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增压锅炉过热器动态性能仿真研究

作　者: 曹和平
导　师: 李彦军
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 热能工程
关键词: 增压锅炉过热器热偏差仿真壁温
分类号: TK223.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要

增压锅炉过热器是增压锅炉的重要组成部件,在各受热面中过热器是工作条件最差、受热面金属温度最高的部件,且其管壁温度已经接近于管子金属的最高允许温度,易于造成局部超温爆管。这使得过热器的运行响应特性成为直接影响增压锅炉快速变负荷的关键因素。因此,对增压锅炉过热器动态特性进行仿真研究有着重要理论及实际指导意义。本文以某型增压锅炉过热器为研究对象,结合过热器的运行特性,运用传热学、计算流体力学等基础理论,在对模型做适当简化的基础上建立增压锅炉过热器动态特性的偏微分方程。在上述动态数学模型的基础上,采用差分格式对时间项和空间项进行离散化处理,将方程组简化为容易求解的常微分方程组,并利用C语言编写了仿真程序。利用该仿真程序,本文重点模拟了增压锅炉在给水、燃油量等外界扰动下过热器出口蒸汽、烟气的热力学参数随时间的变化规律。通过仿真计算得出：过热器管束壁温沿蒸汽流向逐渐增大,最高壁温出现在第三流程第一排管束靠近下集箱的位置；增压锅炉在升降负荷等动态变化过程中,过热器出口蒸汽温度和压力的响应时问比烟气到达平衡的时间要短。所以,对于实际运行中的增压锅炉,要严格控制升降负荷过程中燃料的变化速率,防止因为过调而出现过热器管束的超温爆管。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景  9-13
    1.1.1 增压锅炉发展现状  10-12
    1.1.2 增压锅炉仿真研究现状  12-13
  1.2 本文研究的意义  13
  1.3 本文主要工作  13-15
第2章过热器动态性能的理论分析与数学建模  15-27
  2.1 概述  15
  2.2 过热器动态过程的建模分析  15-25
    2.2.1 热平衡方程  18-22
    2.2.2 方程离散  22-24
    2.2.3 稳态数学模型  24-25
  2.3 本章小结  25-27
第3章增压锅炉过热器仿真设计  27-43
  3.1 系统仿真概述  27-30
    3.1.1 热力系统动态分析及仿真的目的和意义  27-29
    3.1.2 热力系统动态特性仿真的实现  29-30
  3.2 热力系统动态特性求解的基本方法  30-34
    3.2.1 热力系统动态特性求解的常用方法  31-33
    3.2.2 积分方法的选择  33-34
  3.3 增压锅炉过热器仿真的实现  34-36
    3.3.1 程序设计语言的选取  34
    3.3.2 程序所用变量名  34-36
    3.3.3 程序流程图  36
  3.4 工程热力性质计算程序的编制  36-42
    3.4.1 烟气热力性质计算程序  37-41
    3.4.2 水及水蒸气热力性质程序  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章过热器稳态仿真试验及结果分析  43-56
  4.1 概述  43-44
  4.2 89.3%负荷时的仿真结果与分析  44-51
  4.3 其它负荷时的结果分析  51-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章过热器动态仿真试验及结果分析  56-68
  5.1 降负荷动态测试  56-60
  5.2 升负荷动态测试  60-63
  5.3 滑参运行测试  63-67
  5.4 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

增压锅炉过热器动态性能仿真研究

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