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火电机组热力性能计算软件设计

作　者: 宋健
导　师: 张新铭
学　校: 重庆大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 火电机组热力系统 IAPWS-IF97 组态软件工程
分类号: TM621.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 2次
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内容摘要

随着火电机组单机容量的不断增大,热力系统结构也变得越来越复杂。采用手工计算和基于传统编程方法编制的软件往往只针对某一具体的特定机组,当热力系统配置或内部联结方式发生变化时,往往需要修改代码,限制了计算的速度和方便程度。随着软件工程和高级编程语言的出现,为开发火电机组热力性能计算软件创造了条件。本文以电站热力设备及系统为研究对象,建立了热力设备及系统的热力性能计算模型,同时根据软件的需要对水和水蒸汽热力性质的计算模型进行了深入研究,对热力性能计算软件的结构和主要算法进行了设计。本文主要做了以下几个方面的工作:①对热力性能计算软件的国内外研究概况、课题意义进行了阐述。结合火电机组热力性能计算软件的开发和应用,应用软件工程方法学对软件进行了需求分析和功能设计。②回热系统的计算是热力性能计算的核心,在对不同容量、不同类型机组的热力系统结构进行分析的基础上,对热力系统进行了模块划分。本文设计的热力性能计算软件具有组态功能,为此,本文在加热器物理模型中引入了疏水开关,提出了一个包含有通断系数K的回热系统通用数学模型。③根据热力性能计算的需要,研究了水和蒸汽热力性质公式IAPWS-IF97,编制了水和蒸汽热力性质求解程序。为了保证计算的效率及准确性,应用热力学原理对IAPWS-IF97的区域划分算法进行了较深入的研究,并体现于算法中。根据各区公式指数的排列规律对各自的计算模型进行了优化处理。④对热力性能计算软件的组态功能的实现进行了分析和设计,编制了火电热力性能计算软件的核心代码,计算了某N300-16.65/537/537机组的热经济性指标。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
符号表  8-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 电站运行优化软件研究现状  10-12
    1.2.2 热力系统分析方法研究现状  12-14
  1.3 本文主要的研究内容  14-15
2 热力性能计算软件需求分析  15-18
  2.1 软件工程的概念  15
  2.2 软件的需求分析  15-17
    2.2.1 软件总体介绍  15-16
    2.2.2 软件的功能需求  16
    2.2.3 软件的数据流图  16-17
  2.3 本章小结  17-18
3 电站热力系统计算模型的建立  18-33
  3.1 热力系统模块的划分  18-19
  3.2 加热器数学模型的建立  19-25
    3.2.1 加热器的分类  19-20
    3.2.2 加热器边界的划分  20-21
    3.2.3 加热器通用矩阵模型  21-24
    3.2.4 加热器模型设计  24-25
  3.3 辅助设备及系统的数学模型  25-27
    3.3.1 门杆汽封系统的数学模型  25-26
    3.3.2 轴封系统的数学模型  26-27
    3.3.3 给水泵和小汽轮机的数学模型  27
  3.4 汽轮机排汽焓的计算  27-30
    3.4.1 汽轮机排汽焓的计算模型  27-29
    3.4.2 排汽焓计算结果验证  29-30
  3.5 机组及全厂热经济指标  30-32
    3.5.1 汽轮机组的热经济指标  30-31
    3.5.2 全厂的热经济指标  31-32
  3.6 本章小结  32-33
4 水与水蒸汽热力学性质的计算模型  33-43
  4.1 IAPWS-IF97 的适用范围及区域划分  34-35
  4.2 IF97 状态方程与特性函数  35
  4.3 IAPWS-IF97 计算程序  35-42
    4.3.1 第1 类问题的求解  36-39
    4.3.2 第2 类问题的求解  39-40
    4.3.3 计算结果验证  40-42
  4.4 本章小结  42-43
5 火电机组热力性能计算软件的开发  43-54
  5.1 软件结构图  43-50
    5.1.1 组态模块  43-46
    5.1.2 数据采集模块  46-47
    5.1.3 热力计算模块  47-50
    5.1.4 结果显示模块  50
  5.2 软件的计算流程图  50
  5.3 实例验证  50-53
  5.4 本章小结  53-54
6 结论及展望  54-55
  6.1 结论  54
  6.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-60
附录  60
  作者在攻读学位期间发表的论文  60

火电机组热力性能计算软件设计

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