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天然气储量丰富,具有热值高、燃烧产物对环境污染较小等优点,工业和生
活需求量日益增多,这也使得燃气-蒸汽联合循环发电机组总装机容量逐年增加
[1,2,3]
。因此,对燃气-蒸汽联合循环发电机组系统模型建模则变得越来越重要。但
是燃气-蒸汽联合循环发电机组非线性和强耦合的特点,使得燃气轮机的负荷在
快速变化时,一些参数的快速变化会导致主蒸汽压力发生变化,影响发电机的出
力,同时也会反过来影响联合循环机组的整体负荷,进一步影响供热品质。
神经网络
[4]
的计算能力通过其大规模并行分布式结构以及其学习能力和由
此带来的泛化能力来体现。同时,神经网络也具有非线性、输入输出映射、容
错性等优良特性。Elman 神经网络具有良好的非线性动态特性,可以对时间序
列数据上一时刻的输入输出数据进行充分地学习,以便对下一时刻的输出进行
预测。本文将对燃气-蒸汽联合循环机组燃烧室模型进行建模。
1 燃气 -蒸汽 联合循 环发电机 组温度 模型
燃气-蒸汽联合循环发电机组
[5]
通常由燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉等设
备组成。燃气轮机在整个联合循环发电机组中起着关键作用
[6]
,一般由压气机、
燃烧室、透平三大部件组成。燃烧室在燃汽轮机中起到了承前启后的作用。
燃气轮机主控制系统
[7]
包含有燃气轮机的启动控制系统、转速控制系统、
加 速 度 控 制 系 统 、 温 度 控 制 系 统 、 停 机 控 制 系 统 和 手 动 FSR(Fuel Stroke
Reference)控制系统,这些控制系统通过改变 FSR 值来改变燃料量的输入。燃
气轮机温度控制系统通过比较燃机的排气温度与温度控制参考值的结果来改
变 FSRT(Fuel Stroke Reference Temperature)。当排气温度高于所设定的温
度控制参考值时,燃气轮机机组将降低 FSRT 的输出,使得排气温度下降到温度
控制参考值;当排气温度低于所设定的温度控制参考值时,FSRT 增加并超过转
速燃料行程基准 FSRN(Fuel Stroke Reference N),温度控制器系统退出控制。
因此,温度控制系统是最高温度限制系统。
燃烧室内部工质做功过程为:从压气机出来的压缩空气进入燃烧室与气体
燃料进行混合并燃烧,产生的燃气流动至燃烧器出口。本文所建立燃烧室模型
的工质流动界限为压气机出口和透平进口的物理边界作为控制对象的界限。假
定燃烧室内部焓值、压力和温度均匀分布,燃烧室模型可简化为一个混合反应
室,内部工质作为理想气体处理,反映燃烧室动态变化过程关系主要为质量守恒
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