锅炉热力计算程序编制.doc

锅炉热力计算程序编制第31卷第12期2004年12月应用科技AppliedScienceandTechnologyVo1.31.N0.12Dec.2004文章编号:1009671X(2004)12005203锅炉热力计算程序编制宋福元,姜任秋,陈跃进(哈尔滨.Y-程大学动力与核能工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:采用面向对象语言VisualBasic6.0和本地数据库软件Microsoftaccess编制了锅炉热力计算程序.该程序操作简单,运行灵活,可以实现人机对话,按用户要求控制程序运行,能自动生成热力计算书.经计算实例测试,汁算程序实现了设计所预期的各项性能,适用于各种工业锅炉和船用锅炉的热力计算,通用性较强,具有一定的工程实用价值.关键词:锅炉;热力计算;程序设计;VisualBasic中图分类号:I,K229.92文献标识码:AProgrammingoftheboilerthermalcalculationSONGFuyuan,JIANGRenqiu,CHENYuejin(hcx>lofPowerandNuclearEnergyEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:ThethermalcalculationprogramofaboilerhasbeencompiledwithVisualBasic6.0anddatabaseMicromftaccess.Thisprogramcanbeoperatedeasilyandrunflexibly.Ithasfriendlyuserinterface,andcancontroltheprogramrunningaccordingtouserSrequest.Itcanestablishthermalcalculationdocumentautomatically.Bycalculationalexample,theprogramrealizesanticipativeperformancesofthedesign.ItcanbeusedtOthethermalcalculationofindustrialboilersandmarineboilerswithuniversalapplicability,whichhasgreatpracticalvalueinengineering.Keywords:boiler;thermalcalculation;programming;VisualBasiccontrol锅炉热力计算是锅炉设计,运行及改造等过程中的重要环节.以往的热力计算大都是由手工完成的,过程繁琐,计算量大;同时做几个方案时,需要花费更多的人力和时问,限制了方案的优化;由于人为的不确定因素,计算精度难以保证.随着计算机技术的发展,锅炉热力计算的计算机程序已得到越来越多的应用.已有的热力计算程序大多是针对某一炉型而设计的,且受编程语言的限制,程序的通用性,维护性,可视性及可操作性受到一定的限制.为了解决上述问题,作者利用面向对象编程语言VisualBasic6.0(以下简称VB6.0)和Micromftaccess本地数据库开发了锅炉热力计算程序.在充分考虑了各种工业锅炉结构及运行特点的同时,融人了船用锅炉的计算方法,增强了程序的通用性;界面美观,操作简单方便,可维护性较好.以下主要介绍程序的结构,特点,计算方法及验证结果.1程序结构现时工业锅炉热力计算主要以锅炉机组热力计算标准方法为设计依据,而船用锅炉结构型式及运行方式同工业锅炉有时存在较大区别,若仍采用锅炉机组热力计算标准方法进行计算,误差较大.为解决上述问题,本程序对工业锅炉及船用锅炉采用了不同的计算方法,同时编制不同的子程序来考虑锅炉结构型式的影响,使计算软件的通用性增强.本程序是采用面向对象语言VB6.0编制的软件,不仅具有图文并茂的图形操作窗口和win一收稿日期:20043一(】2.作者简介:宋福元(1967一),男,副教授,主要研究方向:热能利用和空调制冷第12期宋福元,等:锅炉热力计算程序编制?53?dows的功能,而且它是一种事件驱动程式程序,能以任意顺序进行,运行软件不是由事先编好的程序来控制而是在用户控制之下运行,增强了程序的灵活性.与结构化设计相比较,面向对象设计更简单,直观.本锅炉热力计算程序包括程序界面,数据库,资料库,锅炉计算,结果查询和输出5部分,如图1.图1程序结构图1.1程序界面程序界面是用VB6.0编写的图文并茂的图形操作环境.设计人员可以根据需要通过窗口输入原始参数或选定原始参数数据库,也可以根据实际情况选择任意合理的计算顺序,使用程序界面输入数据直观,不易发生错误,使用方便.热力计算汇总见图2.图2热力计算汇总图1.2数据库用Micromftaccess建立各种原始参数数据库.通过程序界面输入每台锅炉的参数,燃料的元素成分与特性,锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数和锅炉结构参数等,生成原始参数数据库,供后续计算调用.同时还建立了各子模块计算结果数据库,供后续程序调用,用户查询和打印输出.1.3资料库本程序把锅炉热力计算所涉及到的不能转换为算术式的一些经验数据建立成资料库.设计人员可以在程序运行中方便地调出数据库,查询后输入数据.1.4锅炉计算锅炉计算可以完成锅炉各部件的热力计算,包括标准模块,空气及烟气特性计算模块,热平衡计算模块,炉膛结构及热力计算模块,锅炉管束结构及热力计算模块,蒸汽过热器结构及热力计算模块,省煤器结构及热力计算模块,空气预热器结构及热力计算八大模块.其中标准模块中包括水,水蒸汽,烟气,空气的焓值等各种计算,烟气黑度,对流放热系数,辐射放热系数等的计算函数子模块,供其他模块使用时调用.工质,烟气的热力学及物理性质均采用公式进行计算,如水和水蒸汽的焓和比容由IFC(internationalformulationeommittee)公式求得,黏度可由亚列德罗夫的内插方程求得,导热系数可由南山导热系数方程求得.对于没有计算公式的计算曲线和列表函数,采用正交多项式作一元线性拟合和多元线性回归等方法拟合成计算公式并设计成子模块放在标准模块中,供热力计算时调用.其他模块也由相应的子模块组成,各子模块既属于各自模块,又相对独立,可以相互调用,如空气和烟气特性计算模块计算结果可以为焓温表建立,热平衡计算,锅炉及辅助受热面热力计算调用.1.5查询和输出查询和输出是用来对于已经使用本程序计算出的锅炉数据进行管理.由于所有的原始数据和计算结果都以数据库的形式储存起来,可以随时查询和打印输出,使程序使用更加方便.2程序特点2.1可操作性本程序采用对话窗的形式实现人机对话,输入原始参数,控制软件运行顺序,简单直观.2.2通用性本程序对工业锅炉及船用锅炉采用了不同的计算方法,同时设计不同的子程序来考虑锅炉结构对热力计算的影响,基本适用于各种工业锅炉和船用锅炉的设计和校核计算,通用性较强.2.3安全性充分考虑到使用本软件过程中出现错误的可能性,在各模块中设计了容错系统.当出现错误时,该系统及时向用户报警,并指出错误出处和错误类型,用户可据此修正错误,保证软件安全.I生.2.4实用性为了便于管理和生成热力计算书,在编制程?54?应用科技第31卷序时,利用Microftaccess本地数据库软件编制了各种原始参数数据库,各子模块计算结果数据库,可以自动生成热力计算表格,可以查询,也可以直接打印成热力计算书.3对流受热面热力计算方法除了常规的燃料分析,热平衡计算,炉膛辐射计算外,程序的编制主要集中在对流受热面的热力计算上.各对流受热面的热力计算,全部调用一个共用子程序.设每一对流受热面上有个子受热面,假定对流受热面的进口烟气热力状态及每个子受热面的进口工质热力状态是己知的,则对流受热面可建立一个热平衡方程和个热传导控制方程.Q=Q,=(Q+Q)Q=HKt|Bj.式中:Q为烟气的放热量;Q为对流受热面的总吸热量;Q和Q分别代表第i个子受热面的辐射吸热量和对流吸热量.根据上式组合成的“+1个方程可求解出对流受热面烟气出口温度和个子受热面工质的出口温度.在以上计算方法中,假定烟气和工质的进口温度是已知的,但由于数据关系的交叉性,一个受热区的热力计算将影响其他受热面和烟气的状态值.对流受热面的热力计算是对烟气线路上受热区进行反复迭代的计算过程,直到热平衡误差小于工程允许误差为止.为加速迭代过程的收敛或避免发散,迭代时分别采用超松弛或亚松驰技术,松驰因子根据计算情况自动生成.若得出的烟气出口温度与设计值不相符,程序自动返回,重新调整对流受热面结构参数,直到达到设计要求为止.本程序通过进行空气,烟气,热平衡,炉膛,锅炉管柬,过热器,省煤器和空气预热器计算的自动化处理,使用户进行上述计算中只需要输入几个必须的变量便可完成,在不终止程序运行的前提下可以随时更改各种输入参数和结构形式,完成对不同方案的比较,提高了程序使用的灵活性.4计算实例为测试计算程序的各项性能,以SZL61.27一w型饱和蒸汽锅炉设计计算为例,进行上机操作计算,主要计算结果与原资料计算值的比较列于表1中.测试及计算结果表明,该软件实现了设计所预期的各项性能,计算结果与原计算值相差不大,且计算误差可控制在热力计算标准所允许的误差范围内表1主要计算结果与原资料计算值的比较5结束语1)本程序用VB6.0软件编写,具有良好的用户界面和使用的灵活性.2)用IFC公式计算水和水蒸汽热力参数和物性参数并采用曲线拟合法对线算图进行拟合,使计算更加方便,准确.3)在本程序中计算数据保存在数据库中,可以使计算结果得到充分利用.4)适合于各种工业锅炉和船用锅炉热力计算,具有一定的通用性和工程实用价值.参考文献:.1金定安,曹子动,余建洪.工业锅炉原理M.西安:西安交通大学出版社,1988.2HALV0RS0NM,着.VisualB