单相受热管动力学模型

对电站锅炉等热力设备动态特性分析与实时仿真需要的单相受热管的集总参数动力学模型、分布参数动力学模型等各种形式做了综述性论述．特别对其特点、简化、修正及应用方面做了客观评价。

单相受热管动态数学模型的改进

为提高多段集总参数模型的仿真精度,用动态方程代替静态方程计算控制体管壁放热量,建立了一种新的单相受热管集总参数动态数学模型.将机理模型中偏微分方程的时空分离,采用集总和解析相结合的方法,推导出管内工质温度分布的解析解,再由传热微元方程积分得到管壁放热量的动态方程式.新模型具备稳定、通用和可显式求解的特点.理论精度分析结果表明:模型的响应初终值不存在静态误差;均分3段时的计算结果明显优于传统多段模型均分5段时的计算结果.对某台超超临界压力锅炉过热器的仿真实验表明:新模型在入口温度阶跃响应方面改进明显;纯延迟时段内模型的计算结果基本与分布参数模型吻合.相比传统的多段模型,在相同条件下新模型可采用更少的分段数,且能更好地反映管内工质的输运延迟特性.

对单相换热器集总参数模型动态初始负偏移的机理分析

以单相换热器的传热方程和能量平衡方程为基础 ,对不同类型集总参数模型的动态响应的差异 ,尤其是出口温度在动态过程中的初始负偏移进行了机理分析。指出采用进、出口加权平均的集总参数模型在全工况范围内很有可能会使出口温度出现负偏移 ;而在用出口参数作为集总参数时 ,可以保证不会出现负偏移 ,但应采用合理的分段建模 。

单相受热管通用数学模型

本文从非线性分布本数建模方法出发，提出了同时满足动态特性分析与实时仿真需要的单相受热管通用数学模型。通过选择研究对象各环节的控制容积数和时间步长，可使模型满足精度和计算速度的不同需要，在大时间步长时，采用了隐式差分格式，使得模型具有良好的稳定性。

锅炉单相受热管的三层嵌套建模研究

出于开发高精度、低计算量且便于使用的仿真模型的需要,建立了锅炉单相受热管的三层嵌套模型并对其进行了研究。基于传递函数泰勒级数展开方法的理论分析表明,对于入口焓、入口流量及热流量的扰动,三层嵌套模型分别以三阶、一阶和二阶精度逼近于分布参数模型。以600 MW亚临界压力锅炉过热器为对象的仿真结果表明,三层嵌套模型的动态响应与分布参数模型非常吻合,在3种扰动下,三层嵌套模型的性能相比二层嵌套模型均有十分显著的改善。三层嵌套模型为实时全工况仿真和控制系统仿真提供了一种具有竞争力的模型选择。