现代电厂（精选3篇）
现代电厂 篇1
摘要：本课题针对电厂2X600MW机组电厂中央空调系统的典型子系统一电子设备间空调系统为研究对象,采用现代控制理论模糊关系辨识方法,建立了电子设备间温度控制系统的模糊模型。设计了它的模糊控制器,综合模糊控制和传统PID控制的优劣,提出了一种电子设备间温度控制采用模糊一PID的控制方案。
关键词：电厂,中央空调,现代控制理论,模糊辨识,模糊控制,PID控制
1 引言
我国电力工业发展迅速,至1999年底装机容量己达约2.8亿KW,年发电量约1.2万亿KWh,以火力发电为主,约占全国电厂的70%左右。在十一五期间,准备关停5000万千瓦小火电机组,随着小火电厂的叫停,国家逐渐加大大型火电厂的建设以及改造工程。[1,2]随着国内大中型火电厂不断改造兴建,电厂内空气调节系统己非常普及,空调能耗大幅度增加,因而减少电厂中央空调系统的能耗,实现工业建筑节能已经成为急需研究的重要课题。
1.1 空调系统运行现状
一般情况,设计者将冷负荷取值偏大,造成冷水机组选型过大,即使是在标准工况下运行,也将使冷水机组处于低负荷运行状态。设计者在不了解全年动态负荷变化规律的情况下,为设计和维修方便,通常选取相同型号的冷水机组,而且运行时不能根据负荷变化及时调节冷量,使机组很难保证在高效率下工作。空调水系统的工况普遍存在着大流量小温差的问题。造成上述问题的原因主要是:
1)设计水流量是根据最大的设计冷负荷(冷冻水泵)与最大的设计热负荷(供暖水泵)计算,但在全年运行中,最大负荷值出现的时间很少,绝大部分时间是在中间负荷下运行;
2)冷冻水泵、冷却水泵扬程选择过大,水力工况和热力工况的失调现象靠大流量来处理。
3)对于空调系统的自动控制方面:系统的滞后较大,致使管理人员不了解系统的调节能力和控制目标,设计的自控系统过于简单,使得运行控制难以满足要求。[3]
1.2 热电厂空调系统
本工程为某电厂2x60OMW空冷机组改扩建工程的子系统,HVAC(变流量控制)自动控制系统主要控制以下工艺系统:
1)18米集控楼空调制冷系统主站
2)*O米采暖加热站系统子站;
3)*1#机毗屋机主厂房励磁间通风空调、空冷变频器间通风空调系统子站;
4)*2#机毗屋机主厂房励磁间通风空调、空冷变频器间通风空调系统子站;
5)*汽机房屋顶风机系统子站。
系统中有两台空调机组,一台运行一台备用;冬夏季节系统采用15%的新风量,过渡季节采用50%新风量;冬季空气加热器的热媒为60/50℃的热水,夏季表冷器冷媒为5/12℃的冷水;采用上送上回的送风方式,换气次数大于10次/小时。
对于采暖加热站:主要设备有2个主厂房热网循环泵、2个厂区热网循环泵、l个主厂房采暖稳压器、l个厂区采暖稳压器、2个主厂房热网汽水换热器、2个厂区热网汽水换热器、厂房厂区采暖稳压器共2个、2个疏水泵、厂房厂区采暖除污器共2个、补水箱、凝结水回收装置。
对于集控楼空调制冷系统主站:
主要设备有2个集控室空调机组、2个电子设备间空调机组、7台冷水机组、3个循环泵、软水箱、冷热水温度变送器8个、冷热水压力变送器8个、送回风机变频器8台等。
2 控制系统原理
2.1 原理
由于系统是个大惯性系统,因此可以采用模糊技术和PID控制算法相结合技术,即Fuzzy--PID复合控制,指的是模糊技术与常规的PID控制算法相结合的一种控制方法,这种改进的控制方法的出发点主要为模糊控制器本身消除系统稳态误差的性能比较差,难以达到较高的控制精度,而PID调节器的积分调节作用从理论上可使系统的稳态误差控制为零,有着很大的消除误差的作用。因此把模糊控制和PID调节器相结合以增加稳态控制性能。因此,系统中采用大偏差用fuzzy,小偏差用PID调整的方法。系统控制原理图如图1所示:
2.2 温度模糊控制器的结构设计[6]
温度模糊控制器的结构设计是指确定模糊控制器的输入变量和输出变量。模糊控制器的维数越高,控制越精细,但是维数越高,模糊控制规则变得过于复杂,控制算法的实现相当困难。基于此,本课题才用目前广泛应用的二维模糊控制器,以温度的误差和误差的变化为输入变量,以冷却风机变频器频率控制量的变化为输出变量。即选用如下图2所示控制器结构
其中输入变量E为温度的设定值和电子设备间温度平均值的偏差,E=Yr-Y另一输入语言变量EC为温度的变化率EC=de/dt,输出语言变量△U为风机变频器频率增量,单位为HZ。
2.3 精确量的模糊化[7]
在确定模糊控制器的结构之后,就需要对控制量进行采样量化并模糊化。将精确量转化为模糊量的过程称为模糊化。如表1:
表1模糊变量△u的隶属度赋值表
在本系统中我们通过加权平均法来进行解模糊。通过求解模糊关系矩阵来建立控制表示一个相当复杂的过程,计算量非常大,在本文中,将利用Matlab中的模糊工具箱来完成这个过程。得到模糊控制量查询表,如表2:
表2模糊控制量查询表
3 控制系统实现
采用PLC+上位机工控机完成,PLC采用AB controllogixs完成。控制系统硬件图如图3所示。
.上位工控机通过以太网交换机连接下位PLC和电厂辅网,由此构成了工程师站和操作员站的连接;
.13.7米集控楼空调制冷系统主站PLC。
.0米采暖加热子站PLC。
各个子站通过1756一CNBRControlNet模块相连组成现场控制站。
下位机PLC软件实现控制算法、数据采集、与上位机通讯、控制指令下发和就地控制等。PLC作为下位机,可以和现场的传感器、变送器、自动化仪表相连,进行数据通讯、数据处理、数据管理。信号通过传感器、自动化仪表反馈到PLC,通过PLC进行数据处理,然后对控制对象进行管理。
就地/远控:就地控制也就是在设备附近的MCC柜上实施控制和上位机远程手动控制;自动控制则是由两种方案:
1)由PC和PLC共同完成,实现模糊控制;2)由PLC实现PID自动控制。在两种控制方式,系统正常运行后,系统具有自动调节能力,不用工程师再人为操作。
对于下位的P I D调节,通过在现场的工程整定,并结合Ziegle-Nichols法整定PID控制器的参数,经过不断的调整,最终得到较理想的PID值。
4 系统仿真[8]
为便于比较,在MATLAB的Simulink环境下按以下三种控制方案进行仿真
(l)温度的控制方法采用传统PID控制。
(2)温度的控制方法采用模糊控制时系统响应,比较量化因子和比例因子对系统性能的影响。
(3)温度的控制方法采用模糊-PID控制。
综上所述,采用模糊-PID控制方法系统调节时间较小,超调量很小,这有利于节约能源,采用该方法比传统的PID方法有很大的优势。
5 结束语
本文主要是针对电厂2X600MW空调系统的温度控制系统进行分析和设计。针对模糊控制以及PID控制的优缺点,结合电子设备间温度控制的特点,本文提出采用模糊-PID控制策略,并给出上位机和下位机(PLC)相结合的模糊-PID控制实现方案。最后,通过仿真比较了模糊控制、PID控制和模糊-PID制的试验结果;分析了模糊控制器中量化因子和比例因子对模糊控制器性能的影响;通过与现场采用的PID控制试验结果的比较,证明了本文采用的模糊-PID制对电子设备间温度控制的适用性很好。
参考文献
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[5]田田亮,刘鑫屏.中央空调房间温度模糊控制器的设计[J].电子技术应用.2002,(4):40-42
[6]庞丽萍,王浚,刘旺开.预估Fuzzy-PID在中央空调控制系统中的应用[J].航空航天大学学报.2004,30(8):757-761
[7]邱黎辉,翎沛文,毛义梅.模糊PID控制在中央空调系统中的应用研究[J].机测量与控制.2004,l2(1):57-59
[8]张森,张正亮.拟TLAB仿真技术与实例应用教程[M].北京:机械工业出版社.
现代电厂 篇2
联合循环在老电厂现代化改造中的应用
论述采用联合循环对老电厂进行现代化改造的优势及采用联合循环改造老电厂的 3 种方式.通过对该 3 种改造方式的技术经济对比分析,指出对 100 MW 容量以下的.机组宜采用给水加热方式和余热锅炉方式进行改造,对 125 MW 和 200 MW 容量以上机组宜采用排气再燃方式进行改造.
作 者：贾楠松 刘东远 作者单位：龙源电力集团公司,北京,100037 刊 名：中国电力 ISTIC PKU英文刊名：ELECTRIC POWER 年，卷(期)：2000 33(6) 分类号：F407.2 关键词：联合循环 老电厂改造 技术经济性分析现代电厂 篇3
在这次中广核陆丰核电厂前办公生活区规划及设计项目投标中, 我们的方案能脱颖而出, 因为我们的方案体现了绿色, 生态, 环保, 切合了中国广核集团“发展清洁能源, 造福人类社会”的使命, 和“国际一流的清洁能源集团”的愿景。
1 总体规划理念及构想
1.1 项目概况
本项目位于广东省汕尾市陆丰市碣石镇以南约8km田尾山, 总占地39.96hm2, 总建筑面积为206080m2。厂前办公生活区是为核电厂运营人员与现场建设工作人员提供日常办公、后勤服务、居住生活的场所, 位于陆丰核电厂规划用地的东北侧。根据功能分区可将其划分为:业主办公生活区Ⅰ、业主办公生活区Ⅱ、核服营地、承包商营地、培训中心。
1.2 设计目标
如何在保持原有海滩优美的原生态坏境的前提下, 营造出一个舒适怡人而又方便休闲的生活环境;如何为这片办公生活区营造出开放、集约、可持续发展、绿色清洁、生生不息的形象, 建成国内一流的生态式、花园式资源节约型办公生活区, 是我们思考的核心, 关注的焦点。
1.3 现状条件
项目用地内有一条路基宽度为22m双向四车道的进厂道路, 目前已建成通车。该生活区的集中交通流量突出, 每周一上午与周五下午会有大量上下班的车流出入场地。
基地东南面临海, 西北面为广袤田野, 地形整体以较平缓的坡度坡向海岸, 视野较为开阔。多数为不规整红土地面并覆盖有稀疏植被, 人工挖掘迹象明显, 造成地面起伏不平, 局部形成较高土丘;东北端有小规模采石场, 地势低洼且不平整, 形成局部水洼, 并有乱石散布;东南面与大面积白沙滩交接。基地内植被覆盖率较低, 主要为较低矮乔木和灌木以及匍匐于地面生长的藤类、草本植物。
因此, 我们考虑以下设计要点:
(1) 对破坏性的风力进行回避, 使之成为对我们有利的资源;保持与运用原有海滩的优美的原生态。
(2) 对园区交通道路进行有效的规划, 使之对停车、瞬间集散的车流疏导具有前瞻性, 并实现“人车人流”、“内外分流”、“专线专用”。
(3) 并且对地块进行分期规划, 对土地进行集约使用, 预留远期建设土地, 达到可持续发展的目标。
(4) 尊重原有地形, 利用西高东地的地形建设台阶式建筑群与景观园林, 并利用高差增加观海面, 尽量利用优美的海景资源。利用洼地建设地下、半地下停车库, 减少土方量。
(5) 规划理念体现企业文化, 尊重中国传统文化, 建筑造型新颖耐看, 营造企业良好形象。
1.4 设计理念
透彻分析场地关系, 搭建功能明晰、按类分流的园区体系:“一轴, 五环、四区、五核心”:
功能分区 (四区) :按使用功能和地理条件将地基合理分区, 满足使用方分期建设的要求外, 我们将每个建设期内的功能进行梳理, 将不同的分期地块内同种功能的建筑进行归类, 做到园区的建设既有阶段性, 又有延续性。因此, 我们将整个项目的地块划分成办公培训展示区、生活服务区 (含倒班宿舍区和专家村区, 体育活动区与之配套) 、核服营地区、承包商营地区。整合后仍可分期建设, 又保证功能区域完整性。
车行型环路与步行轴线 (五环) :设置了环绕不同功能分区外的五个环车行道, 将机动车分流于功能地块之外。四个功能分区的中部被贯通其中的中心步行景观轴线串联起来, 形成一条内部慢速步道, 使园区内的每个功能区块既能方便易达, 也能人车分流, 安全舒适。
景观主轴 (一轴) :贯通各个功能区块的中央景观轴, 曲线优美, 沿着海滩展开, 轴线形状起伏多端, 犹如“大鹏展翅, 振羽高飞”。
五行元素主题景观核心 (五核心) :园区内的五个主要的功能板块分别设有特具意义的景观核心。分别寓意着“金、木、水、火、土”五种中国传统元素的文化内涵。致敬中国古典文化, 构筑“金木水火土-五行核心”串联起来的园区轴线, 体现天人合一思想。
1.5 交通设计
致力解决交通难点, 完善交通体系。设置完善的车行道与停车带, 满足短期内聚集的大量出行或入园的车流与停车需求。
我们在园区的每个区块设置7m宽车型环道, 沿着原有22m园区大道侧东, 设置了专门的岛型停车带, 总长达到900m, 宽22m, 为双侧停车场地。停车带与园区之间为9m的车行道。另外在宿舍区、专家村、办公区、运动场、核服营地区、承包商营地区都设置了地面临时停车, 在田径场北侧医院的下方, 利用原有低洼地形设置了地下停车库。另外在生活服务区的环路上, 靠近宿舍的地方设置了两个大巴港湾式停泊位, 可让乘坐班车到达的员工直接在宿舍旁边下车, 然后通过宿舍的架空层与之间的风雨连廊, 达到自己的住处。班车落完客后, 可直接向前开到固定的班车停车场。
人车分流设计:我们设计了5个机动车环道, 将主要的机动车流分流在了园区外围。在园区内部设置了与景观轴相依的贯通整个园区的步行径与电瓶车道, 并可直接到达海边, 与海滨景观带结合, 既保证安全, 又舒服便捷。
2 景观意向
大展鸿图景观主轴:利用原有地形地貌, 抽象景观构架:“线条婀娜, 曲径通幽”。景观轴线的展翅轮廓既与海洋的环境相得益彰, 也蕴含了中广核企业的徽标———展翅高飞的候鸟, 在海边振翅欲飞, 突出了企业清洁环保、进取亲民的核心文化。并且将步行径、电瓶车道分别设置在主轴之中, 可让慢速、快速两种人流都可以在优美的环境中活动。结合滨海景观带, 使园区步行园林一气呵成, 让人心情愉悦。
尊重原有地形, 构筑台地式观海线, 从东往西, 从海向陆, 逐步抬升, 形成“背山望海, 步步高升”的格局。
3 建筑群体设计理念
建筑群体按功能分区形成组团, 主要建筑物具有标志性强的特点, 建筑体量简洁、明朗, 突出滨海建筑的特点, 色彩轻快明亮, 营造出“清洁、素雅、明快、简洁、亲和”的园区形象。
3.1 综合办公楼
选取具有核心聚力的圆形及最具稳定感的三角形作为方案的原型, 寓意企业安全可靠又极具凝聚力的形象;平面内圆外方的基座, 由海边逐层递升, 形成一个由地面延伸到三层屋面的绿化共享平台。三角形平面的办公楼主体, 三边向外微弧, 三角倒成圆角, 平面圆滑平顺, 紧扣“核”这一设计思路。两部分相互咬合交错, 体块明晰, 形象突出。基座采用平整的玻璃幕墙立面元素, 菱角分明, 刚劲有力。办公楼主体则以不规则布置的竖向百叶为主要立面元素, 轻巧透空, 变化丰富, 两部分一刚一柔, 协调统一。
同时, 我们将植被、景观从平面延伸至立体, 贯穿在整个建筑之间, 建筑掩映于绿色之中, 让人感受到清洁、绿色、环保、自然的环境气氛。
绿化共享平台向外继续延伸成一个巨型的飘板, 凌空搭在宣传接待中心上方, 由此产生一个大门的建筑形象, 向着大海敞开, 让入口, 内广场, 大海成为一个连贯通透的景观视线序列。
3.2 宣传接待中心
宣传接待中心设置在综合办公楼的东北侧, 采用不规则三角形平面, 隐框玻璃幕墙立面, 晶莹剔透, 宛若一颗宝石镶嵌在由综合办公基座三层屋面延伸出来的飘板之下, 与综合办公楼共同形成一组恢弘大气标志性建筑群。
3.3 生活区餐厅
呼应办公楼, 也采用倒圆角三角形的平面形式, 由餐厅和咖啡厅两部分组成。通过一个位于二层的新月形大平台有机的连系在一起, 犹如海边两颗圆润的砾石点缀在综合办公楼一侧, 形成一处别致的景观。
3.4 职工现场倒班宿舍
平面采用“E”字形布局, 由海边向内逐层递增。首层主要为设备用房等附属房间, 二层以上为倒班宿舍。外廊式布置, 房间朝东南, 面向大海, 有利于日照与对流通风。立面采用与办公楼相似的处理手法, 竖向百页与墙面的交错运用, 灵活多变。
4 分期建设规划
集约使用土地, 合理规划分期建设, 体现可持续发展理念:
办公楼区域、培训楼区域、核服营地区中, 我们紧凑布置建筑, 在满足当前需求的同时, 预留了远期发展用地, 预留发展用地均设在基地内靠近海边侧, 以留出更大的海滨空间, 提高现阶段的同时, 也起到保护生态的作用。目前预留发展用地均为景观用地或者观景平台, 将来远期建设时不影响原有建筑的使用。现阶段设计的景观轴设置本阶段发展与远期发展用地的中间, 将来远期建筑建设后, 景观轴继续起联系、到达的作用。
5 结语
目前我国主要的核电项目主要集中在沿海区域, 配套的厂前区都带有很强的海滨气息。随着核电技术的不断发展, 内陆核电项目会越来越多, 厂前区的设计将会更多元化, 更具挑战性。
参考文献
[1]《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) .
[2]《办公建筑设计规范》 (JGJ67-2006) .