300MW直流鍋爐管內(nèi)工質(zhì)動態(tài)特性的建模與仿真研究.pdf

1、在能源電力領(lǐng)域，大型發(fā)電設(shè)備的動靜態(tài)特性多年來一直是國內(nèi)外學(xué)者的重要研究課題。鍋爐是一種系統(tǒng)復(fù)雜、體積龐大和價(jià)格昂貴的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中鍋爐管內(nèi)工質(zhì)(包括單相區(qū)、兩相區(qū))的特性尤為復(fù)雜。研究鍋爐管內(nèi)工質(zhì)動態(tài)特性，直接針對鍋爐實(shí)物來進(jìn)行試驗(yàn)分析，是非常困難的，而通過建立數(shù)學(xué)模型的方法，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字仿真以得到其內(nèi)部的動態(tài)特性，則是一種切實(shí)可行的方法。 本文以河南姚孟發(fā)電廠300MW亞臨界直流鍋爐為研究對象，對其管內(nèi)工質(zhì)的建模問

2、題進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，并通過數(shù)字仿真研究了其動態(tài)特性，主要內(nèi)容包括： (1)在鍋爐的單相區(qū)段，以姚孟電廠300MW直流鍋爐的后屏管段為對象，對國內(nèi)學(xué)者近年來所提出的嵌套結(jié)構(gòu)集總參數(shù)模型、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)集總參數(shù)模型和移動參數(shù)模型建模方法進(jìn)行了分析和比較，得到了它們在不同擾動下的響應(yīng)特性。由于線性分布參數(shù)模型在推導(dǎo)中做了大量的簡化與假定，因此在進(jìn)行分析比較時(shí)沒有采用直接與線性分布參數(shù)模型對比傳遞函數(shù)的傳統(tǒng)方法，而是引入了流行的CFD/N

3、HT軟件Fluent建立單相受熱管傳熱模型，與原始的線性分布參數(shù)模型相比，該模型中增加了進(jìn)一步深刻揭示管內(nèi)工質(zhì)流動特性的k-ε湍流模型，從而得到更加接近實(shí)際情況的仿真結(jié)果，并以此作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)在兩相區(qū)段，歸納了蒸發(fā)區(qū)數(shù)學(xué)模型的建立方法及其發(fā)展過程，并以姚孟電廠300MW機(jī)組的亞臨界直流鍋爐蒸發(fā)區(qū)為研究對象，以理論分析的方法建立了其機(jī)理模型并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了模型的合理性。此模型可承受較大的擾動，能夠模擬鍋爐蒸發(fā)