多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型及應(yīng)用研究.pdf

1、提高熱力系統(tǒng)的能效、降低火力發(fā)電廠的能耗，一直是一個(gè)備受關(guān)注的問(wèn)題，為了解決好這一問(wèn)題，眾多的科技工作者研究發(fā)明了許許多多的有關(guān)熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算和分析方法，但這些方法要么沒(méi)有通用性且計(jì)算繁雜、容易出錯(cuò)，要么只針對(duì)特定的擾動(dòng)具有一定的通用性，面對(duì)不同的擾動(dòng)形成了模型眾多、不易掌控的局面?？傊?，這些模型都不能對(duì)任意的、多元組合擾動(dòng)給出一個(gè)比較簡(jiǎn)單而通用的計(jì)算模型，這給分析任意的、多元組合擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)、找出具有共性的熱

2、經(jīng)濟(jì)性變化的規(guī)律帶來(lái)了困難。為此，論文選擇多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型及其應(yīng)用這一課題進(jìn)行研究，研究的目的在于找到在多元組合擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的通用定量計(jì)算和分析方法，獲得機(jī)組在任意多元組合擾動(dòng)下的能效指標(biāo)變化幅度和能效分布規(guī)律，指導(dǎo)機(jī)組的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、檢修和技術(shù)改造，提高火電廠的能效水平，降低其對(duì)一次能源的消耗。所以，本課題的研究對(duì)于火電廠的節(jié)能降耗具有重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　　 (1

3、)建立了熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的統(tǒng)一物理模型。通過(guò)建立統(tǒng)一物理模型的標(biāo)準(zhǔn)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)映射規(guī)則和統(tǒng)一物理模型的汽水參數(shù)映射規(guī)則，建立了適用于任意形式的熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的統(tǒng)一物理模型，該模型的形式規(guī)范簡(jiǎn)明，為建立熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的統(tǒng)一基本數(shù)學(xué)模型奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)建立了熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的基本數(shù)學(xué)模型。在熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的統(tǒng)一物理模型的基礎(chǔ)上，利用能量平衡方程和質(zhì)量平衡方程，分別建立了汽輪機(jī)內(nèi)功方程、機(jī)組循環(huán)吸熱量

4、方程和汽水分布方程，它們是熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的基本數(shù)學(xué)模型，是最終建立多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型的基礎(chǔ)。這三個(gè)基本方程對(duì)任意的熱力系統(tǒng)都具有通用性，且形式簡(jiǎn)單、物理意義明確。通過(guò)對(duì)汽水分布方程的修正，還建立了熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)汽水分布方程，這一方程不但能適用于結(jié)構(gòu)一定的任意形式的熱力系統(tǒng)，而且能適應(yīng)于結(jié)構(gòu)發(fā)生隨機(jī)的、動(dòng)態(tài)變化的熱力系統(tǒng)。從而為結(jié)構(gòu)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化的熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的理論分析計(jì)算提供了一種新的工具。
　　 (3

5、)建立了多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型。根據(jù)熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的基本數(shù)學(xué)模型，借助于矩陣微分理論，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，建立了多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型，該模型形式簡(jiǎn)單，物理意義明確。在該模型中擾動(dòng)對(duì)能效的影響都表達(dá)為強(qiáng)度系數(shù)乘以擾動(dòng)變化量的簡(jiǎn)單形式。在推導(dǎo)過(guò)程中，通過(guò)矩陣算子和“塊乘”矩陣運(yùn)算新方法的引入，解決了利用矩陣微分理論進(jìn)行熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析的數(shù)學(xué)瓶頸，也為各種矩陣形式的能量方程的數(shù)學(xué)分析提供了理論支持。同時(shí)，利用結(jié)

6、構(gòu)自適應(yīng)汽水分布方程，可以使熱力系統(tǒng)能效分析模型適應(yīng)熱力系統(tǒng)在運(yùn)行中的結(jié)構(gòu)變化，特別是加熱器發(fā)生的任意的、隨機(jī)的解列。多元擾動(dòng)下的熱力系統(tǒng)能效分析模型為任意的、多元組合擾動(dòng)時(shí)的熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算分析提供了統(tǒng)一且通用的數(shù)學(xué)模型，為火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)督以及檢修和技術(shù)改造提供了新的理論支持。
　　 (4)對(duì)多元擾動(dòng)下熱力系統(tǒng)的能效分析模型的應(yīng)用進(jìn)行了研究。證明了能效分析模型的正確性和可用性；分析了局域性和廣域性多元