生物质锅炉新闻动态
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330 MW机组锅炉的两类�？榛Ｐ�
发布时间：2013-09-26 08:58 来源：未知
电站机组正向着大型化和复杂化方向发展，应用传统方法对电站机组进行研究很难满足其时间和精度上的要求，随着科学技术的飞速进步，应用计算机对电站机组进行模拟分析、优化设计已成为人们解决电站实际问题的一个十分重要的手段．美国电力研究所(EPRI)研制出了一种通用的、使用方便的、有效的电站机组的动态特性和运行分析的软件包MMS( Modu-lar Modelling System)即�？榛Ｏ低�. MMS问世后，在全世界得到了广泛的应用．1996年以前的MMS版本仅包括非实时�？�，只适用于电站工程分析．在2004年，由重庆大学“211”项目引进的MMS最新版本中，它不但保持了MMS原有的风格，而且，还包括了适应于电站仿真培训的实时�？椋搜芯縈MS中新添加的实时�？榈男阅埽阅诿晒糯锢仄旆⒌绯�330MW机组亚临界自然循环锅炉为研究对象，分别使用MMS实时和非实时�？榻⒘搜橇俳缱匀谎饭Ｐ�，对实时和非实时动态模型进行了研究比较。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂希蔽颐腔褂写罅康难钅灸拘伎帕Ｈ剂虾陀衩捉崭芽帕Ｈ剂铣鍪�。
1、实时�？榈男阅芴氐�
1.1MMS概述
MMS主要用于电站工程分析、预测系统动态和稳态特性、诊断设备异常、培训电站运行人员等．MMS有以下主要优点：1）使用者可以从预先确定的电站部件�？榭庵醒∮媚？�，快速建立电站系统模型进行仿真运行，适用于快速建模．2）每个�？槎及嗣枋銎涮匦缘乃锌刂品匠蹋？榫哂泻芎玫耐ㄓ眯�，只要�？榻涌诠娣�，相互连接，可以构成更大的仿真模型．3）�？榭梢酝ü饔枚唇涌獾募扑阕映绦蚶粗葱心Ｐ臀忍跏蓟募扑悖庑┘扑惚怀莆远问�，避免了模型初始化时重复、枯燥的手工计算.4）系统集成了图形建模、ACSL语言及MATLAB控制特性分析工具等，极大的方便了使用者．5）每个部件�？槎冀辛搜橹�，提高了整体计算精度，能够保证以其构成的系统仿真模型具有很高的精度．6）可以通过在线帮助得知�？榈墓δ苄畔ⅲ�7）新添加了实时模块，使用者可以通过实时�？槔唇⒌缯九嘌捣抡嫫髂Ｐ停�
1.2 MMS实时�？橛敕鞘凳蹦？榈那�
文中所阐述的实时�？槠涫凳浅凳钡�，实际过程对象的变化受很多因素影响，为了能实时地仿真实际变化过程，用实时�？榻⒌哪Ｐ�，其响应速度必须比对象实际的过程要快才能达到与实际对象同步的效果．非实时�？橛捎谑芷渌惴ǖ木窒蓿荒艽锏绞凳钡男Ч�
1.2.1压力一流量方程解算法的不同
实时�？橛敕鞘凳蹦？樵谘沽σ涣髁糠匠痰慕馑惴椒ㄉ嫌泻艽蟮牟煌旅娼岷狭魈宓目刂莆⒎址匠汤此得鳎鞴艿澜孛媪魈宓目刂莆⒎址匠涛�
1.2.2压力一流量方程解算的过程不同
MMS非实时�？榘渌锌刂品匠痰拇耄凳蹦？椴皇钦庋凳蹦？槭怯么匠探馑闫靼蚜鞫匠毯投糠匠毯掀鹄唇馑悖甅MS实时�？楦馑闫魈峁┬畔�，解算器需要计算通过模块的流量就把流量作为�？榈娜丝诙撕统隹诙搜沽Φ暮馑闫魇褂谜庑┬畔⒗绰蘖幸桓鐾暾牧魈逋绲姆匠套�，信息的补充是通过边界条件模块来补充的，解算器解算方程组得到流体网络的压力和流量．编码一个MMS实时�？�，需要知道通过压力一流量解算器的信息和压力一流量解算器输出的信息．压力一流量方程组是由在每一个内部节点流量总和为零的限制方程组成；在这里，一个内部节点被定义为一个无体积的点作为流体网络支流的连接点．支流的流量是每一个支流末端压力的函数，支流的流导系数和其它相关的流动参数是已知的，边界压力是已知的；未知的内部节点的压力可以得到，对于每一个内部节点，有一个方程和一个未知压力；非线性方程同时求解可得到所有内部节点的压力．所有内部节点的压力得到之后，通过每一个支流的流量就可以由压力来计算，方程组的求解采用的是变化的牛顿一拉费森法，对于每一次迭代，非线性方程被重新线性化并直接求解。
非实时�？楹褪凳蹦？橹涞牟畋鸾鍪视糜谀切┠Ｄ饬魈辶鞫哪Ｐ停鞘凳蹦？榻鐾ü攘诘哪？榇莺徒邮苄畔⒗醇扑阊沽土髁浚皇凳蹦？楦桓龆懒⒌慕馑闫鞔菪畔�，解算器同时对一个流体网络各分支的压力和流量进行计算。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡瘛�
1.3 MMS实时�？榈睦嘈�
1)外部节点（边界节点）．外部节点代表压力已经给定的边界条件；�？槭峭獠拷诘愕睦邮荓EFTR（输入边界模块）和RIGHT(输出边界�？�)．
2)内部节点，内部节点代表的是无体积点，这些点连接多重分支．内部节点的压力是未知的，内部节点的压力是通过流量解算器求得的．对于内部节点，压力一流量解算器使用的控制方程是一个代数方程，它代表流人节点总和的关系式为零；因此，对于每一个内部节点，有一个未知的压力和一个代数方程，模块是内部节点的例子是UJUNC（具有多个输入和输出的连接�？椋�
3)I型阻力型模块．I型阻力型�？榭梢源鹄矗虼�，在2个节点之间，一个或更多的I型阻力型�？榭梢员幌嗷チ有纬芍Я�，节点可以是外部节点也可以是内部节点；I型阻力型�？榈氖道荘IPE（管道�？椋�
4)Ⅱ型阻力型�？�，Ⅱ型阻力型�？橐泊硪桓隽鞫肪�，但是它们的控制方程要求它们的入口和出口必须直接连接到一个节点上，这个节点可以是内部节点也可以是外部节点；换而言之，Ⅱ型阻力型�？椴豢梢韵馡型阻力型�？槟茄樱蛐妥枇π湍？榈氖道荰URBR(汽轮机反动级�？�)．
2仿真对象概述
所建模仿真对象为内蒙古达拉特旗发电厂330MW发电机组锅炉，锅炉额定蒸发量为936.5 t/h，过热蒸汽压力为17.65 MPa，过热蒸汽温度为541℃，汽包压力为19.53 MPa.该锅炉型式为单汽包、单炉膛、亚临界参数、一次中间再热，自然循环水管式煤粉炉．使用东胜烟煤，锅炉采用旋流燃烧器，固态排渣，平衡通风．设计燃烧最低稳燃负荷35% MCR．
3、对象的仿真模型
顶棚过热器与包墙过热器合并用一附加受热面代替．布置在尾部竖井烟道内的2个低温过热器采用一个对流受热面模块进行模拟，为了能更加清晰地对实时和非实时模型做比较分析，文中对实际系统做了很大的简化，简化后的仿真模型如图1所示，图2和图3分别为在MMS仿真环境下的非实时和实时模型连接图．
4、仿真试验及动态特性分析
笔者在做仿真试验时，非实时模型采用0.05s的时间步长，实时模型采用0.5 s的时间步长，实时模型为了达到实时的效果，采用了大时间步长，其精度要比非实时模型稍差一点，但其误差在允许范围之内，下面列出了在两种扰动状态下的非实时和实时模型的部分仿真结果．
4.1燃料量阶跃扰动-5。
稳定运行100 s之后加入-5%燃料量阶跃扰动，主要响应的动态曲线如图4和图5所示，仿真试验时解除所有控制系统．
如图4所示，由于换热量减小，在其它条件不变的情况下，产汽量必将减小，这样汽包的蒸汽比例降低，汽包压力将逐步减小并最终趋于稳定．对于实时模型其压力变化比较平缓，非实时模型和实时模型相比，其压力变化要剧烈一些，
随着汽包压力和过热蒸汽压力的下降，过热蒸汽流量开始减少，随着压力逐渐趋于平衡，流量最后趋于稳定．从图上可以看出，实时模型流量的变化较平缓，非实时模型流量变化较剧烈，主要是由于非实时模型的压力变化较实时模型大一些．
4.2给水量阶跃扰动- 5%
稳定运行100 s之后加入-5%给水阶跃扰动，主要响应的动态曲线如图6和图7所示，仿真试验时解除所有控制系统．
由于给水量阶跃减少，在蒸发量不变的情况下，必然导致上升管出口蒸汽干度增大，汽包压力逐渐升高，最后趋于稳定，对于实时模型，其压力变化幅度较非实时模型要小一些，非实时模型压力变化大一些．
随着汽包压力和过热蒸汽压力的升高，过热蒸汽流量开始增加，随着压力逐渐趋于平衡，流量最后趋于稳定．对于实时模型过热蒸汽流量的变化要比非实时模型小一些，主要是由于实时模型的压力变化较非实时要小。
5、结论
通过试验验证，实时模型和非实时模型都能够正确反映自然循环锅炉系统动态特性；实时模型采用10倍于非实时模型的时间步长，大大节省了计算量，还能保证其误差在允许范围之内，因而，实时�？炜梢杂行У赜糜谑凳狈抡�，因此，可以利用实时模块建立培训仿真机模型进行更为精确和范围更广的电站培训仿真。
