M23C6+α-Ferrite+Laves+Z;非平衡凝固过程中,由于大量溶质原子在凝固前沿富集及再分分布,导致凝固区间大于平衡凝固,同时诱导M23C6在凝固末端生成,非平衡凝固顺序为:L→L+δ→L+δ+γ→L+y+Z→L+y+Z+M2B→L+y+M2B+M23C6。结合热加工工艺及Gleeble热压缩实验发现,在低温低应变速率区域,9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢的软化机制为动态回复,在高温高应变速率区域,耐热钢的软化机制为动态再结晶。对热加工图的研究可知,9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢的最佳热加工参数为T=1050-1100℃、ε=0.03-0.3 s-1。利用Gleeble热模拟试验机和超高温共聚焦显微镜对比研究了不同冷速下9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢中马氏体的相转变行为规律。结果表明,板条马氏体首先在奥氏体晶界处形核并向内部长大;随着温度的降低,马氏体板条束在晶界处形成;多个马氏体板条束形成马氏体板条群,将原始奥氏体晶粒分割成数个小区域。增加冷速有利于提高马氏体形核率,同时引起奥氏体缺陷增多阻止板条马氏体界面迁移。随后在传统热处理工艺基础上增加二次淬火（1000℃）处理,显着降低了原始奥氏体尺寸,原奥平均晶粒尺寸由传统工艺的30.4 μm减小为12.1μm,冲击韧性由原有的12 J提升至24 J。二次淬火保温过程中大量的Nb（C,N）和VN二次析出,析出的第二相粒子可以钉扎奥氏体晶界,促使奥氏体晶粒尺寸显着降低,冲击韧性大幅提高。通过添加Y203粒子,使耐热钢中的纳米强化相数量增多、平均尺寸下降,沉淀强化贡献增加了 71 MPa。Y203的加入同时也会使更多的第二相粒子钉扎晶界阻止位错运动,促使耐热钢具有更高的初始位错密度及更为细小的亚晶粒结构,进而提高耐热钢性能。使用直流磁控溅射DCMS技术在9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢上沉积了硬质Cr1-xAlxN/CrN/Cr梯度涂层,梯度涂层不但对耐热钢表面进行改性提高了耐热钢表面硬度,而且显着提高了基材耐热钢的抗高温氧化能力。适度增加涂层中的Al掺杂含量（x=0.7）,有利于形成富Al的表面无定形氧化物产物层。根据涂层氧化动力学模型,氧气在氧化产物层的内扩散是涂层氧化动力学的主要控速环节。
杜鸣[2]（2021）在《火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究》文中提出随着我国能源转型的不断深入,新能源正在向主体能源进行过渡,开展高比例新能源电力系统中的稳定性研究成为了当前的研究热点。由于目前我国的电力系统不具备足够的灵活性,导致了严重的弃风、弃光现象。为提升电力系统灵活性,促进新能源消纳,大部分火电机组积极参与灵活性改造。灵活性改造后,火电机组在不同工况下运行具有不同的有功功率调节特性,大范围下的火电机组灵活运行将会造成系统内有功功率调节特性的变化。本论文关注电力系统频率稳定性方面,在能源转型和灵活性改造的背景下,将全面分析火电机组灵活性改造对机组本身和电力系统频率调节能力造成的影响。所以,本文将从以下几个方面开展研究工作:（1）基于机理分析,本文推导了汽轮机及其调速系统模型各参数的计算方法。利用历史运行数据,建立了汽轮机及其调速系统在灵活性改造之后多个工况下的线性模型。然后对不同模型施加阶跃信号,仿真结果显示汽轮机及其调速系统的响应速率随着负荷的降低而下降。该现象表明低负荷下机组的调频能力减弱。（2）根据一次调频响应过程的一般形式,本文确定了锅炉蓄热充分且安全的极限利用形式,并提出了一种一次调频综合评估方法。然后针对评估方法中的每一个参数设计了求解算法,并利用示范机组的历史运行数据对全工况下的一次调频极限响应过程进行了定量描述,根据该结果进一步计算了全工况下的调差系数。结果显示,随着机组负荷的下降,锅炉释放的总热量逐渐减少,而受到低流量、低流速的烟气等的影响,一次调频过程需要支撑的时间却相应增加。总体来说,机组一次调频响应性能随机组负荷的下降而降低,调差系数同样随着机组运行工况的下降而减小。（3）综合考虑一次、二次调节的调节作用,本文首先分析了灵活运行火电机组对频差信号的响应能力。单台机组运行场景中,机组侧对负荷扰动的抑制能力随着机组运行工况点的下降而降低。然而多机组运行时存在机组组合的问题,必须具体问题具体分析,难以得到普适性的结论。因此,本文考虑了电源侧两种典型的运行方式,在负荷频率控制的框架下完成了简单电力系统建模。仿真结果显示,无论火电机组采用深度运行或者启停运行方式,随着风电渗透率的增加,系统对负荷扰动的调节能力都呈下降趋势,但是深度运行方式能够保留系统转动惯量,进而保留系统的抗负荷扰动能力。（4）火电灵活性的开展加大了系统内多机协调问题的复杂度,本文提出了一种基于功率因子动态轨迹规划的优化控制策略。首先,本文将LFC频率调节区中的各机组功率分配因子设置成自由状态,并借由无人机动态轨迹优化的思想,对功率分配因子在震荡区的动作轨迹进行动态规划,建立了以调节过程经济性和频率调节效果的双优化目标,并结合其余约束条件,将该互补协调问题转化成一个多目标优化问题。以典型三区域九机组系统为算例对本算法进行了仿真,结果显示该算法能够在LFC过程中调用不同机组的不同优势,同时提升调节过程中的频率调节效果和调节经济性。最后通过蒙特卡洛模拟的方法对本算法进行了稳定性的验证。（5）为应对高比例新能源接入下的电力系统频率稳定性恶化问题,针对现代电力系统规模化、复杂化等的特点,本文提出了一种改进型模糊自抗扰控制方法,在改进型自抗扰控制器的基础上添加模糊规则,对自抗扰控制器参数提供了自适应补偿量,该算法能有效提升负荷频率控制效果,基于IEEE9节点模型的仿真结果验证了算法的有效性。
徐美超[3]（2021）在《小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究》文中研究说明随着我国新能源发电的迅猛发展,新能源消纳与并网成为难题。为了进一步消纳风能太阳能等可再生能源发电,减少弃风弃光率,火电机组将长期承担深度调峰任务。当汽轮机组工作在低负荷工况下,由于进汽质量流量的减少,汽轮机的最末级会出现蒸汽的体积小于通流结构的几何体积,蒸汽无法充满流道并在流道中形成涡系的工况,称为小容积流量工况。涡系使流场环境变得复杂,导致叶片承受较高的作用力,容易发生断裂事故。小容积流量下汽轮机末级叶片的安全运行是汽轮机深度调峰的关键问题之一,对其动力特性的研究具有重要意义。首先,考虑蒸汽在汽轮机末级为湿蒸汽两相流,采用欧拉-欧拉法对小容积流量下汽轮机末级的三维非平衡凝结流动进行了数值模拟,得到末级流场存在由回流涡、分离涡、动静间隙涡组成的涡系。流量减小过程中,在动叶压力面首先出现由负攻角形成的分离涡,分离涡首先形成的位置是40%相对叶高而不是叶顶。而后在动叶根部出现逆压区,形成回流涡。最后在静叶出口顶端形成动静间隙涡,流场中动静间隙涡处的温度最高。低于10%THA工况下,由于蒸汽在静叶和动叶中沿叶高方向的流动具有膨胀-压缩,压缩-压缩,压缩-膨胀的特点,导致无量纲参数反动度已无法反映级内蒸汽的膨胀特性。通过对速度三角形的分析,得到5%THA工况下,动静间隙涡的速度大于叶顶的圆周线速度。根据对流场的计算得到小容积流量下的排汽温度,对排汽温度超温的工况进行排汽通道喷水减温数值模拟,并研究了喷水减温对末级流场的影响。采用欧拉-拉格朗日质子追踪法对排汽通道内喷水减温的传热传质特性进行了数值计算。低压通道的流场具有蒸汽与减温水温差小、蒸汽流动速度快的特点,导致减温水的蒸发量极小。不同工况下的喷水量与进口蒸汽质量流量呈负相关关系。喷水减温对末级流场有一定的影响,低压缸喷水减温使末级动叶的压力系数增加,使叶片最高温度降低3-9℃。喷水对动静间隙涡和分离涡的影响不明显,但增加了回流涡的高度和流速。同时,喷水使动叶压比增大,导致动叶消耗的轴功降低。其次,采用流固耦合方法结合循环对称分析和弹塑性分析对小容积流量下末级动叶的强度进行了研究。叶片最大变形量位于叶片前缘80%相对叶高处。入口蒸汽流量减少,最大变形量与最大等效应力均增加。20%-5%THA工况下,喷水减温使最大变形量减小0.47%-7.08%,使吸力面上的最大等效应力减小1.77%-2.94%,使压力面上的最大等效应力减小1.13%-2.65%。以不同工况下叶片的等效应力分布为预应力计算了末级动叶片的固有频率和振型,分析了叶片的前6阶振型和0-3节径的轮盘振型以及不同工况对叶片固有频率的影响。此外喷水减温使叶片的固有频率增加。最后,由于流场涡流的存在使汽轮机末级叶片工作在非定常汽流力和局部高温的条件下,采用双向流固耦合的方法计算汽轮机末级叶片的三维瞬态流场、弹塑性应变场和应力场,并估算不同容积流量工况下末级动叶片的疲劳寿命。在90%相对叶高处,存在动静间隙涡自激的非定常激励。根据叶片表面最大等效应力分布确定了叶片的三个危险点,分别位于压力面叶顶（DP1）、吸力面90%相对叶高处（DP2）和压力面叶根尾缘（DP3）。随着容积流量的减少,危险点的等效应力增加,应变范围增加,寿命减少。10%-5%THA工况下,DP2的应变-寿命最短。DP2的应变振动频率与蒸汽压力的振动频率相一致,证明在疲劳寿命计算中考虑非定常汽流力是必要的。喷水减温使叶片的应变-寿命有所增加。本文为末级叶片在小容积流量下的安全运行提供了理论指导。
谢宇峥[4]（2021）在《大范围频率偏移场景下电力系统频率稳定机理及协调控制》文中研究表明维持电力系统频率在允许范围内对系统安全稳定运行具有重要意义。国内外多个大停电事故表明,区域电网由于大规模风电、光伏脱网,或在连锁故障驱动下解列成发电、负荷不平衡的孤立区域,导致孤立电网出现频率大范围偏移甚至电网频率崩溃的情况。互联大电网联络线故障,也可能导致系统出现严重的有功功率扰动。随着可再生能源发电机组和高压直流输电接入电力系统的比例逐渐增加,电网的形态结构正经历一个由量到质的变化过程,低惯量、低可控性和潜在有功功率扰动量大等特点导致系统频率稳定问题突出。在电力电子化电源和高压直流输电发展的驱使下,电网的动态频率响应更加复杂、剧烈,增加了频率大范围偏移、频率失稳和崩溃的风险,给电力系统频率安全稳定分析与控制带来新的挑战。电力系统频率安全稳定的相关研究大都集中在频率响应曲线的获取,常规频率响应模型中通常认为频率偏移不大,忽略频率变化对锅炉热状态和辅机出力的影响。但大幅频率偏移会直接影响给水泵、送风机等辅机出力,进而影响系统频率特性。目前很少有研究涉及频率稳定性量化评估问题,对频率稳定机理分析不清,进而无法获知系统的稳定程度。通常对系统频率安全性和频率稳定性不加严格区分,对频率稳定性的分析大都是基于频率偏移安全评估思路,采用定性的方法或近似用暂态频率偏移评估代替真正的频率稳定评估,缺乏对频率安全性和频率稳定性内涵的剖析以及对其本质的区分和阐述,频率稳定机理及其量化分析研究仍是一个相对薄弱的环节。论文针对在频率大范围偏移场景下的频率响应建模、频率稳定机理及其量化分析和频率协调优化控制问题开展研究,取得的主要创新成果如下:（1）针对传统模型在频率大范围偏移情况下频率特性模拟不够准确的问题,建立了考虑频率偏移对锅炉热状态以及给水系统出力影响的较为详细的火电机组有功-频率响应扩展模型,改善了常规频率响应模型的适应性;基于扩展模型揭示了频率偏移影响辅机出力进而导致系统频率失稳的过程;为国际广泛应用的电力系统仿真计算软件PSS/E建立了火电机组有功-频率响应扩展模型并通过编程实现,拓展了PSS/E在电力系统发生大范围频率偏移下的频率动态仿真功能,提高了发生大扰动后的计算精度。（2）针对频率安全性和频率稳定性没有严格区分、频率稳定性缺乏有效的量化分析方法等问题,揭示了在更大频率变化范围内机组和负荷静态功频特性曲线存在两个交点,从理论上系统分析了这两个平衡点的稳定特性,定义了电力系统频率静态不稳定平衡点;提出了静态频率稳定裕度指标,给出了电力系统频率稳定性量化评估方法;阐述了电力系统频率安全性和频率稳定性本质和内涵,首次从物理机理上将频率安全性与频率稳定性清晰地区分开来,丰富了电力系统稳定性分析理论体系。（3）针对大扰动情况下送端电网频率稳定协调控制问题,基于频率安全裕度和频率稳定裕度指标,在高频场景下将系统静态频率稳定裕度分析转化为最小切机量控制分析,建立了一种频率协调控制数学模型;为简化模型求解过程,进一步提出了首轮单次切机总量子模型和分轮次切机量优化整定子模型的分解-综合协调优化策略并基于轨迹灵敏度进行求解,提高了决策方案的适应性;利用机组与直流落点电气距离,机组出力和贪婪算法相结合的方法,优化各轮次切机组合方案。论文研究建立了考虑给水系统功频特性的火电机组有功-频率响应扩展模型,改善了常规系统频率响应模型的适应性;提出了静态频率稳定裕度指标和量化评估方法,为频率稳定协调控制提供了量化信息,综合评估了给定大扰动下电网的频率安全稳定水平;基于频率安全和稳定裕度建立了一种高频场景下频率协调控制数学模型并进一步提出了分解-综合协调优化策略,提高了决策控制方案的适应性。从频率响应计算、频率稳定机理和频率稳定协调控制三个层面上丰富了频率分析和控制理论体系,完善了电力系统频率响应模型,提升了电力系统数值仿真的频率响应计算水平,丰富了电力系统稳定分析理论体系,促进频率控制技术的进步,为新型电力系统的构建提供了有益理论支撑。
杨清荷[5]（2021）在《燃气-蒸汽联合循环余热锅炉动态特性研究》文中指出我国与全球能源环境问题突出,可再生能源比例持续增加成为大趋势,由此带来的电网稳定运行与电厂负荷灵活调节问题日益突出。燃气-蒸汽联合循环发电效率高,负荷调节速度快,是理想的电网调峰发电系统。我国联合循环电站装机容量增长迅猛,如何进一步提高联合循环系统的变工况效率以适应电网调峰的需要,以及研究其动态变化特性越来越受到关注。余热锅炉作为燃气蒸汽联合循环系统的三大部件之一,相对燃机和汽机动力部件其具有很大的热惯性,系统负荷发生变动时,燃气轮机排气与余热锅炉进气的温度和流量也发生很大的变化,其产生相应参数的蒸汽具有较大的滞后性,是目前联合循环动态研究的焦点之一。本文针对余热锅炉的动态热力特性开展两方面的研究,一是针对某燃机电厂余热锅炉过热器、再热器的启动运行数据进行分析,基于合理的假设,分析了不同换热器启动过程中温度和换热量变化趋势;二是针对余热锅炉建立了集总参数法建立了瞬态换热过程的简化方程组,通过解方程得到了其解析解,并对其解析解进行物理意义分析和规律及应用分析。首先,基于某余热锅炉启动过程运行数据,针对过热器、再热器,以各换热面进出口烟气温度、进出口蒸汽温度以及流量的变化为基础,基于能量平衡以及换热器蓄热量与其换热量大小程正比等假设,计算分析了二级再热器、高压二级过热器、一级再热器、高压一级再热器启动过程中烟气、蒸汽温度和换热量随时间的变化趋势。结果发现,入口温度形成的换热温差是换热的根本驱动力,除此之外,换热量的变化还跟蒸汽流量的变化有很大关系,蒸汽流量的变化会显着改变换热系数,导致动态变化过程加快;在启动阶段,综合考虑金属的热疲劳以及热力特性,在满足蒸汽温度的需求下,换热器金属平均温度的提升速度的控制应该同时考虑烟气升温速度的控制和蒸汽流量提升的控制。之后,建立了单相换热器动态换热过程理想模型,将换热器简化为单相单管换热器,采用集总参数法简化动态方程组只考虑一维问题,忽略压力变化、温度变化对换热系数的影响等对物理模型进行合理简化,根据单相换热器的换热特性与能量守恒,列出换热器的冷流体与热流体的热平衡方程、热流体对金属换热方程、金属对冷流体的换热方程以及金属吸热方程,得到了方程组的解析解,讨论了解析解关键物理量的物理意义。解析解的常数为金属当前温度与当前条件下金属平衡温度的差值,这个偏差以指数级变化达到平衡,其时间的快慢与热流程与金属之间的总热阻、金属与冷流体之间的总热阻以及金属储放热热容相关。最后,基于解析解和过热器、再热器的一些基本换热数据,开展了动态换热特性分析及动态特性预测分析。分析发现,高压二级过热器、二级再热器、高压一级过热器、一级再热器达到平衡的时间（假定热流体放热量与冷流体吸热量差值小于1%时为达到平衡状态）分别是2590s、2190s、2640s、6520s;换热器的热工特性基本上决定了换热器的动态特性,金属热容越小、换热系数越大达到平衡时间越快,换热系数相同时达到平的时间与金属热容（换热器的金属耗量）基本成正比,金属热容越大,达到平衡时间越久;初始温度仅通过对换热系数影响的方式对平衡时间产生影响;解析解还可以用于预测换热器的动态特性,基于烟气、蒸汽的进口温度用与流量合理修正换热系数,可以较为准确的估算烟气、蒸汽以及金属的出口温度参数。总之,本论文从启动数据的变化特性和解析解角度对余热锅炉的过热器和再热器进行了研究,补充和完善了当前余热锅炉动态特性的研究角度和范围。
孙明[6]（2021）在《火电机组热工过程自抗扰控制的研究与应用》文中认为燃煤机组热工过程普遍具有高阶惯性、时滞、非线性、多扰动、回路耦合以及不确定性等特点,使得探索更为高效的建模方法和高性能的鲁棒控制算法成为一直以来的研究热点和难点。尤其是当前火电机组需要通过深度调峰来有效平衡间歇性的新能源电力高比例接入电网引起的系统波动,使得热工过程自动控制系统的可靠性和鲁棒性面临着更为严峻的挑战。此外,分散控制系统的历史数据库中存储了因扰动或不确定因素而产生的大量过程数据,可以充分利用这些过程扰动数据,进而增强控制器的模型信息以提升控制系统的设定值跟踪、扰动抑制以及鲁棒性等控制性能。因此,本文以线性扩张状态观测器为主线,开展了广义积分串联型系统的相位分析、扰动数据驱动的扩张状态观测器模型参数智能辨识方法以及基于相位补偿的降阶自抗扰控制器设计等方面的理论研究、算例仿真与工程实现。论文主要工作有:1)在频域内详细分析了线性扩张状态观测器对总扰动进行估计和前馈补偿后,虚拟控制量与系统输出以及估计输出两者之间的广义积分串联型传递函数特性。当采用全阶扩张状态观测器时,仿真并分析了广义积分串联型逼近标准积分器串联型的影响因素;当采用低阶扩张状态观测器时,为保证广义扩张状态观测器与广义被控对象在相位上的近似同步,提出了增加部分模型信息对扩张状态观测器进行相位补偿的设计方法,算例仿真验证了该方法的有效性。2)针对零初始条件下输出信号中可能存在外部扰动作用的分量而导致闭环数据驱动建模准确性降低的问题,提出了一种利用控制回路中干扰作用产生的动态过渡到稳态这一特征的过程数据驱动扩张状态观测器参数辨识的新方法,也就是将过程数据中扰动作用结束时刻点的状态初值估计和总扰动中的确定性模型信息估计相结合,进而通过群体智能算法对模型参数进行优化和聚类分析,得到最佳辨识参数,算例仿真验证了所提建模方法的有效性和准确性。3)为了提高一类具有大惯性、时滞等特点的热工过程对象设定值跟踪能力和抗干扰性能,提出了基于相位补偿的降阶自抗扰控制设计方法,并完成了稳定性分析。考虑到运用低阶自抗扰控制器时,控制量增益难以确定的问题,给出了新的参数整定方法。而对于热工过程的多变量系统,则采用分散式相位补偿型降阶自抗扰控制策略,并将控制系统在频域内进行等效变换,揭示了自抗扰控制技术框架下的逆解耦器特性。同时,为了增强其逆向解耦能力,推导出一种针对多变量系统的相位补偿环节设计方法。算例仿真验证了所提控制算法的优越性。4)研究并解决了基于相位补偿的降阶自抗扰控制算法的逻辑组态、抗降阶扩张状态观测器饱和以及无扰切换等工程化设计中的具体问题,进而在激励式仿真机上进行了控制策略的仿真与实现。进而将其应用于现役火电机组的主汽温系统和负荷控制系统。实施结果表明所提改进自抗扰控制算法的可行性、有效性以及优越性,展现了该算法良好的工业应用前景。
魏巍[7]（2020）在《小容量混流式汽轮机气动设计研究》文中认为分析了轴流式汽轮机,尤其是公司主打的功率低、级数少的小型轴流式汽轮机的缺点,在此基础上提出了混流式汽轮机的概念,以摆脱轴流汽轮机的固有局限,实现更优的性能。对前人的研究工作,从向心式透平的研究和应用、汽轮机调节级的性能预测研究两个方面进行了调研和总结。根据公司常见机型的参数范围,选取了一组设计参数,据此分别设计一台混流式和轴流式汽轮机,并对比分析两者性能差异。制定了混流式、轴流式汽轮机的调节级与压力级组的设计流程;推导得出了适用于向心级和轴流级的摩擦、鼓风、斥汽损失公式;提出了用调节特性曲线评价汽轮机整机性能的方法。完成了调节级的一维热力设计、叶片选型及流道造型、三维CFD计算;并完成了压力级组的一维热力设计和变工况性能计算;由此得到调节级和压力级各自的特性图,并据此求解出调节特性曲线。最后依据全周计算,校核了设计工况下的轮室损失。研究结果表明,针对公司常见的设计指标,采用混流式结构,并直接沿用轴流式汽轮机叶型库,而不作任何叶型优化,在整个变工况运行范围内比轴流式汽轮机提升功率约0.75%～1.8%,其中设计点可提升0.93%。
张福祥[8]（2020）在《热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行》文中指出热电联产机组既发电又供热,可显着提高能源转换利用效率,是煤炭等化石能源最高效的利用途径,并可实现供热过程的污染物集中控制,兼具节能减排效益。但传统抽汽供热方式,会造成高品位能量的极大浪费且存在冷源损失。同时,热电联产机组供热期“以热定电”方式运行,调峰能力受到制约,导致参与电网调峰能力弱,加剧供热期风能、太阳能等新能源消纳的矛盾。探索大型热电联产机组的节能途径,实现热电联产机组的全工况节能、灵活运行,在动力工程领域具有重要应用背景和学术意义。本文针对燃煤火力发电的热电联产过程,围绕大型热电联产机组的节能和灵活调峰运行策略开展研究。首先采用基于热力学第二定律的单耗分析方法,建立热电联产机组单耗分析模型,研究热电联产能量转化机理,揭示热电联产机组不同供热模式的能耗分布规律及节能潜力,为热电联产过程节能提供理论依据。进而,从区域级多能互补热电联产供热系统构建、厂级热力系统与电热泵循环系统集成,以及基于斜温层蓄热的热电解耦等不同角度,系统地分析热电联产机组节能及灵活调峰运行的技术途径及热力特性和规律。建立了热电联产机组及热网构成的供热系统单耗分析模型,得到供热系统的理想最低单耗并揭示附加单耗产生的原因;结合实际热电联产机组,对抽汽供热方式单耗分析,获得供热系统各子系统及设备在整个供热周期内的附加单耗分布规律,指出不可逆传热温差是影响热电联产供热附加单耗主要原因。在此基础上通过回收汽轮机乏汽余热降低供热热源平均温度,特别是针对汽轮机排汽余热能梯级供热系统开展研究,分析环境温度变化下余热能供热系统变工况性能,各组成子系统的能耗分布以及附加单耗变化规律。从能量转化机理揭示出不同供热方式能量转化特点。汽轮机排汽余热能梯级供热系统可大幅降低热源平均温度,不可逆损失减少。案例地区供热边界条件下,供热单耗在6.38～15.53 kg/GJ范围内,和抽汽供热相比供热能耗最大降幅达65%,为现场供热改造奠定了理论基础。基于我国北方集中供热地区典型的发电机组结构,构建了含有火电机组、风电机组和热电机组的区域级多能互补热电联产供热系统;提出三类供热系统集成技术路线;建立多能互补供热系统的优化调度模型。以系统在典型日电、热负荷下的总煤耗为主要优化目标,分析不同技术路线的节煤效果和消纳弃风电的情况。获得了高背压供热、电锅炉以及电热泵等供热方式的能耗特性及其对电负荷调节和弃风消纳能力;针对单一供热模式以热定电运行模式存在的问题,提出高背压供热模式与电热泵耦合的组合供热模式,获得了最优的系统节煤效果以及消纳风电能力。在上述工作基础上,面向热电联产机组灵活调峰运行的需求,结合工程实际,以高背压余热梯级供热系统为对象,提出耦合电动热泵回收循环冷却水余热的新型供热系统。获得典型高背压供热系统,以及含有电动热泵的高背压供热系统的热电负荷特性,并开展系统的设计工况和变工况热力学性能分析。结合实际供热需求对新型系统进行技术经济性评价。同时探讨新型系统在弃风消纳背景下的运行策略,对其调峰调度能力适应性展开研究。结果表明,耦合电动热泵的高背压供热系统兼具降低供热能耗和扩大供热机组调峰范围的功能。基于单罐斜温层蓄热系统,开展基于蓄热的供热机组热电解耦可行性分析数值模拟研究。构建与供热机组热源和热网串联的斜温层蓄热模型,在同时蓄放热运行工况下,分析蓄热单罐内温度和斜温层的变化特性,以及不稳定蓄热负荷对蓄热罐向热网放热性能的影响规律。分析两种不同运行模式,即单一蓄/放热和同步蓄/放热运行,斜温层储热罐的动态热力性能。得到了进口流量、进口温度范围等不同运行参数对储热罐温度分布和斜温层厚度的影响。研究结果可为斜温层蓄热技术应用于供热机组的热电解耦提供参考依据。
凌佳喜[9]（2020）在《三维凝汽器汽水耦合数值模拟（应用研究）》文中研究表明目前电站表面式凝汽器的CFD数值模拟方法绝大多数都以从管壳两侧分开建立模型分别仿真分析,对壳侧的模型模拟通常是在假设冷却水水速分布均匀的前提下,很少考虑管侧不均匀流速分布,本文提出了一种新的凝汽器仿真方案,在管壳两侧分别建立多孔介质计算模型的基础上,利用fluent二次开发平台研发管侧水速导入壳侧模型中的自定义程序,编译多孔介质中冷却水水温计算代码,实现表面式凝汽器全三维汽水耦合数值模拟。最后以某600MW机组表面式凝汽器为实验对象,验证本文提出的汽水耦合仿真方案是有效可行的。本文建立的凝汽器管侧数值模型中,采用多孔介质区域简化管侧管束区域,缩短多孔介质沿着水流方向的长度来减少冷却水在其内偏离流向的横向扩散。在此基础上建立凝汽器的管侧三维模型;在壳侧的三维数值模型中,同样采用多孔介质区域来代替管束区,将水蒸气在管束区内的凝结与流动阻力等效成多孔介质内的分布质量汇以及分布阻力。由于管侧两侧分开建模,两侧管束区网格并不统一,选取管壳两侧多孔介质区域最右下角网格中心点坐标作为相对原点,利用相对原点对两侧网格坐标进行修正,根据拉格朗日插值算法将管侧水速分布线性注入到壳侧多孔介质中去,借助fluent的二次开发平台,编译自定义程序,实现管侧管束区冷却水流速分布导入壳侧模型中的功能,进行凝汽器汽水两侧的耦合模拟。同时研发壳侧多孔介质内冷却水水温算法,在fluent迭代过程不断修复水温温度,在三维凝汽器壳侧水速、水温的联合仿真中,探讨壳侧热力参数沿冷却水流程的三维特性。本文最后利用所建立的三维壳侧模型,考虑环境因素引起的进口冷却水温度的变化,由此更改冷却水入口温度,定性和定量研究变工况情况下壳侧入口压力、流动阻力、传热系数、凝结率等参数的变化,为凝汽器的设计优化提供理论基础和有效参考。
洪辉[10]（2020）在《灵活运行工况下汽轮机转子结构强度与损伤分析》文中提出灵活运行是火电机组在未来一段时期内不可避免的运行模式。在灵活运行工况下机组将经历频繁的启动停机和不同程度的负荷变化,随之而来的蠕变疲劳交互作用,对以汽轮机转子为代表的高温部件寿命强度评估带来极大的考验。为了深入了解灵活运行对机组高温部件的影响,促进机组在灵活运行工况下的安全运行,本文基于黏塑性统一本构模型研究了灵活运行工况下汽轮机转子不同位置的损伤机制,并通过数值计算结合实验分析的方法研究了退役汽轮机转子在实际全历史灵活运行工况下的力学响应和损伤特性。同时,提出了新的物理神经网络框架,实现了服役工况下转子关键位置蠕变行为的实时预测。主要的研究工作和结论如下:（1）应用复杂黏塑性统一本构模型于X12Cr Mo WVNb N10-1-1转子钢高温力学行为仿真,并通过单轴、多轴、热机循环实验等多方面证明了其在机组运行工况下仿真结果的可靠性。（2）基于黏塑性统一本构模型研究了灵活运行对汽轮机不同载荷区域的力学及损伤行为的影响。结果表明,灵活运行过程中累积的黏塑性应变改变了转子稳定运行过程中的应力状态,并增大了变工况运行过程中应力交变程度。对于蒸汽入口区域,黏塑性应变的累积主要来源于启停工况中的交变热应力。对于叶根槽区域,稳态运行过程累积的粘塑性应变占比更高。随着叶片级数的增加,疲劳作用越发显着,但蠕变疲劳总损伤也逐渐降低。由于蠕变疲劳的交互作用,在灵活运行工况中高温段转子的损伤累积速度要远高于低温段转子。（3）实验测量了退役转子的力学性能并计算损伤,对该转子全历史灵活运行过程进行了仿真计算与损伤评估。结果表明,降出力工况主要影响转子高温段应力集中位置,且仅当功率变化范围较大时才需要考虑降出力工况造成的疲劳损伤。启停工况仍为塑性应变累积的主要来源,同时冷态启动产生的塑性应变极大的增加了后续稳态运行过程中的最大应力等级。服役近10年的亚临界汽轮机转子的寿命损耗约为20%,相比于该数值,ASME和DIN EN标准对损伤的评估结果过于保守,EPRI标准和CDM方法的计算在实验结果±2.5倍范围内。（4）通过将描述应力松弛的唯象模型嵌入前馈神经网络,建立了一种新颖的物理模型指导神经网络（Model-guided Neural Network,MGNN）,并成功应用于高温段叶根槽内应力在服役工况下的在线计算。在此过程中,发现LRe LU比Re LU及Sigmoid类激活函数更适用于蠕变行为的外推问题,利用神经网络结构特性提出了分布式的权重初值赋予方法。MGNN模型在蠕变行为外推上的表现优于前馈神经网络及NARX神经网络,并且能够跟踪服役工况下由于蒸汽参数波动导致的叶根槽内应力变化,为灵活运行工况下转子的在线强度评估提供了一种新的思路。
二、B0.2-13/3.5汽轮机改造（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、B0.2-13/3.5汽轮机改造（论文提纲范文）
（1）9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢关键技术基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 超(超)临界火力发电技术 |
| 2.1.1 超(超)临界火力发电机组发展概况 |
| 2.1.2 超(超)临界火力发电技术对耐热钢的要求 |
| 2.2 超(超)临界马氏体耐热钢概述 |
| 2.3 耐热钢成分设计 |
| 2.3.1 合金元素对钢性能的影响 |
| 2.3.2 稀土元素对钢性能的影响 |
| 2.3.3 晶界偏聚理论 |
| 2.4 稀土氧化物对耐热钢蠕变性能的影响 |
| 2.5 耐热钢的抗氧化性能 |
| 2.6 物理气相沉积(PVD)技术制备薄膜 |
| 2.6.1 磁控溅射技术原理及特点 |
| 2.6.2 Cr_xAl_(1-x)N薄膜研究进展 |
| 2.7 本课题研究背景、意义和内容 |
| 2.7.1 研究背景和意义 |
| 2.7.2 研究内容和方法 |
| 3 耐热钢中外加稀土氧化物Y_2O_3纳米粒子高温实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含稀土氧化物Y_2O_3耐热钢的制备 |
| 3.3 Y_2O_3粒子热力学稳定性及运动行为研究 |
| 3.3.1 热力学分析 |
| 3.3.2 钢液中Y_2O_3粒子运动行为研究 |
| 3.4 电渣重熔过程工艺参数的优化 |
| 3.4.1 实验室电渣重熔实验 |
| 3.4.2 工业级电渣重熔参数优化 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢相转变热力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平衡相转变热力学计算 |
| 4.3 非平衡凝固热力学计算 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢热变形行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料及实验方法 |
| 5.3 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢热变形力学行为 |
| 5.3.1 真应力—真应变曲线 |
| 5.3.2 热变形条件对稀土氧化物弥散强化耐热钢流变应力的影响 |
| 5.3.3 高温本构方程和流变应力方程的建立 |
| 5.4 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢变形抗力模型 |
| 5.4.1 变形温度对耐热钢变形抗力的影响 |
| 5.4.2 变形速率对耐热钢变形抗力的影响 |
| 5.4.3 变形程度对耐热钢变形抗力的影响 |
| 5.4.4 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢变形抗力模型的建立 |
| 5.5 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢热加工图研究 |
| 5.5.1 热加工图理论 |
| 5.5.2 热加工图的制作与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢连续冷却过程研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验内容及原理 |
| 6.2.1 实验内容 |
| 6.2.2 相变温度及组织含量的确定 |
| 6.3 相变过程分析 |
| 6.3.1 膨胀曲线分析 |
| 6.3.2 组织金相分析 |
| 6.3.3 显微硬度分析 |
| 6.3.4 CCT图的绘制与分析 |
| 6.4 连续冷却过程中的马氏体相变研究 |
| 6.4.1 原位观察及相变分析 |
| 6.4.2 马氏体相变动力学分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢强化机理研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法及内容 |
| 7.2.1 实验材料 |
| 7.2.2 二次淬火工艺研究 |
| 7.2.3 EBSD实验分析 |
| 7.2.4 非水溶液电解萃取第二相粒子 |
| 7.3 热处理工艺优化 |
| 7.4 耐热钢强化机制研究 |
| 7.4.1 固溶强化 |
| 7.4.2 位错强化 |
| 7.4.3 沉淀强化 |
| 7.4.4 回火马氏体板条组织强化 |
| 7.5 耐热钢半工业生产实践 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 Cr_(1-x)Al_xN梯度涂层对耐热钢高温抗氧化性的影响 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验设备和方法 |
| 8.2.1 实验材料及溅镀方案 |
| 8.2.2 溅镀设备及检测方法 |
| 8.3 涂层的结构忧化与制备 |
| 8.4 Al掺杂对梯度涂层组织及力学性能影响 |
| 8.5 Al掺杂对涂层抗氧化性的影响 |
| 8.6 Cr_(1-x)Al_xN梯度涂层氧化机理研究 |
| 8.7 本章小节 |
| 9 结论及创新点 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 纯凝火电机组灵活运行调节特性分析研究现状 |
| 1.2.2 电力系统负荷频率优化控制研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作及章节安排 |
| 第二章 汽轮机调速系统全工况模型研究 |
| 2.1 汽轮机及其调速系统模型参数的计算方法 |
| 2.2 计算实例 |
| 2.3 仿真分析 |
| 2.3.1 不同工况下响应性能对比 |
| 2.3.2 低负荷下定压、滑压运行方式的影响 |
| 2.3.3 理论分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 火电机组一次调频能力的综合评估 |
| 3.1 理论分析及评估算法描述 |
| 3.1.1 一次调频过程中的机理分析 |
| 3.1.2 算法的整体描述 |
| 3.2 给煤量的能量传递时间计算 |
| 3.2.1 理论分析及解决方法 |
| 3.2.2 协调系统建模及参数估计 |
| 3.3 锅炉蓄热变化量计算 |
| 3.3.1 理论分析及解决方法 |
| 3.3.2 锅炉蓄热变化量的计算 |
| 3.4 计算实例 |
| 3.4.1 锅炉响应时间计算分析 |
| 3.4.2 机组蓄热变化量的计算 |
| 3.4.3 最大支撑幅度计算 |
| 3.5 评估结果分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 火电深度调峰对系统频率稳定性的影响分析 |
| 4.1 机组的响应能力分析 |
| 4.2 不同风电渗透率下的系统仿真模型 |
| 4.2.1 LFC建模 |
| 4.2.2 风电系统建模 |
| 4.2.3 启停调峰 |
| 4.2.4 深度调峰 |
| 4.3 基于简化LFC模型仿真结果与分析 |
| 4.3.1 仿真初始环境设置 |
| 4.3.2 仿真结果 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于功率分配因子动态轨迹优化的多机互补协调优化策略 |
| 5.1 优化控制策略 |
| 5.1.1 问题的提出 |
| 5.1.2 基于动态轨迹规划的功率分配因子优化策略 |
| 5.1.3 优化系统的结构设计 |
| 5.2 算例仿真 |
| 5.2.1 算例分析 |
| 5.2.2 算法稳定性分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 基于改进型模糊自抗扰的优化控制 |
| 6.1 改进型模糊自抗扰控制 |
| 6.1.1 对象模型的变化 |
| 6.1.2 模糊线性自抗扰控制器 |
| 6.1.3 针对迟延时间的改进 |
| 6.2 仿真结果与分析 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 小容积流量下末级流场特性研究现状 |
| 1.2.2 喷水减温传热传质特性的研究现状 |
| 1.2.3 汽轮机末级叶片力学性能研究现状 |
| 1.2.4 汽轮机末级叶片瞬态动力响应研究现状 |
| 1.3 研究现状总结 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 小容积流量下末级流场的数值研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 湿蒸汽凝结流动数值方法 |
| 2.2.1 基本控制方程及湍流模型 |
| 2.2.2 几何模型及网格划分 |
| 2.2.3 数值方法与边界条件 |
| 2.2.4 数学模型准确性验证 |
| 2.2.5 计算结果准确性验证 |
| 2.3 小容积流量下末级流场特性分析 |
| 2.3.1 小容积流量下末级的压力特征 |
| 2.3.2 小容积流量下末级的出汽角特征 |
| 2.3.3 小容积流量下末级的反动度特征 |
| 2.3.4 小容积流量下末级的温度特征 |
| 2.3.5 小容积流量下末级流场的涡系结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 排汽通道喷水减温对末级流场的影响研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 喷水减温的相变传热传质计算方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 喷水减温数值方法 |
| 3.2.3 数学模型验证 |
| 3.3 喷水减温的传热传质特性分析 |
| 3.3.1 排汽通道流场特性 |
| 3.3.2 喷水减温后排汽通道温度分布 |
| 3.3.3 相变传热传质特性分析 |
| 3.4 喷水减温对末级气动性能的影响 |
| 3.4.1 喷水减温对末级速度场的影响 |
| 3.4.2 喷水减温对压力场的影响 |
| 3.4.3 喷水减温对能量转换的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 小容积流量下汽轮机末级力学性能分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 静强度计算数值方法 |
| 4.2.1 结构域基本控制方程 |
| 4.2.2 循环对称分析一般方程 |
| 4.2.3 双线性随动强化模型 |
| 4.2.4 叶片结构模型及网格划分 |
| 4.2.5 流固耦合数值方法 |
| 4.3 末级叶片的强度性能分析 |
| 4.3.1 末级叶片的等效应力分析 |
| 4.3.2 末级叶片变形量分布 |
| 4.4 喷水减温对末级叶片强度性能的影响 |
| 4.4.1 喷水减温对末级叶片温度的影响 |
| 4.4.2 喷水减温对末级叶片变形量的影响 |
| 4.4.3 喷水减温对末级叶片等效应力的影响 |
| 4.5 汽轮机末级叶片的模态分析 |
| 4.5.1 循环对称模态分析数值计算方法 |
| 4.5.2 末级叶片的固有频率分析 |
| 4.5.3 末级叶片的振型分析 |
| 4.5.4 预应力条件下末级叶片的模态分析 |
| 4.6 喷水减温对叶片固有振动特性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 非定常工况下末级叶片的动力响应研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 双向流固耦合数值模拟计算方法 |
| 5.2.1 流固耦合面动网格设置 |
| 5.2.2 双向流固耦合系统 |
| 5.2.3 材料疲劳特性 |
| 5.2.4 时间步长稳定性验证 |
| 5.3 小容积流量下末级流场非定常气动载荷研究 |
| 5.3.1 监控点的设置 |
| 5.3.2 涡流的非定常性 |
| 5.3.3 非定常性形成机理及特征 |
| 5.4 末级叶片的动力响应 |
| 5.4.1 局部危险点的确认 |
| 5.4.2 非定常气动载荷对叶片动力响应的影响 |
| 5.5 末级叶片疲劳寿命评估 |
| 5.6 喷水减温对应变-寿命的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
（4）大范围频率偏移场景下电力系统频率稳定机理及协调控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 频率响应模型 |
| 1.2.2 频率稳定评估 |
| 1.2.3 频率稳定控制 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 第2章 考虑锅炉辅机功频特性的火电机组有功-频率控制建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 火电机组有功-频率控制逻辑 |
| 2.2.1 火电厂物理结构 |
| 2.2.2 火电机组频率响应 |
| 2.2.3 控制元件模型 |
| 2.3 火电机组有功-频率响应扩展建模 |
| 2.3.1 有功-频率控制建模 |
| 2.3.2 给水系统功频特性 |
| 2.3.3 给水流量和燃料量数学模型 |
| 2.3.4 考虑变频器的机组有功-频率响应模型 |
| 2.4 PSS/E频率动态仿真和分析功能扩展 |
| 2.4.1 扩展思路 |
| 2.4.2 功能扩展实现 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 严重低频场景下的系统频率稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于平衡点的静态频率稳定 |
| 3.2.1 平衡点邻域状态方程 |
| 3.2.2 平衡点邻域静态频率稳定性 |
| 3.3 静态频率稳定性量化指标 |
| 3.3.1 平衡点数学计算 |
| 3.3.2 稳定性量化指标 |
| 3.4 电力系统频率安全性和稳定性内涵 |
| 3.4.1 电力系统安全性和稳定性的定义 |
| 3.4.2 频率安全性与稳定性辨析 |
| 3.4.3 频率安全性与稳定性的内涵及评估 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 高频场景下频率稳定协调控制策略 |
| 4.1 频率稳定量化指标高频应用 |
| 4.2 高频切机背景和问题分析 |
| 4.3 高频切机方案优化整定模型 |
| 4.3.1 方案整定配置原则 |
| 4.3.2 分解-综合协调优化整定模型 |
| 4.4 基于轨迹灵敏度的高频切机整定模型求解 |
| 4.4.1 首轮单次切机总量子模型求解 |
| 4.4.2 分轮次切机量优化整定子模型求解 |
| 4.4.3 各轮次机组分配 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 算例系统介绍 |
| 4.5.2 高频切机整定策略 |
| 4.5.3 整定方法比较 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 附录 |
| 附录1 电厂辅机技术参数 |
| 附录2 IEEEG1模型及典型参数 |
| 附录3 IEEE39节点系统 |
| 潮流数据 |
| 动态数据 |
| 附录4 扩展频率响应模型典型参数 |
| 单机频率响应扩展模型状态方程 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间的研究成果 |
（5）燃气-蒸汽联合循环余热锅炉动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 余热过程启动过程特性分析 |
| 2.1 分析对象 |
| 2.2 数据处理及结果 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 瞬态换热理想模型 |
| 3.1 瞬态换热理想模型及其微分方程 |
| 3.1.1 理想模型及其假设 |
| 3.1.2 物理变量与初始条件 |
| 3.1.3 动态换热过程微分方程 |
| 3.2 动态换热过程微分方程的解析解 |
| 3.3 解析解的物理意义及其理论价值探讨 |
| 3.3.1 动态过程的变化规律 |
| 3.3.2 关于初始值的讨论 |
| 3.3.3 关于金属初始温度的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 解析解的应用与分析 |
| 4.1 用解析解研究换热器动态变化特性 |
| 4.2 换热器热工特性变化对动态特性影响分析 |
| 4.3 初始条件改变对动态特性影响分析 |
| 4.4 解析解预测结果与实际数据对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）火电机组热工过程自抗扰控制的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究进展及现状 |
| 1.2.1 热工过程控制研究现状 |
| 1.2.2 自抗扰控制理论的研究现状 |
| 1.2.3 自抗扰控制理论的应用现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容和技术路线 |
| 第2章 广义积分串联型的相位分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自抗扰控制结构 |
| 2.2.1 被控系统描述 |
| 2.2.2 跟踪微分器 |
| 2.2.3 扩张状态观测器 |
| 2.2.4 状态误差反馈控制律 |
| 2.3 线性ESO的收敛性分析 |
| 2.4 广义积分串联型的相位分析 |
| 2.4.1 标准积分串联型 |
| 2.4.2 无模型信息补偿的ESO分析 |
| 2.4.3 带模型信息补偿的ESO分析 |
| 2.5 仿真研究 |
| 2.5.1 无模型信息补偿的ESO |
| 2.5.2 带模型信息补偿的ESO |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于扩张状态观测器的模型参数智能辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 零初始条件下的数据驱动建模 |
| 3.2.1 连续系统的离散化 |
| 3.2.2 闭环扰动数据辨识分析 |
| 3.3 零终止条件下的数据驱动建模 |
| 3.4 基于ESO模型的参数智能辨识方法 |
| 3.4.1 热工过程的ESO建模 |
| 3.4.2 ESO的离散化与条件稳定 |
| 3.4.3 ESO参数的智能自寻优辨识 |
| 3.5 算例研究 |
| 3.5.1 零初始条件下的ESO参数辨识 |
| 3.5.2 基于扰动数据的ESO参数辨识 |
| 3.5.3 多变量系统的ESO参数辨识 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于相位补偿的降阶自抗扰控制设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于相位补偿的降阶ADRC |
| 4.2.1 降阶扩张状态观测器 |
| 4.2.2 基于相位补偿的降阶ADRC设计 |
| 4.2.3 稳定性分析 |
| 4.3 I_RADRC的二自由结构分析 |
| 4.4 I_RADRC的参数整定与数值仿真 |
| 4.4.1 I_RADRC的参数对控制性能的影响 |
| 4.4.2 I_RADRC参数的整定步骤 |
| 4.4.3 数值仿真 |
| 4.5 多变量系统的分散式I_RADRC控制 |
| 4.5.1 分散式I_RADRC的解耦能力分析 |
| 4.5.2 算例研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 I_RADRC的工程应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 I_RADRC算法的工程化设计 |
| 5.2.1 自动跟踪与无扰切换设计 |
| 5.2.2 抗积分饱和方案 |
| 5.2.3 I_RADRC控制策略实现 |
| 5.3 主汽温系统的串级自抗扰控制 |
| 5.3.1 被控过程的描述 |
| 5.3.2 仿真平台试验 |
| 5.3.3 现场应用 |
| 5.4 负荷系统的分散式自抗扰控制 |
| 5.4.1 被控过程描述 |
| 5.4.2 仿真平台试验 |
| 5.4.3 现场应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 进一步工作的建议与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）小容量混流式汽轮机气动设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单和术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 轴流式汽轮机的局限 |
| 1.1.2 混流式汽轮机的优势 |
| 1.1.3 本课题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 向心透平的应用和研究 |
| 1.2.5 调节级相关研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 设计研究的基础理论与方法 |
| 2.2 研究思路和设计指标 |
| 2.2.1 课题研究思路 |
| 2.2.2 汽轮机设计指标 |
| 2.3 汽轮机设计流程 |
| 2.3.1 设计流程总览 |
| 2.3.2 调节级设计流程 |
| 2.3.3 压力级设计流程 |
| 2.3.4 整机性能求解和校核 |
| 2.4 设计关键技术 |
| 2.4.1 摩擦、鼓风、斥汽损失经验公式 |
| 2.4.2 调节特性曲线定义及求解方法 |
| 2.4.3 轮室损失校核方法 |
| 2.4.4 对压力级进口边界条件的分析 |
| 2.5 设计软件介绍 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 向心式调节级设计 |
| 3.2 设计约束条件 |
| 3.3 一维热力设计 |
| 3.3.1 设计工具及方法 |
| 3.3.2 设计思路 |
| 3.3.3 设计过程及结果 |
| 3.4 子午流道设计及叶片选型 |
| 3.4.1 设计思路 |
| 3.4.2 设计结果 |
| 3.5 CFD分析 |
| 3.5.1 分析方法 |
| 3.5.2 分析结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 轴流式调节级设计 |
| 4.2 设计约束条件 |
| 4.3 一维热力设计 |
| 4.3.1 设计工具及参数 |
| 4.3.2 设计结果 |
| 4.4 流道设计及叶片选型 |
| 4.4.1 设计结果 |
| 4.5 CFD分析 |
| 4.5.1 分析方法 |
| 4.5.2 分析结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 压力级组设计 |
| 5.2 设计约束条件 |
| 5.3 一维热力设计 |
| 5.3.1 设计思路及准则 |
| 5.3.2 设计工具及参数 |
| 5.3.3 设计结果 |
| 5.4 非设计点一维热力分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 汽轮机整机性能求解 |
| 6.2 调节级特性图求解 |
| 6.2.1 损失修正 |
| 6.2.2 特性图求解 |
| 6.3 整机调节特性曲线求解 |
| 6.4 轮室损失校核 |
| 6.5 最大应力工况分析 |
| 7 结论和展望 |
| 7.2 主要研究结论 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 7.3.1 新叶型的设计探索 |
| 7.3.2 部分进汽损失的精确修正 |
| 7.3.3 超音向心级的研发 |
| 7.3.4 混流式汽轮机适用场合的探索 |
| 参考文献 |
（8）热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 大型热电联产机组节能 |
| 1.2.2 热电联产机组灵活调峰 |
| 1.2.3 提升供热机组灵活性的储热技术 |
| 1.2.4 热-电耦合过程的建模与联合运行特性 |
| 1.3 有待继续深入研究的方向 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 热电联产系统的单耗分析 |
| 2.1 热电联产供热系统 |
| 2.2 热电联产供热系统的单耗分析 |
| 2.2.1 单耗分析方法 |
| 2.2.2 理想的热电联产供热系统 |
| 2.2.3 热电联产供热系统的理论最低燃料单耗 |
| 2.2.4 热电联产供热系统的附加燃料单耗 |
| 2.2.5 热电联产供热系统的产品燃料单耗 |
| 2.3 实际供热系统单耗分析 |
| 2.3.1 热电联产供热系统的产品燃料单耗 |
| 2.3.2 设计工况下热电联产供热系统的单耗分布 |
| 2.3.3 变工况热电联产供热系统单耗分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 低品位余热供热系统单耗分析 |
| 3.1 汽轮机排汽余热梯级供热系统单耗分析 |
| 3.1.1 汽轮机排汽余热梯级供热系统组成 |
| 3.1.2 汽轮机排汽余热梯级供热系统单耗计算 |
| 3.1.3 实际供热系统单耗分析 |
| 3.2 汽轮机排汽余热梯级供热系统特性分析 |
| 3.2.1 电能生产单耗分析 |
| 3.2.2 热能生产单耗分析 |
| 3.3 吸收式热泵热电联产供热系统单耗分析 |
| 3.3.1 吸收式热泵热电联产供热系统流程 |
| 3.3.2 吸收式热泵热电联产供热系统的单耗分析 |
| 3.3.3 实际供热系统的单耗分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多能互补热电联产供热系统集成及优化 |
| 4.1 多能互热电联产供热系统的提出 |
| 4.1.1 电制热模式 |
| 4.1.2 高背压供热模式 |
| 4.2 多能互补供热系统优化模型 |
| 4.2.1 优化目标 |
| 4.2.2 多能互补供热系统约束 |
| 4.2.3 多能互补综合能源系统优化调度模型 |
| 4.3 案例分析 |
| 4.3.1 系统构成与基础数据 |
| 4.3.2 原多能互补供热系统煤耗及弃风情况 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 三种供热模式的对比与分析 |
| 4.4.2 推荐方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 集成电动热泵的高背压梯级供热系统特性 |
| 5.1 高背压机组耦合热泵的新型供热系统 |
| 5.1.1 案例系统介绍 |
| 5.1.2 电动热泵回收循环冷却水余热 |
| 5.1.3 耦合电动热泵新型梯级供热系统的提出 |
| 5.2 新型供热热力学性能研究 |
| 5.3 系统运行策略及灵活特性分析 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 面向热电解耦的斜温层蓄放热特性 |
| 6.1 物理数学模型 |
| 6.1.1 数学模型及边界条件 |
| 6.1.2 数值方法及验证 |
| 6.2 斜温层单罐蓄放热性能分析 |
| 6.2.1 单一蓄/放热过程的热力特性 |
| 6.2.2 同步蓄/放热过程热力性能分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）三维凝汽器汽水耦合数值模拟（应用研究）（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 表面式凝汽器的实验研究 |
| 1.2.2 表面式凝汽器壳侧的数值模拟 |
| 1.2.3 表面式凝汽器管侧的数值模拟 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 凝汽器数值模拟的基础理论 |
| 2.1 电站表面式凝汽器 |
| 2.2 多孔介质模型以及控制方程组 |
| 2.2.1 多孔介质模型 |
| 2.2.2 多孔介质控制方程 |
| 2.3 凝汽器管侧模型以及控制方程 |
| 2.3.1 凝汽器管侧建模简化与假设 |
| 2.3.2 凝汽器管侧控制方程以及辅助方程 |
| 2.4 凝汽器壳侧模型以及控制方程 |
| 2.4.1 凝汽器壳侧建模简化与假设 |
| 2.4.2 凝汽器壳侧控制方程以及辅助方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于fluent的凝汽器汽水两侧数值模拟耦合计算 |
| 3.1 fluent软件介绍 |
| 3.2 数值模拟在fluent中的实现 |
| 3.2.1 湍流模型的选用 |
| 3.2.2 离散格式 |
| 3.2.3 求解算法 |
| 3.3 管壳侧模型的边界条件 |
| 3.3.1 管侧边界条件 |
| 3.3.2 壳侧边界条件 |
| 3.4 表面式凝汽器管、壳侧耦合计算数据方法 |
| 3.4.1 凝汽器壳侧模型耦合管侧水速分布数据方法 |
| 3.4.2 凝汽器壳侧耦合冷却水温度的方法 |
| 3.5 UDF编辑模块 |
| 3.5.1 UDF简介 |
| 3.5.2 并行UDF |
| 3.5.3 模型中UDF宏汇总 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 亚临界600MW汽轮机组凝汽器汽水耦合数值模拟 |
| 4.1 凝汽器结构参数 |
| 4.2 额定工况下凝汽器管侧数值模拟 |
| 4.2.1 凝汽器管侧几何建模以及网格划分 |
| 4.2.2 管侧模型网格无关性验证 |
| 4.2.3 额定工况下凝汽器管侧数值模拟结果分析 |
| 4.3 额定工况下凝汽器壳侧数值模拟 |
| 4.3.1 凝汽器壳侧几何建模预计网格划分 |
| 4.3.2 壳侧模型网格无关性验证 |
| 4.3.3 额定工况下凝汽器纯壳侧数值模拟 |
| 4.4 额定工况下凝汽器汽水耦合数值模拟结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 变工况下凝汽器汽水耦合数值模拟 |
| 5.1 变冷却水入口温度下凝汽器壳侧数值模拟初始参数设置 |
| 5.2 变冷却水入口温度下凝汽器壳侧模拟结果分析 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
（10）灵活运行工况下汽轮机转子结构强度与损伤分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 蠕变疲劳交互作用概述 |
| 1.2.1 高温蠕变 |
| 1.2.2 低周疲劳 |
| 1.2.3 蠕变疲劳交互作用 |
| 1.3 高温部件强度评估研究现状 |
| 1.3.1 基于非统一黏塑性的蠕变疲劳强度评估 |
| 1.3.2 基于黏塑性统一本构模型的蠕变疲劳强度评估 |
| 1.3.3 蠕变疲劳强度的在线评估 |
| 1.4 本文拟解决关键问题与研究内容 |
| 1.4.1 本文拟解决问题 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 蠕变疲劳强度评估方法与黏塑性统一本构模型 |
| 2.1 电站机组蠕变疲劳强度评估标准 |
| 2.1.1 蠕变损伤评估方法 |
| 2.1.2 疲劳损伤评估方法 |
| 2.1.3 蠕变疲劳耦合损伤评估方法 |
| 2.2 连续损伤力学评估方法 |
| 2.3 黏塑性统一本构模型 |
| 2.3.1 基本框架 |
| 2.3.2 随动硬化 |
| 2.3.3 各向同性硬化 |
| 2.3.4 蠕变疲劳损伤描述 |
| 2.4 黏塑性统一本构模型的实验验证 |
| 2.4.1 单轴实验结果与仿真对比验证 |
| 2.4.2 多轴实验结果与仿真对比验证 |
| 2.4.3 热机循环疲劳实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 设计灵活运行工况下转子强度及损伤分析 |
| 3.1 有限元模型的建立 |
| 3.1.1 转子模型与边界载荷 |
| 3.1.2 换热系数计算 |
| 3.2 灵活运行工况条件 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.3.1 热载荷区域分析 |
| 3.3.2 热机载荷区域分析 |
| 3.3.3 损伤分析 |
| 3.3.4 等效启动分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实际运行历史工况下转子强度与损伤评估 |
| 4.1 机组运行历史工况 |
| 4.2 退役转子力学性能测试及损伤分析 |
| 4.2.1 退役转子取样 |
| 4.2.2 材料力学性能实验 |
| 4.2.3 老化与剩余寿命分析 |
| 4.3 全历史仿真有限元模型的建立 |
| 4.3.1 转子有限元网格与边界 |
| 4.3.2 转子材料与本构模型 |
| 4.4 仿真结果与分析 |
| 4.4.1 启停工况分析 |
| 4.4.2 降出力工况分析 |
| 4.4.3 关键点损伤分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 服役工况下应力响应的在线预测方法 |
| 5.1 服役工况下的黏塑性行为 |
| 5.2 训练数据及物理模型选择 |
| 5.2.1 训练数据 |
| 5.2.2 物理模型的选择 |
| 5.3 MGNN模型的建立 |
| 5.3.1 MGNN模型的基本结构 |
| 5.3.2 代价函数与基于BP算法的权重优化方法 |
| 5.3.3 激活函数的选择 |
| 5.3.4 权重初始化方法 |
| 5.4 蠕变行为的预测结果与讨论 |
| 5.4.1 不同激活函数的结果对比 |
| 5.4.2 MGNN模型与MGNN0模型的结果对比 |
| 5.4.3 不同神经网络模型的结果对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间科研情况 |
四、B0.2-13/3.5汽轮机改造（论文参考文献）
- [1]9-12%Cr稀土氧化物弥散强化耐热钢关键技术基础研究[D]. 杨文晟. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究[D]. 杜鸣. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究[D]. 徐美超. 东北电力大学, 2021(01)
- [4]大范围频率偏移场景下电力系统频率稳定机理及协调控制[D]. 谢宇峥. 山东大学, 2021
- [5]燃气-蒸汽联合循环余热锅炉动态特性研究[D]. 杨清荷. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [6]火电机组热工过程自抗扰控制的研究与应用[D]. 孙明. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [7]小容量混流式汽轮机气动设计研究[D]. 魏巍. 浙江大学, 2020(02)
- [8]热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行[D]. 张福祥. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [9]三维凝汽器汽水耦合数值模拟（应用研究）[D]. 凌佳喜. 东南大学, 2020(01)
- [10]灵活运行工况下汽轮机转子结构强度与损伤分析[D]. 洪辉. 上海交通大学, 2020(01)