[發明專利]再熱器傳遞函數模型的機理建模計算方法

有效

• 申請號: 201610369492.0
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN107451304B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 歸一數;康英偉;陳歡樂;楊平;王松;李芹;王念龍;徐春梅;宋濤;于會群;朱宇新;余潔
• 申請（專利權）人: 上海明華電力科技有限公司;上海電力學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

1.一種再熱器傳遞函數模型的機理建模計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建再熱器建模框架，包括7個傳遞函數：G₁(s)至G₄(s)分別表示低溫再熱器各通道；G₅(s)至G₇(s)分別表示高溫再熱器各通道；

2)對建模框架中傳遞函數模型參數進行計算；

所述的G₁(s)至G₇(s)都采用如下多容慣性結構的傳遞函數形式：

每個傳遞函數含有3個參數，即：模型階數n、時間常數T和放大系數K，整個再熱器模型共有21個參數；

所述的模型階數n_i和時間常數T_i的計算公式是由單相受熱管線性分布參數模型的解析解，其中i＝1,2,3,4,5,6,7，應用傳遞函數模型的近似計算方法得到；

K₁、K₅和K₂、K₆的計算公式是通過對單相受熱管內的蒸汽應用質量守恒定律和能量守恒定律，建立受熱管內蒸汽的靜態模型，并對其作線性化處理后得到；

K₃、K₄、K₇是通過建立相應工藝過程的機理模型，并對模型作線性化處理后得到；

所述的K₃的計算涉及煙氣擋板流量特性、受熱面煙氣側對流換熱、單相受熱管傳熱的物理過程；K₄和K₇的計算涉及燃料-負荷特性、風量-負荷特性、鍋爐爐內燃燒及傳熱、煙氣對流換熱區傳熱、單相受熱管傳熱的物理和化學過程；

所述的K₃、K₄、K₇的計算公式為：

式(2)至式(4)中，至表示相應工藝過程相應通道的放大系數。

2.根據權利要求1所述的一種再熱器傳遞函數模型的機理建模計算方法，其特征在于，建立受熱管內蒸汽的靜態模型，并對其作線性化處理，得到單相受熱管過程吸熱量通道放大系數的計算公式：

式(5)中，Δ為相對于工作點的變化量，H為焓值，Q為吸熱量，D為流量；下腳標zq代表蒸汽，out代表出口，0代表工作點參數；

根據質量守恒定律和能量守恒定律，建立鍋爐爐內傳熱模型，并將其線性化，得到爐內過程各通道放大系數的計算公式：

式(6)、式(7)中，T為溫度，B為燃料量，G為煙氣或空氣流量，η為鍋爐效率，C_p為定壓比熱容，β為輻射傳熱系數，N為爐膛內除水冷壁外輻射受熱面的個數；下腳標f代表煙氣，a代表空氣，LHV代表燃料的低熱值，wf代表水冷壁，rad代表輻射受熱面，con代表對流受熱面；

對煙氣對流換熱區分別應用質量守恒定律和能量守恒定律，并結合對流換熱規律，建立煙氣對流換熱區傳熱模型，將該模型作線性化處理后，得到煙氣對流換熱區各通道放大系數的計算公式：

式(8)、式(9)中，α為對流換熱系數；下腳標in代表入口；

記鍋爐的燃料-負荷特性、燃料-風量特性和煙氣擋板流量特性分別為：

B＝y_B(P) (10)

G_a＝y_G(P) (11)

λ＝y_λ(0.01θ) (12)

式(10)至式(12)中，P為機組負荷，λ為通過低再通道的煙氣流量在總煙氣流量中所占的比例，θ∈[0,100]，為再熱煙氣擋板開度；將式(10)至式(12)都擬合成多項式函數形式，得到相應通道放大系數的計算公式：