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一、专业实践训练整体情况

实践单位

名称华电下沙热电有限公司

实践单位

地点浙江省杭州经济技术开发区五洋路 288号

实践岗位

名称实习岗

2021年 02月 26日开始 至 2021年 08月 25 日结束专业实践

训练时间分段进行

专业实践训练累计 180 天（单位考核前），其中项目

研究天数 90 天（单位考核前）

（1）基本概况（含实践单位简介、实习实践内容等）

一、实践单位简介：华电下沙热电有限公司

二、主要工作内容：燃气蒸汽联合循环发电机组的设备运行和性能劣化规律

（2）项目研究概述（含项目名称、项目来源、项目经费、主要研究目标和技术难点

等）

一、项目名称：联合循环机组性能劣化原因定量计算分析研究

二、项目来源：企业

三、项目经费：待定

四、主要研究目标

该研究的研究目标分为两个部分。

（一）科研项目整体长期目标。包括：

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1、把设备本身和运行控制水平引起的性能劣化进行定量区分研究。

2、把不同部件本身造成和受上游部件影响产生的性能劣化进行定量区分研究。

3、通过对联合循环机组性能劣化原因进行定量计算分析，实现对实际运行联合循环

机组的预先研究，为之后提出相关建议（包括针对设备本身的维护维修建议、针对运

行控制水平的操作改进提高建议）提供参考。

（二）电厂实践工作中期目标。包括：

1、通过咨询校外导师，掌握燃气蒸汽联合循环发电机组的构造，根据其工作运行原

理进行分析，包括各种因素对组件和机组性能的影响、运行控制水平与设备本身因素

之间的关系，上下游设备之间的关系等。

2、基于机理理论分析内容，借助 EBSILON软件和数学分析，构建联合循环机组的

EBSILON模型。

3、结合电厂实际工作情况，从电厂实时运行数据库中选择合适的时间节点和数据测

点，得到可行的选择标准，并构建出读取数据的专门文件，以便为后续 EBSILON模型

修正、定量描述和比较提供必要的数据基础。

五、技术难点

（一）整体科研项目的难点在于：如何区分互相耦合互相影响的不同因素

在电厂实际运行中，多个因素联合循环机组性能劣化都会产生影响，而如何区分这些

共同作用的影响则是研究中的技术难点，对某个特定组件而言，即包括本身设备劣化

的影响、运行人员操作控制水平的影响；也包括其自身因素（设备劣化+操作水平+外

界环境）直接导致的影响、由上游设备变化而间接受的影响。如何借助 EBSILON模型

对其进行定量区分则是整个研究中的技术难点。

（二）电厂实践工作的难点在于：如何从电厂选取合适的数据

因为电厂实际运行数据库较为复杂，其数据的选取时间、选取位置多样，所以如何选

取恰当的时间点和测点，使得得到的数据点具有代表性和研究价值，属于研究的难点。

具体包括：

1、选择的数据点要排除燃料构成因素对机组运行造成的干扰，要涵盖设计、夏季、

冬季、ISO四种环境中尽可能多的情况，使研究过程涵盖不同的外界环境。并且也要

涵盖不同的负荷情况，使研究的结果适用于机组的不同工作状态，提高研究实际价值。

2、选择的数据点在时间上，需要借助电厂性能报告和部件运行规程，找到导致机组

性能劣化影响因素中不同因素（如组件劣化和运行水平）各自影响最大的时间点，亦

或其他方便对不同因素进行区分的时间点。

3、选择的数据点在位置上，需要结合电厂热力平衡图和结构图，涵盖整个电厂的不

同组件，从而帮助分析组件本身及其之间互相作用对机组性能劣化的影响。

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（3）项目开展情况（含项目研究内容、研究方案及技术路线，研究团队分工、本人

承担任务及完成情况，存在问题与改进建议等，不少于 500字。）

一、研究内容

整体科研项目的研究内容为：研究燃气蒸汽联合循环发电机组的设备运行和性能劣化

规律。通过建立 EBSILON仿真模型、数据分析和计算，分析燃气蒸汽联合循环机组性

能劣化的原因，区分研究设备劣化和运行水平对性能劣化的贡献，区分不同部件对性

能劣化的贡献以及上游部件对下游部件的影响，对此区别进行定量描述，进而针对设

备本身提出维护维修建议、针对运行控制水平提出操作改进建议，为电厂实际运行提

供参考。

具体的专业实践研究内容为：通过与校外导师和电厂实际工作人员的沟通，明确联合

循环机组工作原理和组件结构，构建合适的 EBSILON仿真模型，并以合适的标准采集

电厂真实运行的数据，以便后续研究中对模型进行修正。

二、方案及技术路线

（一）整体研究方案

1、机理理论分析方案

结合已有文献，可能导致联合循环机组性能劣化的影响因素进行机理理论分析，包

括：（1）对于联合循环机组可能发生的典型设备劣化情况及其对物性的影响进行整

理分析；（2）结合电厂工作规程，对运行人员操作水平会直接或间接影响的参数进

行整理分析；（3）对电厂不同部件的工作原理以及不同部件之间的影响进行整理分

析；（4）对影响联合循环机组性能的外源因素进行整理分析。

2、建模计算方案

利用电厂热力平衡图及相关文件，选取合适的组件，结合机理理论分析对部件运行原

理进行模拟，建立不同运行情况下的 EBSILON仿真模型。通过将模型的性能指标（总

发电功率、总热效率）与热平衡图性能指标进行比较，验证模型准确性。

3、因素区分方案

从电厂获取真实的运行数据并进行数据挖掘，利用合适的数据构建不同运行情况下的

联合循你机组模型，对联合循环机组性能劣化的不同原因进行定量区分，包括部件性

能劣化和运行控制水平的区分，也包括部件本身及部件之间互相影响的区分。

（二）整体研究技术路线

1、机理理论分析技术路线

机理理论分析主要依据已有的文献、咨询校外导师专业人员、实践中参观电厂并与现

场工作人员沟通讨论得出，其内容不只于单纯的理论分析，也强调基于电厂实际工作

情况对其运行机理进行分析。其中，针对电厂不同部件工作原理的分析也有助于后续

EBSILON建模工作。

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2、EBSILON建模仿真技术

在 EBSILON软件中，依照电厂热力平衡图和热力系统图可以进行建模。最终可以得到

环境温度 16.3℃的设计环境、环境温度 4.1℃的冬季环境、环境温度 28.4℃的夏季环

境、环境温度 15℃的 ISO环境下，设计工况满负荷、非设计工况 75%负荷、50%负荷、

30%负荷，共计 16个工况的设计情况模型。

模型包括燃气轮机、余热锅炉、三压再热蒸汽轮机三个主要部分。为了得到准确的模

型，需要遵循模块化思路，首先选取合适的元件，搭建出合适的设备，并通过参数和

边界条件设置得到完整的热力系统。具体内容包括：

（1）利用已有的设计参数，确定边界条件和内部参数，选择合适的组件，并且使用

EBSILON软件中的测点功能，对模型运行状态进行控制。在建模中，燃气轮机空气入

口、高中低压蒸汽轮机入口、冷凝水进入省煤器前等多个位置存在测点，需要进行特

别的设置。这些测点不仅是避免模型出现运行错误的必要条件，也是之后根据电厂实

际数据对模型进行修正的重要途径。此外，测点本身的参数数值和其他热力系统关键

点物性参数数值一样，都是定位影响因素作用位置的依据。

（2）结合机理理论分析，模拟仿真燃气透平、蒸汽透平的工作特征曲线，选取合适

的余热锅炉换热器工作特性参数，使这些部件在控制其入口工质物性时，出口工质物

性尽可能与热平衡图接近。

（3）在得到模型后，可以将模型的性能指标（总发电功率、总热效率）与热平衡图

性能指标进行比较，如果误差较小，则认为模型较为准确，可以用于后续的研究。通

过比较，发现所有情况下，性能指标（输出功率、总热效率）误差的绝对值均小于

3%。结合对模型内部部分参数（包括高中低压和再热蒸汽温度、高中低压省煤器入口

冷凝水温度、余热锅炉入口和出口烟气温度等）的比较，认为通过 EBSILON可以搭建

得到较为准确的模型。

3、因素区分技术路线

（1）排除外源干扰因素的技术路线

外源干扰因素包括两类：第一小类是大气环境因素，如大气温度、大气压力、大气湿

度等。这些因素取决于机组运行的具体环境，无法由工作人员直接控制，并且主要通

过燃气轮机压气机入口空气物性参数、冷凝器冷凝水影响机组性能。第二类是燃料因

素，如燃料成分构成、燃料低位发热量等。这些因素由电厂运行时使用的天然气情况

决定，主要通过燃气轮机燃烧室入口的燃料影响机组性能。燃料因素虽然可以由工作

人员控制，但是依靠的是天然气处理相关技术，与联合循环电厂没有直接关系。

消除大气环境因素的干扰，一种方法是：通过对电厂实际运行数据的选择，规避不符

合要求的外界环境。另一种方法用于无法只通过电厂实际运行数据选择规避不理想外

界环境的情况，此时可以通过电厂提供的性能修正曲线把外界环境下的机组性能指标

修正到设计或 ISO情况下，从而避免环境因素干扰。

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对于燃料因素的干扰，则可以与电厂天然气提供部门进行沟通，得到天然气成分构成

和热值。与大气环境因素类似，也可以通过数据选择规避不理想的燃料因素影响，或

者通过电厂提供的修正曲线，基于天然气低位发热量和热耗率，对机组性能指标进行

修正。

（2）区分设备本身劣化和运行控制水平因素的技术路线

在从电厂获取机组真实运行数据后，利用 EXCEL的数据处理功能和 EBSILON模型参数

输入导出功能，区分情况对其进行数据处理，找到其在不同环境温度和不同负荷下的

运行数据，选取其运行最佳的情况作为代表性数据，在此基础上建立理想情况运行最

佳模型。将理想情况运行最佳模型的数据和实际情况运行最佳的数据进行比较，通过

分析其运行情况的差异，探讨机组设备劣化对性能指标的负面影响。

根据实际情况非运行最佳情况的数据，改变已有的理想情况运行最佳数据中与运行状

态有关的参数，建立理想情况非运行最佳模型。将理想情况非运行最佳，理想情况运

行最佳之间互相比较，分析其运行情况的差异，探讨运行水平因素对性能指标的负面

影响。

其具体技术路线包括：

第一步，对电厂实际运行数据进行数据分析，并从一个运行周期中，找到性能指标达

到历史最佳的数据组。此时，机组在实际的运行情况中性能达到了最佳，所以认为运

行因素对性能指标造成的负面影响最低。运行周期是机组在大修之间的运行的时期。

数据选取以运行周期为单位，才能避免机组大型维护维修对设备劣化情况的干扰。

第二步，根据实际运行最佳数据，通过调整模型测点和边界条件参数，对已有的

EBSILON模型进行修正，得到理想情况运行最佳模型。因为实际运行性能最佳时，机

组的运行环境温度和负荷情况不一定与已有的 4类 EBSILON模型一致，所以要选取在

环境温度和负荷上尽可能与实际情况运行最佳接近的 EBSILON模型。在调整测点和边

界条件时，要在模型不报错且警报尽可能少的前提下，使得模型测点的数值（压力、

温度、质量流量）尽量与机组实际数据接近。此外，也需要结合热平衡图、电厂数据、

运行规程、相关文献，对模型中的一些设置和测点数值进行假定。

第三步，计算理想情况运行最佳和实际情况运行最佳数据中，机组联合循环、燃气侧、

蒸汽侧的性能，以及它们之间的相对差异。为了避免运行时由电厂外源因素造成的干

扰，在比较理想情况运行最佳和实际情况运行最佳的性能差异之前，需要利用修正参

数将二者都修正到同一环境、同一燃料构成情况下，再进行比较和计算。

第四步，计算燃气轮机、蒸汽侧部件对性能劣化的贡献值。利用研究理论中给出的数

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学公式进行计算，得到燃气轮机和蒸汽侧部件对性能劣化贡献的定量结果。此时，此

定量结果完全是由于设备劣化导致的，不存在运行水平不足的影响。所以就定量得到

了设备劣化对联合循环性能的影响程度。

第五步，对萧山发电厂的实际运行数据就进行数据分析，寻找特定运行周期中性能指

标非历史最佳的数据。此处的特定运行周期，要与之前实际情况运行最佳的数据一一

对应。因为二者都处于同一大修周期中，所以认为设备劣化对性能的影响不变。

第六步，根据实际非运行最佳数据，通过调整模型测点和边界条件参数，对已有的

EBSILON模型进行修正，得到理想情况非运行最佳模型。在修正时，依然要选择环境

温度和负荷尽可能接近的已有 EBSILON模型，并且要让测点的数值尽量与机组实际数

据接近。此外，也需要结合热平衡图、电厂数据、运行规程、相关文献，对模型中的

一些设置和测点数值进行假定。

第七步，计算理想情况运行最佳模型和理想情况非运行最佳模型中，机组联合循环、

燃气侧、蒸汽侧的性能，以及它们之间的相对差异。这时，它们之间性能指标的差异

完全是由于运行因素差异所导致的。只需要把电厂外界导致的因素（大气环境、燃

料）利用修正公式排除掉，就能得到运行水平的对性能指标的影响。

第八步，计算燃气侧、蒸汽侧部件对性能劣化的贡献值。此处的计算方法与设备劣化

研究类似，都是利用数学公式进行计算，得到燃气轮机、蒸汽侧部件对性能影响的定

量数值。此时，这些数值就是运行水平因素对性能劣化的贡献。

（3）区分部件自身和部件彼此作用因素的技术路线

在区分设备劣化和运行水平因素的比较中，都要注意对不同部件进行区别分析，定量

衡量各个部件对整体性能指标的影响，以及上游部件如何影响工质参数进而影响下游

部件的运行状态。此时，需要构建联合循环机组部件结构模型，明确连接各个部件的

关键节点。

此处可认为燃气蒸汽联合循环系统可以分为以下六个部分：燃气透平（记为 S1）、余

热锅炉（记为 S2，包括高压部分 H，回热部分 R，中压部分 I，低压部分 L）、高压蒸

汽透平（记为 S3）、中压蒸汽透平（记为 S4）、低压蒸汽透平（记为 S5）、给水系统

（记为 S6）。

其中上游部件对下游所有部件都有影响，并借助连接他们的工质空气、燃气、蒸汽、

水直接或间接作用。部件之间存在连接包括：燃气透平出口/余热锅炉入口燃气（从

S1到 S2，记为 C12），高压主蒸汽（从 S2到 S3，记为 C23），冷再热蒸汽（从 S3到

S2，记为 C32），热再热蒸汽（从 S2到 S4，记为 C24），中压蒸汽透平出口乏汽（从

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S4到 S5，记为 C45），低压主蒸汽（从 S2到 S5，记为 C25），低压蒸汽透平出口乏汽

（从 S5到 S6，记为 C56），高压/中压/低压冷凝水给水（均从 S6到 S2，可分别记为

C62H、C62I、C62L）。而在明确部件之间连接后，结合不同运行状态下联合循环机组

EBSILON模型，分析不同连接处物性的变化，才能定量研究部件之间彼此作用的情况。

三、整体研究流程

第一步：收集资料文献，定性探讨设备因素、运行因素、部件自身和彼此作用因素对

联合循环机组性能的影响。

第二步：获取电厂热力平衡图，咨询校外导师，探讨联合循环机组运行机理，进行

EBSILON建模。

第三步：通过调整 EBSILON模型关键参数和特性曲线修正模型，并通过比较模型与热

平衡图的热效率、热耗率、输出功率、关键点参数验证模型是否准确。

第四步：获取电厂真实数据，通过咨询校外导师和电厂 工作人员，选择数据采集的标

准和工具，得到有代表性、有研究价值的电厂运行真实数据。

第五步：利用数据修正模型，得到联合循环机组各个部件在不同运行情况下的仿真模

型。构建数学模型，计算并比较不同因素（设备本身劣化、运行水平、组件彼此作

用）对性能劣化的影响，并探究其产生原因。

第六步：根据探究结果，结合部件自身和部件彼此作用的特性，针对设备本身劣化提

出维护维修建议，针对运行水平提出运行优化的建议，为电厂提供参考。

四、整体研究预期成果

（一）科研项目整体的预期成果，包括：

1、找到把设备本身和运行控制水平引起的性能劣化，不同部件本身造成和受上游部

件影响产生的性能劣化定量区分的可行的技术方法。

2、构建符合实际的联合循环机组在不同运行情况下的模型，其运行情况应该涵盖不

同的大气环境和负荷。

3、通过模型比较，对联合循环机组性能劣化原因进行定位和计算，分析不同因素对

机组性能劣化的贡献程度，得到量化的分析报告。

4、基于研究结果，针对设备本身劣化提出维修建议，针对运行控制水平提出操作改

进建议，为机组运行提供技术参考。

（二）实践项目的预期成果，包括：

1、得到基于联合循环电厂实际运行过程的机理理论分析，涵盖电厂的不同部件以及

影响电厂性能指标的不同因素，包括设备本身劣化因素、运行人员操作水平因素、外

源因素。

2、结合电厂资料和专业人员指导，得到符合电厂理想运行状态的 EBSILON仿真模

型，并使其满足准确性的要求。

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3、根据电厂实际考察，得到电厂真实运行数据采集测点和时间节点的选择标准，对

其进行整理，并获取研究价值较高的实际运行数据。

五、团队分工

研究团体包括硕士研究生张锦卓、导师陈坚红、校外导师周晓宇。由张锦卓进行研究

工作，导师陈坚红和校外导师周晓宇提供相应指导。

六、本人承担任务及完成情况

（一）通过文献内容整理，得到了已有研究的文献综述，包括已有研究的研究方法、

内容、成果与不足。并在此基础上，结合与专业人员的咨询和电厂工作人员的沟通，

对电厂组件运行的机理理论进行了分析。

（二）借助电厂热力平衡图、性能报告、电厂组件及理论分析，借助 EBSILON软件构

建得到符合热力平衡图性能指标要求的无性能劣化情况联合循环机组模型，并对其中

部件的特性曲线进行了拟合。

（三）通过与发电厂工作人员沟通，确定了数据采集的标准和方法，并且也得到了一

部分电厂真实运行数据，可用于数据分析，但更多的数据采集依然处于沟通过程中。

七、问题与改进建议

（一）存在的问题包括：

1、在项目研究和专业实践过程中，由于种种原因，使工作侧重与电厂机理理论分

析，与电厂现场工作人员沟通和数据采集工作进行的不够充分，需要加强 此方面的内

容

2、为了完成学术论文还需要进一步完善区分不同因素对联合循环机组性能劣化贡献

的技术路线，使其更具备可行性。

3、从电厂数据库中采集数据的标准虽然确定，但是其具体的时间点选择和部分测点

的含义仍然需要进一步明确，并且数据采集方法涉及的读取文件也需要进一步完善。

（二）改进建议包括：

1、加强与校外导师和电厂实际工作人员的沟通，从而细化数据采集标准，得到更多

电厂实际运行数据，推进学术论文和专业实践的进展。

2、增加专业实践与学术论文撰写的联系，以专业实践的内容为学术论文的撰写提供

相关的数据，并使学术论文的撰写反过来为专业实践提供技术指导和帮助。

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二、专业实践训练收获

（一）围绕考核评价指标体系，举例说明以下收获（不少于 800字）

在专业实践的过程中，我从很多方面获得了巨大的收获，具体如下：

一、知识掌握

通过专业实践，我对燃气蒸汽联合循环发电系统有了深刻的认识。

在专业实践过程中，我通过与校外导师、电厂工程师进行沟通，不仅对联合循环发电

系统的工作机理以及其中各个部件的互相影响有了更深的了解，也增进了我对燃气蒸

汽联合循环机组控制调节相关知识的掌握。

专业实践中的建模和数据分析工作使我对 EBSILON软件的建模与应用有了更加熟练的

掌握，对燃气透平性能劣化的机理有了深刻的理解，也使我把理论知识更好地与实践

运用联系起来，对我科研素质的提高和学位论文的撰写都有很大的帮助。

二、能力提升

专业实践极大地提升了我各方面的能力。尤其是科研过程中解决问题的能力。

比如在实践过程中，针对实际电厂机组结构复杂，测点多，难以选择数据的问题，我

一方面，根据已有的发电厂运行规程资料和热力平衡图，找到其中对研究较为重要的

测点；另一方面，通过咨询现场工作人员，得到电厂机组测点标注表和最新的性能检

测报告，通过查阅电厂的文字和电子资料，借助机组整体和各个部件详细的热力系统

结构图，帮助确定测点在实际系统中的具体位置，最终成功进行了测点的筛选。此

外，我也通过现场沟通了解到电厂实际操作系统的局限性，决定采用特殊格式文件，

选取合适的测点和特定的时间节点，从电厂数据库中自动读取数据，节约研究的时间。

在寻找解决方案的过程中，我在科研中解决问题、对外沟通、综合思考的能力得到了

提升，对我的学习和科研生涯产生了很大的积极意义。

三、素质养成

通过建模仿真、数据分析，进而区分互相耦合的多种影响因素，探究燃气蒸汽联合循

环发电机组的设备运行和性能劣化规律，这样的专业实践培养了我的创新思维，使我

能够在前人已有研究的基础上，通过自主的思考做出新的内容，体现了科研的素质。

在项目研究的过程中，我与导师、与师兄、与实践单位的工程师们一同讨论项目，在

遇到问题时除了自己思考也会主动与他人沟通，通过讨论和实践尝试不同的方法，最

终解决问题，这培养了我务实的态度和求是的精神。

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（二）取得成效

此研究偏向于预先研究，侧重于基于电厂实际运行数据，借助数据分析和建模仿

真对联合循环机组性能劣化原因定量计算分析研究，最终为电厂提供运行和指导的意

见，具有产生经济和社会效益的潜力。

此专业实践与学位论文《联合循环机组性能劣化原因定量计算分析研究》的撰写联系

较为紧密，其中涉及三个方面：机理理论分析、EBSILON建模仿真、电厂数据采集。

具体介绍如下：

一、机理理论分析

为了完成机理理论分析，需要结合电厂提供的相关资料，咨询相关人员，查阅有关文

献，从电厂运行的机理出发，才能做出更有针对性的分析，进而对联合循环机组性能

劣化原因产生较为全面的机理理论分析。具体内容如下：

（一）设备劣化及其相关参数

系统运行的性能参数受到设备劣化的影响，可依靠维护维修改善。联合循环机组设备

在运行时，可能会遇到不理想的工作环境，或者是本身出现老化，导致整个设备产生

劣化，比如锈蚀、污垢等，进而对性能参数产生负面的影响。如果能掌握机组真实的

设备劣化的规律，及其对机组性能的影响，不仅具有科研价值，而且可以对设备维护

维修提供指导。

设备劣化直接影响的参数包括：燃气透平进口空气压力（受空气过滤装置阻塞情况影

响）、进入高压蒸汽透平的主蒸汽质量流量（受高压过热器管道泄漏情况影响）、冷

凝水质量流量（受余热锅炉泄漏情况影响）、压气机和汽透平等熵效率（受污垢和侵

蚀影响）等。

而找到设备劣化的具体位置后，可以选择设备某处蒸汽、燃气、冷凝水的物性参数或

某个部件的性能作为与该设备劣化程度直接相关的运行或性能指标。在学术论文研究

中，可以利用此指标定量反应设备劣化程度，进而分析设备劣化对机组性能劣化的贡

献，从而提出维护维修的指导。

（二）运行操作水平及其相关参数

系统运行的性能参数受到运行人员操作水平的影响，可依靠运行优化改善。在机组实

际运行过程中，运行人员可以通过控制机组部件，直接改变或间接影响联合循环中的

特定运行参数，进而影响机组性能。如果能深入研究运行人员操作水平及其对机组参

数和性能的影响，有助于为操作人员提供运行的指导，帮助其提高运行水平，得到更

好的机组性能。

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一方面，通过电厂实际考察可得到电厂运行规程，从中可以整理总结出一些直接受到

运行人员操作的数据。这些数据包括：机组负荷（由单元协调完成）、机组高压主蒸

汽和再热蒸汽温度（借助喷水减温调节）、机组主蒸汽压力（由主汽旁路降压站的压

力控制系统控制，在高负荷时滑压运行，低负荷和启动时定压运行）、进口可转导叶

IGV调整（自动控制调节，与进气流量有关）等。

另一方面，也可以通过咨询专业人员，结合已有文献，选择一些虽然不能直接由运行

人员操作，但是可以通过特定的系统机制间接控制的数据。这些数据包括：离开高压

过热器的主蒸汽物性参数（受喷水减温控制）、离开回热器的主蒸汽物性参数（受喷

水减温控制）、燃料进入燃气透平的温度（与天然气供应系统有关）等。

而基于以上两类数据的整理，在学术论文的研究中，可以通过比较机组在不同运行情

况下此类与运行人员操作水平有关数据的差异，帮助定量描述运行水平对性能劣化的

贡献，从而提出运行方式的指导。

（三）各个组件和上下游组件互相影响作用

通过理论分析，认为燃气蒸汽联合循环系统可以分为以下六个部分：燃气透平（记为

S1）、余热锅炉（记为 S2，包括高压部分 H，回热部分 R，中压部分 I，低压部分 L）、

高压蒸汽透平（记为 S3）、中压蒸汽透平（记为 S4）、低压蒸汽透平（记为 S5）、

给水系统（记为 S6）。

其中上游部件对下游所有部件都有影响，并借助连接他们的工质空气、燃气、蒸汽、

水直接或间接作用。部件之间存在连接包括：燃气透平出口/余热锅炉入口燃气（从

S1到 S2，记为 C12），高压主蒸汽（从 S2到 S3，记为 C23），冷再热蒸汽（从 S3

到 S2，记为 C32），热再热蒸汽（从 S2到 S4，记为 C24），中压蒸汽透平出口乏汽

（从 S4到 S5，记为 C45），低压主蒸汽（从 S2到 S5，记为 C25），低压蒸汽透平出

口乏汽（从 S5到 S6，记为 C56），高压/中压/低压冷凝水给水（均从 S6到 S2，可分

别记为 C62H、C62I、C62L）

通过机理分析，结合专业人员咨询发现：其他部件对燃气透平（S1）影响的唯一方式

是通过燃气透平出口/余热锅炉入口（C12）的背压。而燃气透平部件对其他部件影响

的唯一方式是通过 C12燃气透平出口/余热锅炉入口的质量流量、温度等物性参数。

这一点可以学术论文中分析组件之间互相影响提供参考。

（四）消除外源因素的干扰

通过咨询专业人员，结合电厂运行实际，可以发现有许多因素会导致联合循环机组性

能指标劣化。按照来源可以将其分为两大类：电厂外部因素、电厂内部因素。其中电

厂内部因素即设备本身劣化因素、运行水平因素，属于学术论文研究中需要定量描述

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和区分的因素。而外源因素，即与电厂本身无关的，来自外界的影响因素，则需要在

学术论文研究中消除其干扰。

外源因素包括两个小类：第一小类是大气环境因素，如大气温度、大气压力、大气湿

度等。这些因素取决于机组运行的具体环境，无法由工作人员直接控制，并且主要通

过燃气轮机压气机入口空气物性参数、冷凝器冷凝水影响机组性能。

第二小类是燃料因素，如燃料成分构成、燃料低位发热量等。这些因素由电厂运行时

使用的天然气情况决定，主要通过燃气轮机燃烧室入口的燃料影响机组性能。燃料因

素虽然可以由工作人员控制，但是依靠的是天然气处理相关技术，与联合循环电厂没

有直接关系。

而这两小类外源因素，都需要采取不同的方法消除其影响，才能在后续学术研究中对

设备本身劣化因素和运行水平因素进行区分。根据电厂运行机理，通过沟通专业人

员，可以得到排除外源因素干扰的思路，为之后的研究提供便利。具体而言：

对于大气环境因素的干扰，一种方法是：通过对电厂实际运行数据的选择，规避不符

合要求的外界环境。另一种方法用于无法只通过电厂实际运行数据选择规避不理想外

界环境的情况，此时可以通过电厂提供的性能修正曲线把外界环境下的机组性能指标

修正到设计或 ISO情况下，从而避免环境因素干扰。

对于燃料因素的干扰，则可以与电厂天然气提供部门进行沟通，得到天然气成分构成

和热值。与大气环境因素类似，也可以通过数据选择规避不理想的燃料因素影响，或

者通过电厂提供的修正曲线，基于天然气低位发热量和热耗率，对机组性能指标进行

修正。

二、EBSILON建模仿真

在建模中，需要使用 EBSILON软件模拟仿真联合循环机组各个组件的运行特性。此时

需要结合机理分析，通过咨询专业技术人员，结合电厂机组部件实际运行规律，才能

建立符合部件实际运行原理的 EBSILON模型。其中：

压气机的部件的运行特性与其折合流量、折合转速、压缩比、效率等参数有关；燃气

透平和蒸汽透平的运行特性与其折合流量、折合转速、膨胀比、效率等参数有关。根

据这些组件的工作特性图，结合机组热平衡图中数值，可以构建出实际联合循环机组

在没有性能劣化情况下的特性曲线，即工作效率相对设计情况满负荷工作效率比值和

流量相对设计情况满负荷情况流量比值之间的关系曲线。

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换热器的运行特性与其换热面积、热端和冷端换热系数、热端和冷端来流工质的物性

（温度、压力、质量流量等）有关。在建模中可结合热平衡图和文献，选择合适的换

热系数和换热面积，构建出合适的余热锅炉换热器。

以上涉及的特性曲线和参数选取，都是结合热平衡图中的 16个工况（设计值、夏季、

冬季、ISO下的满负荷、75%负荷、50%负荷、30%负荷）进行的。其目的是使这些部件

在控制其入口工质物性时，出口工质物性尽可能与热平衡图接近。此外，可以通过加

入逻辑计算组件，使模型可以直接计算出系统的性能指标，包括输出功率和热效率，

从而方便验证模型准确性。

最终，得到了在 16个工况下运行特性都较为准确的 EBSILON模型，其中每个工况下

的热效率和输出功率相对于热平衡图的相对差异绝对值都在 3%以内，认为得到了较为

准确的模型，取得了预期的成果。

三、电厂数据采集

为了对已经得到的模型进行修正，需要从电厂获取具有代表性的真实运行数据，为学

术论文提供研究的数据基础。通过咨询专业人士，与电厂工作人员沟通，结合电厂机

组实际运行特性，可以得到数据采集标准，数据采集工具。具体包括：

（一）数据采集标准

为了在学位论文撰写中拥有足够的数据，需要通过专业实践明确数据采集标准，即确

定两方面内容：选择哪个测点，选择哪个时间点。具体内容如下：

1、测点选择

通过与电厂沟通，可以得到电厂机组 PI测点列表，结合电厂内部详细的系统部件热

力结构图，可以把测点列表中具体的测点及其相应的数据库字符串一一对应到具体的

部件中。此时，可以通过电厂档案中该部件的详细结构图，结合与电厂工程师的沟

通，明确测点在真实电厂中的位，以及测点测量数值的物理意义和研究价值，从而选

择出对研究价值最大的测点列表。

2、时间点选择

在选择具体的数据采集时间时，为了让得到的数据尽可能涵盖电厂正常运行的各种情

况，根据代表性和研究价值，需要考虑以下因素：

（1）特定时间点对应的外部因素

为了让学术论文的研究更加符合电厂运行的实际情况，在时间点选择方面要排除外部

因素对机组性能指标的干扰。这一方面要求选择时间点时，要考虑到电厂的燃料状

态，并尽可能选择燃料状态符合理想情况的时间点。另一方面，这要求选择的时间点

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要涵盖不同的环境情况，即选择的时间点对应的大气环境情况，要与热力平衡图内环

境情况尽可能接近，包括设计情况（大气温度 16.3℃，湿度 82%），冬季情况（大气

温度 4.1℃，湿度 79%），夏季情况（大气温度 28.4℃，湿度 81%），ISO情况（大气

温度 15℃，湿度 60%）。

（2）特定时间点对应的负荷情况

为了让研究结果涵盖机组正常运行的不同情况，在时间点选择时也要涵盖机组不同的

负荷情况，包括满负荷、75%负荷、50%负荷、30%负荷。具体时间点的确定需要利用

电厂实时数据显示功能，咨询电厂工作人员，通过对电厂输出电功的数据进行收集和

筛选确定。

（3）特定时间点对应的设备本身劣化和运行水平情况

为了给区分设备本身劣化和运行水平因素对性能劣化贡献的学术论文提供数据基础，

需要借助电厂性能报告和部件运行规程，找到导致机组性能劣化影响因素中不同因素

（如组件劣化和运行水平）各自影响最大的时间点，亦或其他方便对不同因素进行区

分的时间点。具体的时间点选择虽然要结合学术论文才能确定，但这也是数据采集的

标准之一。

（二）数据采集方法

通过咨询专业人士，结合电厂实际工作人员的讨论，发现电厂真实运行系统存在一定

的局限性，最终决定利用利用电厂数据库的数据点读取功能，通过构造特定格式的

EXCEL文件，在文件中写明选取测点对应的数据库字符串和对应的时间，即可自动读

取数据，节约研究时间。

但是，考虑到电厂数据库的复杂性，只是利用 EXCEL表格可能无法保证数据在时间上

的连续性。另一种可行的数据采集方法是直接使用电厂内网电脑，登录实时数据库系

统，结合已有的数据选择标准，借助数据随时间的变化曲线，直接选取需要的数据，

这样虽然耗时较多，但可以通过与电厂工作人员的现场讨论决定数据的价值，也属于

数据采集方法之一。

3.在校期间主要研究成果【含产品与样机、专利（含申请）、著作、软件著作权、论

文、标准、获奖、成果转化等】

成果名称

类别 [含产品与样机、

专利（含申请）、

著作、软件著作权、

论文、标准、获奖、

成果转化等]

发表时间/

授权或申请

时间等

刊物名称/专

利授权

或申请号等

本人排名/

总人数

学校排名/

总参与单位

数

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三、考核评价

校外合作

导师(或现

场导师)

评价

重点对研究生项目研究开展情况、职业素养、行业知识掌握、环境和岗位

适应能力、工程实践能力、团队协作能力，以及通过技术应用创新、成果

转化、解决工程实际问题等取得的经济和社会效益等方面的评价：

校外合作导师（或现场导师）签字： 年 月 日

校内导师

评价

重点对研究生科学素质、基础及专业知识掌握、技术应用创新能力、取得

的研究成果、项目研究与学位论文撰写的相关程度等方面的评价：

校内导师签字： 年 月 日

通过专业实践，该生“联合循环机组性能劣化原因定量计算分析研究”项目进展相对顺利，基本取得预期成果。通过此实践，该生作为工程师的职业素养得到了提升，对燃气蒸汽联合循环发电机组设备运行和性能指标劣化的理论知识也有了更好的掌握。 面对专业实践的新岗位、新环境，该生表现出良好的适应能力，能够较快地应对电厂专业实践带来的挑战，解决电厂专业实践中产生的问题，体现出其工程实践能力。在此过程中，该生积极主动与校内外导师和电厂工作人员进行沟通，探讨研究内容和技术路线，体现出较好的团队协作能力。该生专业实践内容具有一定的技术应用创新性，可以为解决工程实际问题提供参考，具有产生经济和社会效益的潜力。

在专业实践过程中，该生针对燃气蒸汽联合循环电厂，在进行机理理论分析、EBSILON建模仿真、电厂数据采集等工作的过程中，体现出良好的科学素养。通过研究，该生对动力工程相关基础知识和联合循环发电机组设备运行性能相关专业知识都有了更好的掌握，并提高了其技术应用创新能力。 通过此研究，该生取得了有关燃气蒸汽联合循环发电机组原理理论分析的报告，对影响联合循环机组性能指标的各类因素进行了分析，通过EBSILON软件得到了较为准确的仿真模型，并且通过与电厂实际沟通细化了数据采集的标准和方法，基本上取得预期的研究成果。 该项目研究与学位论文撰写相关程度高，实践项目的研究内容

、研究方法、技术路线都与学位论文关系紧密，都与燃气蒸汽联合循环机组设备运行和性能劣化规律有关，而专业实践取得的预期结果也为更好地进行课题研究打下了好的基础。

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