锅炉水动力计算软件简介(office2003)

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3. 通用水动力计算模型
目标节点
在一个系统中，没有必要把所有 部件的压力都作为直接求解的对 象—目标节点。目标节点要满足 以下条件： •分配集箱或混合集箱 •汽水分离器 •喷水减温器 •泵 •系统开始部件和结尾部件
23Biblioteka 3. 通用水动力计算模型 3.3 通用计算模型 代表各管组内或管组之间的流量或压差的关系式是一些非 线性方程：
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2. 软件的功能及特点
2.3 可靠性强、准确性高 软件的计算结果可以细化到每个管屏的每一根管
子，给出其进出口参数（包括压力、温度、焓、 干度）以及管内压力降（包括总压降、重位压降、 摩擦压降、局部压降、加速压降）。经过各大锅 炉厂的多个工程实例验证，取得了满意的结果。
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2. 软件的功能及特点
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3. 通用水动力计算模型
3.1 锅炉汽水系统部件分类
1. 管件型部件 连接管、管屏、管段 2. 集箱型部件 混合集箱、分配集箱、汽水分离器、 喷水减温器、泵等 附属部件 弯头、节流圈、流量测量孔板、阀门、特殊部件
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3. 通用水动力计算模型
3.2 锅炉汽水系统抽象示意图
根据锅炉汽水系统和电 路的相似性，将汽水系 统抽象成能够体现各个 部件连接关系的系统图。
3.5 压降计算迭代过程
0 po po
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3. 通用水动力计算模型
3.6 分相点计算
超 临 界 流 体
单相
两相
两相 + 单相
单相 + 两相
单相 + 两相 + 单相
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3. 通用水动力计算模型
3.7 节点压力法应用于锅炉水动力计算
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3. 通用水动力计算模型
节点压力法在循环系统中的应用
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3. 通用水动力计算模型
3.3.4 压力方程（组）
m n p pI i pi pI 0 ( gh) Ii I 0 p0 pI j ( gh) O j GS 0 0 RI i GI i RO j GO j j 1

i 1
0 2
G1
G2
p1 p2 G1 R1G10
p1
p1 p2 G2 0 R2 G2
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3. 通用水动力计算模型
3.4 节点压力法总结 节点压力法是基于图论
的、和水动力计算特点 相结合的迭代算法。它 把对无序性的计算运用 到锅炉管路布置和压降 的计算中。
0
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3. 通用水动力计算模型
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3. 通用水动力计算模型
3.3.6 通过压差更新流量
U p gh RG 2 U 0 p gh R (G0 ) 2
R随着流量变化而变化很小，可认为不变。
U G2 2 U 0 G0
U G G0 U0
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3. 通用水动力计算模型
部件串联
p3
p1 p2 R1G
锅炉水动力计算软件介绍
西安交通大学 车得福教授课题组
提纲
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1. 锅炉水动力计算简介
水动力计算是锅炉设计与校核中非常重要的环节。
锅炉水动力系统设计的合理性直接影响到锅炉安 全和正常运行。 1.1 锅炉水动力计算的任务 锅炉水动力计算的任务是计算锅炉受热管内的水 动力特性及流动阻力；选择锅炉受热面汽水系统 的最佳布置方案和结构尺寸；校核锅炉受热面的 工作可靠性并提出提高可靠性的措施。
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1. 锅炉水动力计算简介
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1. 锅炉水动力计算简介
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1. 锅炉水动力计算简介
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1. 锅炉水动力计算简介
1.5 水循环安全性校验 循环可靠性的校验就是对偏差管进行的。对于受
热弱的上升管校验其是否出现停滞、自由水面和 倒流，对受热最强管则校验其管壁温度、是否出 现过低的循环倍率和传热恶化。
2.4 软件使用方便 软件界面友好，操作方便。水动力计算软件安装
过程非常简便迅速。输入数据以Access文件保 存，输出数据以Excel文件保存，文件的打开和保 存方便。
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2. 软件的功能及特点
2.5 程序可拓展性强 本软件采用面向对象的编程方式，可以非常方便
地对软件中所使用的热负荷分布形式、阻力特性 和传热特性公式等进行及时更新。同时，由于软 件通用性强，可处理任意布置方式的汽水连接系 统，其应用范围将更加广阔，目前已拓展到气化 炉的水动力计算中。
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1. 锅炉水动力计算简介
1.7 锅炉水动力计算软件开发的现状（续一） 赵振宁针对自然循环锅炉，通过将水动力计算中
沿程各部件抽象成一种“抽象管”的模型，并以其 为单元描述了整个水动力“流量压力”平衡的结 构，形成一套通用的水动力计算模型。 徐艳英、董竼等针对自然循环热水锅炉，阐述了 水动力回路分析法的计算原理，给出了自然循环 热水锅炉水冷壁和对流管束循环回路的水动力回 路分析法等效管路图、水动力计算数学方程组及 其相应的求解方法。
质量守恒方程式 动量或能量守恒方程式 各种压降的计算公式
因此，锅炉的水动力计算是一个求解非线性方程组的问题。
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3. 通用水动力计算模型
3.3.1 质量守恒方程
进口总流量=出口总流量
GO 1 GS
GO 2
部 件 0
假设对于部件0有 m个入口 n个出口
m n
GI 1
GI 2

G
i1
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1. 锅炉水动力计算简介
1.7 锅炉水动力计算软件开发的现状（续二） 前述水动力计算模型或程序大都是针对某一具体
炉型，或者仅能适合较为简单水循环系统，通用 性和扩展性差，所以开发通用的锅炉水动力计算 软件有着非常重要的实际意义。
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2. 软件的功能及特点
由西安交通大学车得福教授课题组研发的锅炉水
其中 G 0 恒为正
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3. 通用水动力计算模型
3.3.4 压力方程（组）
p gh 代入流量平衡方程 G 0 RG

m
G
i1
Ii


n
G
j 1
O j
G
S
以工质向上流动为例

i 1
m
n p pO i pI 0 ( gh) I i O 0 pI j ( gh) O j GS 0 0 RI i GI i RO j GO j j 1
Ii


G
j 1
O j
G
S
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3. 通用水动力计算模型
3.3.2 管件型部件压降计算
p RG 2 gh
由于受热，上式中的R受流量和水的状态参数的影响。
单相流体R的表达式
1 l R 2 [( ) v v 2 v1 ] A 2d n 2
两相流体R的表达式
n
pref ：基准点的 压力计算值
p1 pref , p2 pref , p3 pref ,..., 0,... pn pref
PR：基准点的绝对压力
p1 pref P R, p 2 p ref P R, p 3 p ref P R,..., P R,...p n p ref P R
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1. 锅炉水动力计算简介
1.2 锅炉水力系统的组成 锅炉的水力系统由相互连接的管子、联箱、锅筒
（直流锅炉无锅筒）和一系列附属装置所组成； 水力系统的作用是使水加热和蒸发，使蒸汽过热 并调节过热温度。水力系统中包括的附属装置有： 节流孔圈和流量测量孔板、保护套管、阀门、各 种类型的汽水分离器、热交换器和喷水装置等。
动力计算软件，采用Visual Basic 6.0 语言开 发，与Microsoft Access和Microsoft Excel相 结合，适合进行多种炉型的宽广压力范围内锅炉 水动力计算。主要有以下几个方面的特点：
模型通用性强 软件适用范围广 可靠性强、准确性高 软件使用方便 程序可拓展性强
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发明专利证书
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2. 软件的功能及特点
2.2 软件适用范围广 本软件能够进行不同用途（电站锅炉和工业锅
炉）、多种炉型（前后墙对冲、四角切圆、“W” 型火焰、塔式、循环流化床等）、各种压力范围 （超临界和亚临界）和各种循环方式（直流和自 然循环）的锅炉水动力计算。并适用于锅炉的各 种负荷工况。
[sgn( flow) j
j 1
n
(gh) j
0 RO jGO j
sgn( flow)i
i1
m
(gh)i ] 0 RIiGIi
GS
1, 工质流动方向与重力方向相同 sgn( flow) 1, 工质流动方向与重力方向相反
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3. 通用水动力计算模型
3.3.5 求解压力方程（组）
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1. 锅炉水动力计算简介
1.7 锅炉水动力计算软件开发的现状 目前，许多厂家、科研院校都针对水动力算法与
软件都做了不少研究。 田圃等提出“串并联法”，并用该方法针对改进型 UP直流锅炉水冷壁进行了计算。 张志新、周云龙提出了一种水动力调整的新方 法—压降系数法。该方法能实现水动力调整的一 次到位，并根据该方法开发了直流锅炉水动力调 整优化程序。
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1. 锅炉水动力计算简介
1.3 锅炉水循环方式 根据工质流经蒸发受热面的流动动力和循环方
式，锅炉的水循环可以分为自然循环、多次强制 循环、一次性通过（直流）以及复合循环等四种。 根据工质流动回路是否闭合可以分为两类：由上 升管和下降管组成的闭合水力系统称之为循环回 路。按直流原理工作的水力系统称为直流回路。
1 l R 2 {( )[1 x ( 1)] xc x j (v v)} A 2 2