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基于能效分布矩阵方程的火电厂热力系统分析方法

作　者: 郭江龙
导　师: 宋之平；张树芳
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 热能工程
关键词: 火电厂 热力系统 热经济性 虚拟热力系统 多重循环
分类号: TM621
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 708次
引　用: 33次
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内容摘要


尽管新能源及其利用技术在不断研究和开发中，我国电力工业在今后相当长的一段时间内仍将以燃煤的火力发电为主。火力发电厂既是产能大户，又是耗能大户，作为其运行经济性考核工具的热力系统分析计算方法研究，具有十分重要的理论和现实意义，它既是热力系统设计、技术改造的理论基础，又是火电厂热力设备经济运行在线分析的实用技术。特别是计算机的普及和计算技术的发展，对火电厂热力系统分析计算方法的研究提出了新的要求，如何提高分析方法的通用性、智能化、精确度和适应计算机计算已经成为该领域研究的一个新特点。论文在对现有火电厂热力系统分析计算方法进行深入研究分析的基础上，从传统的常规热平衡(热力学基本定律在热力系统计算上的显式表达)出发，引入矩阵思想，通过严格数学推导，构建了适于火电厂热力系统分析的矩阵方程-能效分布矩阵方程(EEDM方程)。与现有矩阵分析方法相比，该矩阵方程中不但矩阵拓扑结构、元素数值分别与实际机组热力系统结构、热力参数具有一一对应的映射关系，并且矩阵方程中含有直接表达机组热经济性指标(循环效率)的矩阵元素，可方便地用数学语言表达热力系统的结构特性和热力特性，从而使得基于能效分布矩阵方程的火电厂热力系统分析计算方法更为严谨与科学。与传统分析方法不同，在辅助系统局部定量分析中，提出了“先归并，后分析”的分析思想，并由此提出虚拟热力系统的概念。构建了适合EEDM方程应用的虚拟热力系统，确定了各类辅助汽水成分在EEDM方程中的通用表达规则。在火电厂热力设备局部定量分析中，通过对热力设备局部变化前后的能平衡式的对比分析，建立了各种热力设备局部变化在EEDM方程中的通用表达规则，有效避免了传统分析方法需要事先确定相关加热器流量系数，以及由此带来的模型近似性等问题。在供热机组热力系统分析计算中，完善了多重循环分析思路，构建了适于计算循环排汽系数(或再热系数)的EEDM补充方程。结合EEDM方程及其补充方程及多重循环分析思路，可以定量分析任意局部变化对供热机组供热、发电两个方面的独立影响数值，有效避免了传统分析方法只能单一的分析局部变化对发电影响的不足。结合每一方面的分析，给出了详细的计算实例，计算过程及结果表明：基于EEDM方程的火电厂热力系统分析方法正确实用，具有通用性、智能化、精确度和适应计算机计算的特点，符合当前火电厂热力系统分析计算方法的发展趋势。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站
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