电站锅炉燃烧系统和蒸发系统仿真模型的建立

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1、万方数据发电设备{2001No．4)电培锅炉牲辘蕞境藉蔫爱隶境仿真摸奎构毫立，⋯⋯⋯’、：自动控制：●kt。ltt。。l‘I√’电站锅炉燃烧系统和蒸发系统仿真模型的建立陈立甲。马克茂，王子才(哈尔滨工业大学仿真中口，黑龙江哈尔滨150001)擒薹：目前用于仿真目的的电站锅炉系统的燃烧模塑菁追采用零雏穗态模墨，炉艟永冷璧模壹采用集总参数模型。在理代仿真系统在某些镬壤的高精度要求的前提下，如果仍采用上述方法就不能满足需要。因此恢文在建立精确的模蠹方面散了崭新的尝试．燃烧系统采用一雏的燃烧模量，水挣壁就采用分布参

2、敦模型。虽然增加了方程舶数量，但仍●B■足实时仿真的需要。圈5表2参5关■霸：锅炉仿真；燃烧模型；蒸发系坑模型中圈分类号：TP391．9文■标识码：A文章■号：1671-086X(2001)04—0020-05ASimulationModelforCombustion＆EvaporationSystemsofPowerPlantBoilersCHENLi-jia，MAKe-mao，WANGZi—eai(SimulationCenter，HarbineInstituteofTechnology，Harbine

3、，Heilongjiang，150001，Oh／ha)Abatraet：AtptⅫeftt．z∞dimensionstatkmarymodelsaregenerallyusedforthesimuhdonofcombustionsya一咖坞ofpowerplanthetteasandlumpedparametermodetsforthewatercodedwalhafthefIIm埔．Buthi曲pr耐·妇requirementadⅣⅫdayslraulationsystemscannottobesatis

4、tledifsachsiraulationmethodsmstilltobeused．mpaperpresents^novelattemptofformulatingapredsemodd，wktheecanbmtkmsystamaismodeledonedimensionallyandthewatercIxdedwallsspatially．TIn唱hthenumberofequatloashaveincreased，realtimesimahtionrequiresⅢmtscanstillhemet．F

5、啦5，tabl∞2andrds5．K竹words：boilersimulation；oanbustkmmodel；evalXaation8ys呻Ⅱmodd0引言基于物理定律建立的电站锅炉模型已广泛应用到不同的目的，这些模型从较为简单的线性模型，到较为复杂的非线性模型。用于控制系统的模型较简单；用于人员培训的仿真系统的模型较为复杂，耍求模型计算的实时性，但精度要求不高；用于控制系统参数调试等目的要求模塑的精度很高。目前电站锅炉系统的燃烧模型普追采用零维稳态模型，与之相应的炉臆承冷璧模型采用集总参数模型[1】。

6、现代仿真系统在某些领域的高精度要求的前提下，如果仍采用上述方法模型精度受到方法本身的限制。本文从建模角度重新考虑，建立了一种全新的高精度的仿真模型：一维的燃烧系统模型、具有分布参数水冷璧的模型和考虑虚假水位现象和金属壁动态特性的汽包集总参数模型。本文用该模型对某台210MW的电站锅炉系统进行了仿真，着重考察了模型在蒸汽流量扰动和燃料量扰动后的动态响应。仿真结果说明了模型具有较高的精度。1炉膛燃烧模型的建立电站锅炉运行时，炉膛内的燃烧、传热、流动过程是十分复杂的，炉臆内的有关参数(如温度、烟气成分等)分布是十

7、分不均匀的，而且是高速脉动的。拿温度分布来说，炉臆中心高四周低；燃烧簟囊日囊：2000．09．∞作者蕾介：陈立中(1971一)，男，哈尔滇工业大学控■科学与工程熏研究生．主要从事复杂大摹境的建模与仿真研究工作。·20·万方数据屯站锅炉燃烧蕞统秘蓑发熏境伪囊辏壅的毫立I擐?龟设备＼200TNo．4、器区高炉膛出口低。零维的燃烧模型将炉膛内有关参数做均一处理，而且方程是一个十分经验的公式，所以零维模型与实际系统之间有很大差距。这个差距同时影响到两个系统——汽水系统和燃烧系统模型的精度。因此改进零维模型具有十分重

8、要的意义。本文建立了炉膛温度具有一维分布的燃烧模型。模型的具体建立过程详见文献[2]。与之不同的是，为了满足实时仿真要求，本文对传热模型作了简化。第一，流动横越的建立：采用均匀混合反应器模拟燃烧器区域烟气流动。并用简化的柱塞流反应器模拟炉膛上部区域的宏观流动过程。将炉膛分成三个区域：下馄合反应区域WSRI、上混合反应区域WSR2、柱塞流反应区域PFR。燃料和空气混合物由燃烧器喷口直接均匀的进人下混合反应区，WSR