基于流體網絡方法的電站鍋爐熱力系統(tǒng)建模與性能分析預測研究.pdf

1、本文結合超臨界電站鍋爐性能分析平臺，采用流體網絡方法建立鍋爐熱力系統(tǒng)的一般數學模型，包括基于關聯(lián)矩陣描述的鍋爐熱力系統(tǒng)拓撲結構和鍋爐換熱部件算法模型，并提出通用的模型求解算法。同時，提出了一種能夠解決帶有冷段和熱段的三分倉回轉式空氣預熱器傳熱計算方法，建立了傳熱模型并設計計算機程序和算法進行實現。針對部分電站鍋爐熱工參數不易測量的情況，采用軟測量方法對其進行間接測量，并結合鍋爐熱力系統(tǒng)機理模型，建立電站鍋爐的性能分析和在線預測系統(tǒng)，實現

2、對鍋爐機組的性能預測和控制。在系統(tǒng)實現技術上，采用基于瀏覽器/服務器的架構模式，研發(fā)支持在線監(jiān)測的電站鍋爐性能分析與預測系統(tǒng)，并應用于鍋爐蒸汽溫度的預測和吹灰優(yōu)化之中。
　　論文主要研究內容如下:
　　介紹了流體網絡的支路和節(jié)點的概念，給出了用圖論中的關聯(lián)矩陣、鄰接矩陣和回路矩陣表示流體網絡的方法。介紹了鍋爐的工作原理和組成結構，分析了鍋爐的熱力系統(tǒng)，并用關聯(lián)矩陣和鄰接矩陣表示出了鍋爐熱力系統(tǒng)中煙氣流程、空氣流程和水流程的網

3、絡拓撲結構。
　　介紹了鍋爐熱力計算的理論基礎，給出了煙氣流程、空氣流程、水流程之間和各流程內部所滿足的質量平衡方程、能量平衡方程、動量平衡方程，以及傳熱方程和熱量平衡方程。在此基礎上借用電網理論的基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律，建立起鍋爐熱力系統(tǒng)的數學模型，并給出了模型的求解方法。之后研究了三分倉回轉式空氣預熱器熱力計算的解析方法。
　　火電廠許多重要技術參數和經濟參數難以進行在線測量，選取與之有關的且便于測量的參數作

4、為輔助變量，基于鍋爐運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、機組運行歷史數據庫和煤質在線監(jiān)測等系統(tǒng)，采用機理方法或歷史數據建立軟測量模型，從而實現對不易直接測量的鍋爐熱工參數進行軟測量。在建立軟測量模型上，采用BP神經網絡建立基于歷史數據的軟測量模型對飛灰含碳量進行預測;對于受熱面的灰污熱阻，則主要采用機理分析的方法建立軟測量模型。將軟測量結果再次作為鍋爐熱力系統(tǒng)機理模型的輸入，從而建立鍋爐性能分析計算和預測模型。
　　論述基于流體網絡方法的鍋爐熱力系