超临界锅炉单相受热面不同动态数学模型的比较

第 4 l卷第 6期 2 O 1 O年 1 1 月 锅 炉 技 术 BOI I ER TEC H NOI OGY V0 L 4l 。NO 6 NO V 2 O1 0 文章 编号 ： C N3 1 1 5 0 8 ( 2 0 1 0 ) 1 1 0 0 0 1 0 5 超 临界锅炉单相受热面不 同动态数学模 型的 比较 吴海凤 ，袁 益超 ，刘聿拯 ( 上海理T大学 能源与动力T程学院 ，上海 2 0 0 0 9 3 ) 关键 词 ： 超 临 界 锅炉 ；数 学 模 型 ；动 态 特 性 摘要 ： 根据 6 0 0 Mw 超临界直 流锅炉再热器 系统 和过热器 系统 的具 体特点 ， 对锅炉再热 器系统 和过热器 系统建立 了 3种不同的集总参数 动态数学模型 ， 并 编制 程序进行 了仿真计算 ， 得到烟 气挡 板调节再热 汽温时， 采用不同模型时再热汽温和过热 汽温 的动 态特性 ， 并对其 动态特性 进行 比较 ， 研究 适合超 临界锅炉再热 器系 统 和 过 热 器 系 统 的 数学 模 型 。 中图分类号 ： T K2 2 3 3 文献标识码 ： A 0 前 言 超 临 界 锅 炉 具 有 燃 料 利 用 率 高 、 环 境 污 染 小 、 负 荷适 应 性 强 等 优 点 ， 是 我 国燃 煤 火 电机 组 的发展 方 向。超 临界锅 炉 运 行参 数 高 ， 负 荷 变 化 大 ， 在受 到外 部 扰 动 时 ， 自行 保 持 参 数 的能 力 较 差 ， 对扰 动 比较 敏 感 ， 因 此 采 用 合 适 的调 温 手 段 维 持其 汽温 稳 定 对 其 安 全 性 和 经 济 性 具 有 重 要 意 义 。 再热 器和 过热器 是 超 临界 锅 炉 的 重要 环 节 ， 其受 热 面 由许 多 管 子 并 联 而 成 ， 管 外 为 热 介 质 ， 管 内为冷介 质 。在锅 炉 运行 中 ， 受 热 面 中 的工 质 一 边 流动 ， 一 边 吸 热 ， 压 力 、 温 度 、 密 度 和 焓 等 物 性参 数均 随 时 间 和 空 间 的变 化 而 变化 。再 热 器 和过 热器 的工质 在受 热 过程 中不发 生相 变 ， 是 典 型 的分布参数 环 节 。但 在 仿 真 建模 中 ， 一 般 不 直 接求解 分 布参 数 模 型 ， 而 是 对 其 进 行 合 理 简 化 ， 采用集总参数模 型来 近似描述分 布参数对象 的 特 性 。 本 文的模 拟对象 是 6 0 0 Mw 超 临界 锅炉 ， 额 定 蒸汽 流量为 2 0 6 6 t h ， 过 热蒸 汽 出 口压 力 2 5 4 MP a 、 温度 5 7 l ， 再热 蒸汽 出 口压 力4 4 2 MPa 、 温度 5 6 9 。该锅 炉 过热 器 系统 由 4部分 组 成 ： 第一 部分 为 顶 棚 、 尾 部 烟 道 四壁 及 隔墙 过 热 器 ， 本文 在仿真 计算 中将 其 作 为 附加 受 热 面 ； 第 二 部 分是布置在尾部后烟道 的低温过热器； 第三部分 是位于炉膛上部的屏式过热器； 第 四部分是位于 折焰 角 上方 的 高 温过 热 器 。再 热 器 采 用 两 级 布 置 ， 低温再 热 器 布置 在 尾 部 前 烟道 ， 高 温 再 热 器 布置 在水 平 烟 道 后 部 。过 热 汽 温 调 节 以 煤 水 比 为主 ， 减温水 细调 ； 再 热 汽 温采 用 烟 气挡 板 调 节 。 锅炉 受热 面布置 如 图 1所示 。 l后屏 ； 2高温过热 器； 3 一 高温再热器 ； 4 一 低温再热器 ； 5 、 7 - 省煤 器 ； 6 - 低温过热器 图 1 锅 炉 受热 面 布置 示 意 图 1 数学模型 在建 立数 学模 型 时 ， 将 再 热 器 系统 和 过热 器 系统划分为后屏、 高温过热器、 高温再热器 、 低温 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 l 5 基金项 目： 上海市科委重大科技项 目资助( 0 7 d z l 2 0 0 5 ) 作者简介 ： 吴海风( 1 9 8 4 ) ， 女 ， 上海理工大学能源与动力工程学院硕士研究生 ， 主要从事超I 临界锅炉动态特性的研究 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅 炉 技 术 第 4 1卷 再 热器垂 直 部 分 、 低 温 再 热 器 水 平 部 分 、 低 温 过 热器垂 直部分 和低 温 过热 器水 平 部 分 7个 环节 。 将每一 环节 的受 热 面 用 一 根 等 效 的受 热 管 来 代 表 ， 并在 空 间位 置 上选 定 一 个 具 有 代 表 性 的点 ， 用 该点介 质 的参数 作 为环 节 的集 总参 数 ， 在 这 种 假设 下建 立的模 型 即为集 总参 数模 型 。 在建 立单相 集总 数学 模 型 时 。 集总 参 数 的代 表 点通 常 有 3种 取 法 ， 即 以 人 口参 数 为 集 总 参 数 、 人 口和 出 口 的平 均 参 数 为 集 总 参 数 、 以 出 口 参 数为集 总参数 。 ( 1 )以 区段 人 口参 数为集 总参 数 X ： X 。 一 X ( t ) ( 1) ( 2 )以区段 出 口参 数为集 总参数 X = X 一 X。 ( t ) ( 2) ( 3 )以区段平 均参 数为集 总参数 。 1 X一去 x ( f ) +X 。 ( f ) ( 3 ) 厶 其 中 以人 口参 数 作 为集 总参 数 将 产 生 不稳 定 的响应 ， 因此 很 少被 采用 。以 出 口参数 和 平 均 参数为集总参数的模型使用均较广泛 。 为使 单相 受 热 面 焓 一温 通 道 的 动 态关 系式 能用解 析形式 表示 ， 需 做如 下假设 ： ( 1 )沿管 长 方 向工 质 吸热 均 匀 ， 不 随 位 置 而 变 化 ； 管外 烟 气 放 热 量 为 强 制 热 流 ， 只取 决 于管 外介 质 的状 态 ， 不 受金属 温度 的影 响 。 ( 2 )管 内工质沿管 长方 向的压 力降 相对 于工 质 的工作 压力来 说要 小 得多 ， 故 管段 内 的压力 可 近似 地认 为是均 匀一致 的 。 由此 ， 可建立 单相 受热 面集 总参 数 模 型基 本 方程 ， 以对 象 的某 一 环 节 为 例 ， 常 用 的 基 本 方 程有 质量守恒 方程 ： D 一 D， 一 A ( 4) U r 能量守恒 方程 ： D1 一 D +Q 一 ( V ) 管 内放热方 程 ： Q2 = K D ( 丁J T) 管 壁金属 的热平 衡方程 ： Q Q 一 c ( 丁 J ) 介 质 的 热 力 学 状 态 参 数 方 程 ： ( 5 ) ( 6 ) h h( P， ，) 10 一 l0 ( P， T) ( 8) 烟气 向管壁 的放热方 程 ： Q 一 K ( ) ( 一 丁 ) ( 9 ) 式 中 ： D 管 内工质 入 口流量 ， k g s ； 管 内工质 密度 ， k g m。 ； 管 内工质焓 ， k J k g ； p 代表 点工 质 的密度 ， k g m。 ； h 代表 点工 质的焓 ， k J k g 丁 代表 点工质 的温 度 ， ； P 管 内工质 的压力 ， MP a ； V 管 内工质 的体积 ， m。 ； Q 烟气 对管壁 金属 的传热 量 ， k J ； Q 。 管 内工质 的吸热量 ， k J ； M C 金属 热容 ， k I ； r厂 管 壁金属 的温 度 ， ； 叫 烟 气流 速 ， m s ； 下标 0 表 示稳 定状 态 ， S ； r 时间 ； K 、 K。 反映管外烟气和管内工质传热特性 的系数 ， 其 数 值 与 管 子 的 几 何 尺 寸 以及流体 的流 动状态 有关 ； ” 指 数 ， 其 数 值 可 依 流 动 情 况 而 定 ， 锅 炉 大 部 分 管 外 对 流 换 热 属 于 横 向 冲 刷 顺 排 管束 情 况 ， 取 7 1 0 6 5 ， 当介 质在 管 内流 动 时 ， 则 取 ”一0 8 ： 。 在建 立 上 述 各 式 时 ， 虽 然 作 了 若 干 简 化 假 定 ， 但是这些 方程 反 映 了单 相受 热 面 的基 本 工 作 过程 ， 是描述 受 热面 动 态过 程 的基 本 方 程组 。在 实际建模时还要进一步考虑具体条件， 模型在形 式上 可能有 所改 变 。 为 了减 少方 程数 量 ， 可 以将 金 属 热容 与 工 质 热容 合 并 考 虑 ， 建 立 集 总 参 数 简 化 模 型 ， 这 样 ， 式 ( 5 ) ( 7 ) 可用 下式代 替 ： J _U( V p h+M，C， 丁) = = = Dl h 1 D2 h 2 +QI( 1 0 ) U r 简化后 的集总参数模型 由式 ( 4 ) 和式( 8 ) ( 1 0 ) 组成 。 2不 同模 型 的仿 真 结 果 分 析 ( 7) 2 1 以平均参 数为集 总参数 的模 型 当 以环 节 的 平 均 参 数 作 为 集 总 参 数 时 ， 式 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 吴海凤 ， 等 ： 超临界锅炉单相受热面不同动态数学模 型的比较 ( 4 ) 和式 ( 8 ) ( 1 0 ) 中 P 一 ( p 1 +p 2 ) 2 ， h 一 ( h l + h 。 ) 2 ， T 一 ( 丁 +丁 。 ) 2 。在 B MC R负 荷 ， 过 热 蒸 汽和再 热蒸 汽的设 计温度 为 5 7 1 和 5 6 9 ， 对 应 的尾部 前 烟 道 烟 气 量份 额 设 计 值 r I l _ 为 4 7 2 。 在 该负荷 下调 节烟 气 挡板 ， 使 尾 部前 烟 道 烟 气量 份 额 ， 一 增 大 为 6 0 ， 再 热 汽 温 t 和 过热 汽 温 f 的响应 曲线如 图 2所 示 。 图 2 B MC R负荷下 r 一6 0 ， 以平均参数为集总参数时的动态响应曲线 ( r 一 47 2 ) 由图 2可 见 ， 在 B MC R负荷 下将前 烟道 烟气 量份 额 由 4 7 2 增 大 到 6 0 后 ， 再 热 汽温 在 0 1 0 S 无 明显改变 ， 1 0 S 后 汽温 逐 渐 升高 ， 在 8 0 0 S 左右 升 高 到 5 8 9 ， 并 趋 于 稳 定 ， 汽 温 调 节 幅度 为 2 0 。过热 汽 温 在 0 2 0 S由 5 7 1 降 低 到 5 7 O 5 ， 2 0 4 5 S由 5 7 0 5升高 到 5 7 1 9 ， 4 5 S 后 汽 温逐 渐 降 低 ， 在 2 7 0 S左 右 稳 定 在 5 6 l ， 汽 温变 化 幅 度 为 1 0 。再 热 汽 温 在 整 个 过 渡过程 均随 时间 的延 长 而升 高 ， 而 过热 汽温 在 过 渡过程 的初 始 阶段 先 降 低 后 升 高， 经 历 了 近 1 rai n 的波动之后随时间的延长而逐渐降低。 前 烟 道 烟气 量增 加 时 ， 烟 气 流 速 增 大 ， 低 温 再 热器传 热 系 数 增 大 ， 烟气 放 热 量 增 加 ， 低 温再 热 器的 吸热量增 加 。 由 i = ： ： i + Q D 可知 ， 低 温 再热 器进 口蒸汽 温度及 工 质流 量 D 不变 时 ， 吸热 量 的增 加会 使 其 出 口蒸 汽 温度 升 高 。 由于 调 节 烟气挡板对高温再热器进 出口烟气温度影 响不 大 ， 高温再热器人 口工质温度升高会使其温压减 小 ， 进 而使 蒸 汽 在 高 温 再 热 器 的焓 增 减小 ， 但 蒸 汽在 高温 再 热 器 中 焓 增 的 减 小 远 小 于 在 低 温 再 热器 中焓增 的增 大 ， 因此 高 温再 热 器 出 口蒸 汽 温 度仍然 是升 高 的 。 前烟 道 烟 气 量 增 加 ， 则后 烟 道 烟 气 量 减 少 ， 低 温过热 器传热 系 数减 小 ， 低 温过 热 器 吸热 量 减 小 ， 低 温过 热器 出 口蒸 汽 温度 降 低 。 由于调 节 烟 气挡 板对 后屏 和高 温过 热 器 的 吸热 量影 响很 小 ， 因此前 烟道 烟气 份 额增 大后 ， 过热 器 系 统总 的吸 热量减小 ， 过热汽温降低。 由于烟 气 与 再 热 蒸 汽 之 间 的换 热 是 通 过 金 属传导的， 在调节初始阶段， 对再热器而言， 烟气 放 热量 的增 加首 先用 来 提高 金 属 壁温 ， 因此 在最 初 十几 秒 内 ， 蒸汽 温 度并 无 明 显改 变 。 随着 时 间 的推移 ， 再 热 器 中 工 质 吸 热 量 开 始 增 加 ， 汽 温 开 始 明显 升 高 ， 一 段 时 间 后 ， 汽 温 逐 渐 趋 于 稳 定 。 这 是 由于随着 再热 汽 温 的升 高 ， 烟气 与 再 热 蒸汽 间的传 热温压 逐渐 减 小 ， 当烟 气 侧放 热 量 与 工质 侧 吸热量 达到 一个 新 的平 衡 后 ， 再热 汽 温 就稳 定 在新 的 温 度水 平 。过 热 器 系 统 中各 受 热 面 在 挡 板调 节后 的传热 过 程也 是 如 此 ， 但 过 热 汽 温 的变 化趋 势 与 再 热 汽 温 相 反 ， 即 前 烟 道 烟 气 量 增 大 后 ， 随着 时间 的延长 ， 再 热 汽温 逐 渐 升 高 ， 而过 热 汽温 随逐渐 降低 。 图 3为过 热 器 系 统 各 环 节 工 质 温 度 在 0 9 0 s 的响应 曲 线 。当 前 烟 道烟 气 量 份 额 增 大后 ， 后 烟道 烟 气 量 份 额 减 小 ， 烟 气 流 量 减 小 ， 低 温 过 热器 的传 热 系 数 减 小 ， 低 温 过 热 器 吸热 量 减 小 ， 所 以出 口工 质温 度 降低 ； 蒸 汽离 开 低 温过 热 器后 经 过一 级喷水 减 温 ， 进入 后 屏 。后 屏 人 口工 质 温 度 的变 化 趋 势 与低 温 过 热 器 出 口工 质 温 度 的 变 化 趋势 相 同 ， 随 时 间 的 延 长 逐 渐 降 低 ， 后 屏 出 口 工 质温 度在 0 2 0 S内升 高 ， 2 0 S后 逐 渐 降 低 。 之后 蒸 汽经过 二级 喷 水减 温 进 人高 温 过 热器 ， 高 温过热器出 口蒸汽温度在 O 2 0 S 降低 ， 2 0 4 5 S 升 高 ， 4 5 s 后叉逐 渐 降低 。投入 减 温水 后 ， 过热 器 人 口温度 阶跃下降时模型计算得 出的出口温度 反而 上升 ， 这就 是 所 谓 的跷 跷 板 效应 一 。人 口蒸 汽温 度 T 。 的阶跃 变化 一方面 会引起 人 口焓变 化 ， 其变 化率 为 O h a 丁 】 ； 另一 方 面 会 引起 烟 气 和 蒸 汽之 间 换 热 量 Q 的变 化 ， 其 变 化 率 为 a Q a T 。 在 实 际传热 过程 中， 人 口焓 随人 口蒸 汽 温度 的 变 化率总是大于换热量随人 口蒸汽温度的变化率 ， 即 D h a 丁 a Q a T ； 根据 水 蒸 汽 的特 性 ， 在 压 力 大 于 1 7 MP a ， 温度 为 1 0 0 oC5 0 0时 ， a ，f 1 会 随着 温度 的 升高 而 减小 ， 当 D h - a T。 减 小 到小 于 a Q a 丁 时 ， 就会 发生 跷跷板 效应 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅 炉 技 术 第 4 1 卷 世 赠 时间， s a ) 低温过热器出口工质温度 52 7 52 6 52 5 ， 5 2 4 5 23 _ 5 2 2 5 21 5 20 51 9 5l 8 时问， s ( h ) 后屏入口工质温度 0 2 0 40 6 0 8 O l O0 H ,IN I s (d J 高温过热器八V I 工质温度 赠 时间， s r -) 后屏出口工质温度 时间 s ) 高温过热器出口 工质温度 罔 3 B MC R负荷 ， r ， 一6 0 时， 过热器系统各受热 面丁质温度的动态特性 2 2 以出 口参数 为集 总参数 的模型 采用 出 口参 数 作 为集 总参 数 时 ， 式 ( 4 ) 和 式 ( 8 ) ( 1 0 ) 中 f。 一 ， h h 2 ， T一 丁 2 。在 B MC R 负 荷下 将 前 烟 道 烟 气 量 份 额 由 4 7 2 增 大 到 6 O 后 。 再 热 汽 温 t 和过 热 汽 温 t 的 响 应 曲 线 如 图 4所 示 。 冈 4 B MC R负荷下 r 一6 0 ， 以出 口参数 为集总参数时的动态响应曲线 ( r 一 47 2 ) 由图 4可见， 将前烟道烟气量份额 由 4 7 2 增大到 6 O 后 ， 再热汽温升高 2 O ， 稳定时间为 8 0 0 S ； 过 热 汽 温 降 低 1 0 ， 稳 定 时 间 为 3 0 0 S 。 再 热汽 温 和过 热 汽 温 的动 态 响 应 趋 势 与 理 论 分 析相符 ， 但是 再 热 汽 温 的稳 定 时 间 偏 长 。 模 型 的 动态响 应 在整 个 过 渡 过 程 中偏 慢 。在 实 际运 行 中 ， 再热 汽温 的稳 定时 间一 般在 6 0 0 S 左 右 ， 而 在图 4所示 的仿 真结 果 中 ， 再热 汽 温 的稳 定 时 间 为 8 0 0 S ， 而且 随着 调 节 幅度 的增 大 ， 稳 定 时 间会 进 一步延 长 。 2 3采 用惯性 补偿 法修正 后 的集总参 数模 型 文献 7 提 出了一种通过惯性补偿对锅炉单 相受热面集总参数模型进行修正的方法， 得到高 精度 的 集 总参 数 动 态 修 正 模 型 。通 过 增 加 惯 性 补偿 方程 式 以及 适 当调 整 动 态 修 正 因 子 和惯 性 补偿 时 间常数 ， 对原 集 总参 数模 型 的 结 构及 其 所 反映 的惯性 进行 补偿 或 修 正 ， 使 修 正模 型更 好 地 逼近于分布参数模型， 从而能更好地反映对象的 分布 参数特性 。 在 以 出 口参数 为集 总参 数 的模 型 基础 上 ， 根 据惯性 补偿法 对单 相 受 热管 的热 流量 扰 动 、 管 内 工 质流 量扰 动 和 管 内工 质 人 口焓 扰 动 进 行 修 正 后 ， 分别 得 到 管外 热 流 量 扰 动 惯 性 补 偿 方 程 、 工 质 流量扰 动惯 性补 偿 方 程 、 入 口焓 扰 动 惯性 补 偿 方程 。 热 流量扰 动惯性 补偿方 程 ： J Q + r Q Q 。 一Ql ( 1 1 ) U r 流量扰 动惯 性补偿 方程 ： _ 1 D l + r D D l D1 ( 1 2 ) Ur 人 口焓 扰动惯 性补偿 方程 ： ， | 1+ f H 丁 U 1 一 h1 ( 1 3) 如 勰 m捌啪 们 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 吴海凤 ， 等 ： 超临界锅炉单相受热面不同动态数学模 型的比较 2+ r H 旱 2 一 l ( 1 4 ) 3+ r H 旱 3 一 2 ( 1 5 ) h l + r H 旱 矗 1 一 3 ( 1 6 ) 惯性补 偿后 ， 受热 管 的能 量守 恒方 程如下 ： Q l +D l ( h l + 2 ) 一 d r 腿( + ) 式 中 ： Q 惯性 补偿后 的烟 气放 热量 ， k J ； D 管 内蒸汽 流量 ， k J s ； h 入 口工质焓 ， k J k g ； R R 动态修 正 因子 ； a T 1 、 2 、 3 2 3 中间变量 ； r 时 间 ， S ； r 。 、 r 。 、 r 分别 为管外 热流 量 扰 动 、 工 质 流量 扰 动 以及 入 口焓 扰 动 的惯 性 补偿 时间常 数 。 模型 中动 态 修 正 因 子 与 各 惯 性 补 偿 时 间 常 数 的计算 方法 如下 ： RR 一 0 2 5- t一 ( 1 8) r0十aDr 一 0 2 5( r o+ d D r ) + 0 5 r ( 1 9) r D= 0 2 5( r 0 + 口 D r ) + ( 一 0 5 ) r ( 2 0) r H 一0 2 5 0 7 5 ( r o +口 D ) 一0 5 r ( 2 1 ) 一 ( 2 2) a D 一 鹾 a 一 0 I_n 一 r - _ 式 中 ： D 。 受热管 内工 质流量 的设计 值 ， k g s ； 工质流 过整个 受热 管 的时间 ， S ； a 动态参 数 ； ， 金 属蓄 热时 间常数 ， S ； ， 为受热 管 出 口工 质 密 度 的 设 计 值 ， k g m ； ” 指 数 ， 此 处可取 = = = 0 8 。 数学 模 型 中 的各 修 正 因 子 和 惯 性 补 偿 时 间 常数随锅 炉负荷 的改 变 而改 变 。对 于某 一 负 荷 ， 只要 将 、 a 、 T 计 算 式 中 的 D。 、 等 参数 值 改 为该负荷下的参数值即可。 最终 的锅 炉 单 相 区段 集 总参 数 动 态 修 正 模 型 由式 ( 8 ) 和式 ( 1 1 ) ( 2 4 ) 组 成 。 在 B MC R 负荷下调 节烟气 挡板 ， 使尾 部前 烟 道 烟气量 份额 由 4 7 2 增 大 为 ( j 【 ) ， 对模 型进行 惯 性补偿 修正 前与 修正后 的 冉热 汽温 t 过 热汽 温 t 的响应 曲线如 图 5所示 。 图 5 B MC R负荷下 r 一6 0 ， 数学模型修正前后 的汽温响应曲线 ( r 一 4 7 2 ) 由图 5可见 ， 对模 型 进行 惯性 补偿 修正 后 ， 在 B MC R负荷下 ， 将 尾部前烟道烟气量 份额 由4 7 2 增 大到 6 0 ， 再热 汽温升高 2 0 ， 稳定时 间为 6 0 0 S ； 过 热汽温降低 1 O ， 稳定 时间为 2 0 0 S 。 由以上 3种模 型的仿 真 结果 可 见 ， 在 B MC R 负荷 下 将 尾 部 前 烟 道 烟 气 量 由 4 7 2 增 大 到 6 O ， 无论采用 何种模型 ， 调节稳定后 ， 再热 汽温均 升 高 2 0 ， 过热汽温均 降低 1 0 。采用进 出 口平 均参数 作为 集 总参 数 时 ， 过 热 汽 温会 发 生 跷跷 板 效应 ， 出现不合理 的波 动 ； 采用 出 口参数 作 为集总 参数 时 ， 没有发生跷 跷板 效应 ； 在对 模 型进行 惯性 补偿修 正前 ， 再热汽温 的稳定 时间为 8 0 0 S ， 过渡过 程偏慢 ； 对模 型进行修正后 ， 动态精 度提高 ， 过渡过 程加快 ， 再热 汽温的稳定时 间为 6 0 0 S 。 3 结 论 在 建 立超 临界 锅 炉 再 热 器。 和过 热 器 系 统 的 集总 参数 动态数 学模 型时 ， 不 同模 型 具 有不 同的 动态精 度 ， 但不 会影 响 汽温 调 节 的稳 定 值 。将 平 均参 数作 为集总 参 数 的模 型 ， 过 热 汽 温 的响 应 曲 线容易 发 生跷 跷 板 效 应 ， 产 生 不 合 理 的波 动 ； 将 出 口参 数作 为集 总参 数 的模 型 ， 再 热 汽温 和 过热 汽温 的响应 曲线 的趋 势 符合 运 行规 律 ， 但 稳 定 时 间偏长 ， 在对 动态 精度 要 求 不高 的情 况下 可 以采 用该模型； 对以出口参数为集总参数 的模型进行 惯性 补偿 后 ， 再 热 汽温 和 过热汽 温动 态 特 性 的精 度较 高 ， 仿 真结 果 与 实 际情 况较 为 接 近 ， 具 有 更 ( 下转 第 1 8页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 8 锅 炉 技 术 第 4 1 卷 ( 5 )为保 证 结 构 设 计 裕 量 和 炉 膛 瞬 态 压 力 条件下 结构 不 被破 坏 ， 加 固肋 间 距 不 宜超 过 7 5 0 mm， 并 设置纵 向肋 提高结 构的整 体稳定 性 。 参考文 献 ： 1 李颖， 石业东 锅炉烟风道壳体 和壁板 设计计算机 系统 J j 吉林大学学报( 自然科学版) ， 2 0 0 3 ， 2 I ( 3 ) ： 2 8 6 2 8 9 2 火力发 电厂娴风煤粉管道 设计技 术规程 s 北 京： 中国电 力 出 版 社 2 0 0 0 3 钱成绪火力发 电厂娴风煤粉管道设计技术规程配套 设计计 算方法 M 北京 ； 中国电力出版社 ， 2 0 0 4 4 张胜民基于有限元 软件 ANS YS 7 0的结构分析 M 北 京 ： 清华大学 出版社 ， 2 0 0 3 j 火力发 电厂 汽水 管道 设计 规 定 s 北 京： 中 国 电力 出版 礼 ， 2 0 0 0 F E M An al y s i s f or Bi g Ai r Bo x Ba s e d o n ANSYS HOU Qi n g we i ， QI J i n s h e n g， FE NG Yu b i n ， GAO Yo n g f e n， ZHANG Le c h u a n ( S h a n d o n g El e c t r i c P o we r E n g i n e e r i n g C o n s u L t i n g I n s t i t u t e C o I t d，J i n a n 2 5 0 0 1 3，Ch i n a ) K e y wor d s： FEM ； s t a t i c a na l y s i s； e i ge n b uc kl i n g a n a l y s i s ； s t r uc t u r e d e s i g n Ab s t r a c t ：Th e l o c a l b u c k l i n g i s a c r u c i a l p o i n t i n t h e c u r r e n t p r o j e c t s o f t h e s t e e l f l u e g a s a nd a i r d uc t f o r t h e u ni q u e c ha r a c t e r i s t i c o f h ug e s e c t i on wi t h t hi n wa l l s I n t hi s p a pe r ， s t r u c t u r e F EM r e s e a r c h e s b y ANS YS a r e c a r r i e d o u t o n a d o me s t i c p r o j e c t t h e b i g a i r b o x o f 6 0 0 M W g e n e r a t i ng s e t s The s t a t i c a n d e i g e n bu c k l i ng a n a l ys i s a r e c o nd uc t e d o n t he a i r bo x wi t h d i f f e r e nt wa l l t hi c kn e s s a nd t y pe of r e i n f o r c e m e nt b e a m s Fi n a l l y，s o m e de s i g n s ug g e s t i o ns a r e pr o p os e d f o r i n c r e a s i ng s t r u c t ur e s t ab i l i t y a c c o r di n g t o s t r uc t u r e d i s pl a c e a n d s t r e s s r e s u l t s a nd c r i t i c a l e i ge n b uc kl i n g l o a d v a l u e ( 上接 第 5页) 高 的使用 价值 ， 是一 种较 理 想 的单 相 受热 面 数 学 模 型 。 参 考文 献 ： 1 于向军 ， 浦复良， 支海坤锅炉不同动态数学模型的 比较 J 东南 大 学学 报 ， 1 9 9 8 ， 2 8 ( S u p ) ： 8 6 9 1 2 章臣樾锅炉动态特 性及其数学模 型 M 北京 ： 水利 电力 m版 社 ， i 9 87 ： 92 4 3 Kwa my H Ge t a 1 A n o n l i n e a r mo d e l f o r r e h e a t b o i l e r t u r b i n e g e n e r a t o r s y s t e m ) a r t l l d e v e l o p me n t j o i n t Au t o ma t i c Co n l r o l 【 、 o n f e r e n c e o f t h e Ame r i e a n Au t o ma t i C Co n t r o C o u n c i l C ， l 9 7 J ： 2 2 7 2 3 6 4 王泽宁 ， 周强泰 。 孔红军单相受热管集中参数简化模型的讨 论 Jf 中国电机工程学报， 】 9 9 3 ， l 3 ( 4 ) ： 4 4 5 1 5 马进 ， 王树兵 ， 李 立平高温过热器数学模型的跷跷板效应研 究 J 计算机仿真 ， 2 0 0 8 ， 2 5 ( 1 0 ) ： 2 3 6 2 4 0 ， E 6 张文景 ， 黄郁 明， 张书谨大 型机组再 热汽温调节 手段研 究 J 热能动力_ I = 程 ， 2 0 0 2 1 7 ( 2 ) ： l 9 5 1 9 7 7 范永胜 ， 畦 ， 姜学智 ， 等两类实用的单相受热 管集总参数 动态修正模型 J 动 力T程 2 0 0 0 ， 2 0 ( 2 ) ：6 3 5 6 3 8 Co mp a r i s o n o f Di f f