直流锅炉冷态启动过程仿真分析

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　　直流锅炉冷态启动过程仿真分析|第12.1　锅炉受热面数学模型及数值方法　　锅炉汽水系统中两类受热面的能量平衡关系可由下面的全微分方程描述[1,2]：（1）式中　τ及y分别代表系统的时间坐标和空间坐标，Tf为参数f（τ，y）随流动时间τ变化的时间常数。　　对于单相受热面有：f（τ，y）＝t（τ，y）a（τ，y）＝tj（τ，y）Tf（τ，y）＝Fρcp／αnfn对于系统中的双相区段，则f（τ，y）＝x（τ，y）a（τ，y）＝u′／（u′－u″）Tf（τ，y）＝r／（u′－u″）且式中　t,ρ及p分别为工质的温度、密度和压力，α n、cp和F分别为工质与金属间的换热系数、工质的定压比热和通流面积，tj、fn及qn分别为受热面金属温度、单位长度受热面内的换热面积和换热量，x和r分别为双相工质的质量含汽率和工质的汽化潜热，上标′及″分别表示饱和水及饱和蒸汽。　　给定时间步长Δτ，对式(1)在τ～τ＋Δτ内积分，并假定a（τ，y）及Tf（τ，y）在Δτ内保持不变，则近似为f（τ＋Δτ，y＋Δy）＝a（τ，y）－［a（λ，y）－　f（τ，y）］e－Δτ／Tf（τ，y）（2）式中　Δy为工质在时间Δτ内流过的距离，即Δy＝Δτ*w（τ，y）。　　工质流速w及压力的瞬态分布情况则由质量守恒方程和动量方程确定，详见文献[3]。2.2　汽水分离器数学模型　　在锅炉由冷态到纯直流运行的启动过程中，分离器的工质将由过冷水逐步过渡为过热蒸汽。定义分离器内工质的干度xfl为xfl＝（Hfl－H′）／（H″－H′）（3）则分离器内工质的压力pfl可分别按下列关系确定：　　　　pfl＝pfl0　　（xfl＜0）(4) （5）(6)式中　Vfl为分离器容积，D1b、Dfl和Dps分别为水冷壁出口工质流量、由分离器进入过热器的蒸汽流量和分离器的疏水流量，ρfl、Hfl和Hqfl分别为分离器内工质的平均密度、焓和流出分离器的蒸汽焓，pfl0为分离器的启动压力，Ifl为分离器的热惯性系数，其确定方法与自然循环锅炉汽包的热惯性系数相同.