600MW机组自然循环锅炉蒸发区数学模型及数字仿真

摘要

锅炉是一种系统复杂、体积庞大和价格昂贵的能量转换设备，其中尤以锅炉蒸发区的特性最为复杂。蒸发区的特性对锅炉的运行控制方式以及控制参数的设定有着直接的影响。随着锅炉容量的不断增大和热力参数的继续提高，锅炉蒸发区特性对整个锅炉及发电机组安全性的影响也越显重要，这就对锅炉蒸发区特性的研究工作提出了更高要求。 本文综合分析了汽包锅炉蒸发区的已有数学模型及建模方法，以巴威公司2000t/h亚临界自然循环锅炉为研究对象，用理论分析的方法建立了其蒸发区机理性数学模型。 关于汽包虚假水位产生的分析，现有文献均认为是由于水下汽容积引起的。基于准动态计算分析和蒸发区完整模型的动态仿真试验，本文确定蒸发区循环管路贮质量变化也是引起虚假水位的重要影响因素。特别是在压力上升、水下汽容积变化不大的情况下，蒸发区循环管路贮质量变化的作用更是不可忽略的。 针对以往利用静态曲线求取锅炉汽包水下汽容积的不合理问题，综合考虑了水下蒸汽容积产生和消逝的机理，建立了新的能反映水及金属热惯性影响的水下汽容积机理性计算模型。 文中所建自然循环锅炉蒸发区模型较之一般模型可以更准确更有效地反映蒸发区动态特性，文中结论完善了锅炉汽包虚假水位现象的理论解释，对汽包锅炉的运行和控制有重要的指导意义。

目录

文摘

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符号说明

第一章绪论

1.1前言

1.2锅炉模型的建立方法与发展

1.3汽包锅炉蒸发区的特点及其研究意义

1.4汽包锅炉蒸发区动态模型的研究现状

1.5本文的研究内容

1.6自然循环锅炉蒸发区基本规范

1.6.1锅炉基本规范

1.6.2蒸发区主要部件规范

1.6.3 100％稳态运行负荷下汽水循环特性规范

第二章自然循环锅炉蒸发区数学模型的建立

2.1条件假设

2.2简化处理及环节划分

2.3分环节数学模型的建立

2.3.1 下降管环节

2.3.2水冷壁金属环节

2.3.3水冷壁环节

2.3.4汽水导管环节

2.3.5汽包环节

2.3.6循环流量计算

2.3.7压力变动方程式

2.3.8水位变动方程式

2.4本章小节

第三章蒸发区辅助模型和数字仿真方法

3.1蒸发区前后环节的简化模型

3.1.1简化过热器和汽轮机高压缸模型

3.1.2简化省煤器模型

3.2模型算法和时间步长

3.3模块化建模方法

3.3.1模块化建模的思想概述

3.3.2模块划分的原则

3.2.3模块联结的原则

3.4仿真程序语言及程序结构

第四章自然循环锅炉蒸发区动态特性分析

4.1循环管路贮质量的准动态分析

4.1.1压力突然变化时循环回路贮质量变化

4.1.2水冷壁热负荷变化时循环管路贮质量的变化及结果分析

4.1.3准动态研究结论

4.2自然循环锅炉蒸发区的动态仿真和分析

4.2.1燃料量阶跃扰动试验

4.2.2主汽门开度阶跃扰动试验

4.2.3安全门扰动试验

第五章结论与展望

致 谢

参考文献

硕士期间发表论文