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给水回热系统利用汽轮机的抽汽加热给水,是提高火电机组经济性的主要手段之一。加热器作为回热系统的主要组成部件,其运行状态的对机组的经济性和安全性有着很大影响。研究和评估加热器的运行状态,探讨加热器的能效评估指标、成本评估指标和安全评估指标的建模方法,实现加热器的多维状态评估。为改善回热系统的运行状态和运行水平提供依据,其相关研究不仅具有理论意义,也具有重要的实用价值。 本文以某1000MW机组回热加热器为研究对象,综合运用热经济学结构理论、模糊模式识别以及证据理论,提出了一整套可满足加热器多维状态评估需要的解决方案。本文主要的研究工作和研究成果如下: (1)结合加热器多维状态评估的需求,提出并建立了包含端差良好度、单位产品成本良好度以及加热器安全状态良好度在内的加热器三维状态评估指标。应用基于Dempster证据融合规则的模糊模式识别方法,对1000MW机组性能试验样本进行了评估,评估结果表明上述指标和评估方法的有效性。 (2)基于加热器内源不可逆损失和外源不可逆损失,提出了加热器异常度、异常度规范值和安全状态良好度等安全状态评估指标。仿真算例表明,该指标体系能够正确评估和区分处于异常状态的加热器。 (3)提出一种以FCM聚类类心来确定优、良、中和差分类准则的方法。采用加热器特性模拟的仿真数据,建立了能效、成本、安全三个维度状态样本,并获得了三个维度表征优、良、中和差分类的4行3列的症状集矩阵。与传统的主观确定分类准则相比,本文方法具有客观性。 (4)基于纯凝段、蒸汽冷却段、疏水冷却段受热面传热特征系数的变工况响应规律,建立了确定变工况加热器端差基准值的方法。该方法具有不依赖加热器结构参数且计算简便等特点。 (5)基于热经济学结构理论,结合1000MW机组热力系统的特点,建立了加热器单位产品热经济学成本(简称加热器产品成本)及其基准值计算模型,该指标能够反映运行状态改变对加热器资源消耗的影响。