6电站辅机第4期1999年12月汽一液两相流表面式高压加热器动态数学模型的建立与仿真龇⋯心710032)(西北电力仿真培训中心／0摘要本文介招了汽一液两相流表面式高压加热器动态教学模型建立的方法与过程．井对几种典型-r-~T高压加热器的仿真结果进行分析与研完。该模型具有很高的精度和通用一肚，可用于对不同容量机组高压加热嚣的仿真，而且对高压加热嚣的优化设计具有一定的指导意艾。0引言高压加热器是热力发电厂最重要的辅机奎一，它的主要任务是利用抽汽凝结放热将去锅炉的给水加热到一定的温度，从而满足机组带负荷对给水温度的要求以及运行工况变化的需求。所以高加的正常运行是保证整个机组完全经济运行的关键。建立高压加热器的数学仿真模型，有助于运行人员全面了解高加的工作特性、熟练掌握高加投入，解列的操作方法．并对高加所在系统的相关参数的变化规律具有一定的认识。l建立数学模型的简化原则以及假设条件1．1视管内给水为不可压缩流体。1、2数学模型内参数采用集总参数。13高加内所有并联管路用一根等效管子代替。1．4沿管内给水流动方向无传热，换热仅发生在径向。1．5管侧换热系数与管内给水流速有关。16忽略商加向外散热。爷叮f1．7忽略高加启动时的抽气过程，不考虑非凝结性气体对换热的影响。2动态数学模型描述如图1所示，表面式高压加热器按其热力工作特性可分为三个工作区域：疏水侧、管侧、汽坝4。Wo,_T，iL圄1高压加热器工作区域示意图2．1汽侧●该区质量平衡方程为：警=(一‰一)式中：疋一蒸汽压力系数e：dPp一蒸汽密度。0●●一维普资讯http://www.cqvip.com第4期1999年l2月电站辅机高压加热器汽侧容积。一进人高压加热器抽汽流量：BB一抽汽阀门导纳。P一抽汽压力。一蒸汽凝结流量P一高加工作压力。—安全阀动作时高加泄汽量。●汽侧对管侧的换热方程Q=A(1一)(一)式中：‰—壳侧换热系数。A一高加总的换热面积。一加热器相对水位。L—HB一HT—HB一工作水位。一高加底层管子到底部的高度。—高加顶层管子到底部的高度。—蒸汽的加权平均温度。：0．25+0．75一抽汽温度。一加热器工作压力下对应的饱和蒸汽温度。一管子的平均温度。●蒸汽凝结流量：。，一‘式中：一高加工作压力下饱和水焓。一进人高压加热器抽汽焓。2．2疏水侧质量平衡方程：警：+‰+‰一式中：帆一加热器疏水侧的存水量。评一其它各级到本级的疏水量。耽一高加的泄褊量。评—本级的疏水量。●高加水位L=巩式中：一高加水位转换系数。●琉水对金属的换热方程Q=K肛(一)式中：一琉水与金属间的换热系数。一疏水温度。2．3管侧●根据参考文献[1]，金属管壁对管内介质的放热系数主要取决于介质的流速(流量)，并与它的075次方成正比，所以金属对给水的传热量为：Q蛐=^。A(一7)式中：—金属管子对给水的总换热系数。一高加人口水流量。一给水出人口的平均温度。●管侧的能量平衡方程M．C=‰+Q一式中：^～金属管子总质量。—金属比热。●给水侧的能量平衡方程M￡P：WnTtCP—WT2CP+QF式中：M一管子内的存水重量。c一水的比热。一给水人口温度。一给水出口温度。加热器内总的能量平衡方程：巩=(一)+(i一i)+(一i￡)式中：一本级疏水焓一上级疏水惦。一高加所泄漏的给水焓。可近似认为它等于给水的平均焙。维普资讯http://www.cqvip.com电站辅机第4期1999年12月采用欧拉法将以上微分方程转化为差分方程，通过n7语言将描述加热器工作特性的数学模型，编写为仿真模型。由于这几个方程中的未知基是相互关联、封闭的，所以只要给予所有未知量赋予适当的初始值，就可通过迭代计算求得加热器工作压力、水位、疏水络、温度及给水出口温度。仿真程序略。3仿真结果及分析根据除氧给水系统的具体特点，将高压加热器仿真模型的输入，输出与相应的操作开关及表计连结，并在计算机上进行所在热力系统和设备的仿真。通过仿真，可达到下列效果：(1)此模型能够满足对高压加热器起动懈列的仿真操作的要求。(2)能够反映高压加热器投入『解列时，给亦温度、工作压力、疏水温度、水位等相关参数的变化规律。(3)能正确表现高加故障时相应保护动作的逻辑关系及动态特性。下面给出几种典型工况下给水出口温度T1的响应曲线(如图...
