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基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计毕业设计论文

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基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计毕业设计论文

摘要：本文针对火电机组给水系统，基于先进的自动控制策略（APS）技术，进行了功能组设计。首先，对火电机组给水系统的现状和存在的问题进行了分析，明确了APS技术在提高系统运行效率和安全性方面的作用。接着，详细阐述了基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计原则和方法，包括系统结构设计、控制策略设计、监测与诊断设计等。最后，通过仿真实验验证了所设计系统的可行性和有效性，为火电机组给水系统的优化运行提供了理论依据和实践指导。

随着我国电力工业的快速发展，火电机组在电力系统中扮演着越来越重要的角色。火电机组给水系统作为火电机组的重要组成部分，其运行效率和安全稳定性直接影响到火电机组的整体性能。然而，传统的火电机组给水系统存在诸多问题，如系统结构复杂、控制策略单一、监测与诊断手段不足等，导致系统运行效率低下，故障率较高。近年来，自动控制策略（APS）技术在电力系统中的应用越来越广泛，为火电机组给水系统的优化提供了新的思路。本文旨在研究基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计，以提高系统运行效率和安全性。

一、1.火电机组给水系统概述

1.1火电机组给水系统的作用与地位

火电机组给水系统在电力生产过程中扮演着至关重要的角色，其作用主要体现在以下几个方面。首先，给水系统负责将水从水源地输送至火电机组的热力设备中，如锅炉、汽轮机等，为这些设备提供冷却和润滑用水。据统计，火电机组在正常运行期间，给水系统的供水量占整个电厂用水量的60%以上。例如，某大型火电厂的锅炉给水系统设计日供水量达到10000吨，这对于确保锅炉稳定运行和发电效率至关重要。

其次，给水系统在火电机组的安全运行中起着保驾护航的作用。火电机组的热力设备在高温高压的工况下运行，对水的品质要求极高。给水系统通过过滤、软化、除氧等处理工艺，确保供给热力设备的用水满足其化学成分和水质标准。若给水系统出现问题，如水质不合格、流量不足等，将直接影响设备的正常运行，甚至可能导致设备损坏或安全事故的发生。据我国某火电厂统计，因给水系统故障导致的非计划停机事故占总事故数的20%以上。

此外，给水系统对火电厂的环保和经济效益也具有重要影响。火电厂在燃烧煤炭等化石燃料时，会产生大量的废气和废水。给水系统在处理废水中起到关键作用，如通过脱硫、脱硝等工艺，有效减少排放的污染物，降低对环境的污染。同时，给水系统的优化运行还能降低电厂的运行成本，提高经济效益。以某火电厂为例，通过实施给水系统优化改造，年节约用水量达到100万吨，年节约运行成本约2000万元。这些数据充分说明，火电机组给水系统在电力生产中的地位不可替代。

1.2火电机组给水系统的组成与结构

火电机组给水系统由多个相互关联的组成部分构成，其结构复杂且功能多样。以下是对其主要组成的详细介绍。

(1)水源取水及预处理系统：该系统负责从自然水源（如河流、湖泊或地下水）中取水，并对其进行预处理。预处理过程通常包括除砂、除杂质、除藻类等步骤，以确保后续处理的水质满足要求。例如，某火电厂的取水系统设计日取水量为15000立方米，通过预处理器滤除粒径大于0.1毫米的颗粒物。

(2)给水泵及输送管道系统：给水泵是给水系统中的核心设备，负责将处理后的水输送至锅炉和其他热力设备。输送管道系统则将水从给水泵输送到锅炉等设备。一个典型的火电厂给水泵系统可能包含多台水泵，以实现冗余和灵活的供水能力。例如，某火电厂锅炉给水泵系统采用两台主泵和一台备用泵，确保在任何一台水泵故障时仍能维持正常供水。

(3)锅炉给水系统：锅炉给水系统包括锅炉给水箱、给水调节阀、给水分配器等设备。该系统的主要功能是将给水泵输送来的水分配至锅炉的不同部分，如锅炉水冷壁、过热器、再热器等。锅炉给水箱通常容量较大，以适应锅炉负荷的变化。例如，某大型火电厂的锅炉给水箱容量为5000立方米，能够满足锅炉在最大负荷下的给水需求。

此外，火电机组给水系统还包括以下重要组成部分：

-软化及除盐系统：用于去除水中的钙、镁离子，防止结垢和腐蚀。

-除氧器：用于去除水中的溶解氧，防止锅炉内部发生腐蚀。

-循环水泵系统：负责将锅炉内部的水循环至锅炉各部分，维持锅炉内部水循环的稳定性。

-污水泵及处理系统：用于收集和处理锅炉和给水系统产生的废水，实现废水循环利用或达标排放。

这些组成部分共同构成了火电机组给水系统，确保了电力生产过程中水的高效、安全利用。

1.3火电机组给水系统存在的问题

火电机组给水系统在实际运行中存