高温过热器数学模型的跷跷板效应研究
第２５卷第１０期
计算机仿，真２００８年ｌＯ月文章编号：１００６－９３４８（２００８）１０－０２３６—０５
吉Ｉ－ｆｆｉ－Ｉ泪Ｉｒｍ过热
入∑７式￥器数学模型的跷跷板效应研究
马进，王兵树，李立平
（华北电力大学自动化系，河北保定０７１００３）
摘要：为消除跷跷板效应所引起的高温过热器数学模型不正确的动态变化趋势，从集总参数建模方法出发对蒸汽出口焓值计算公式进行分析，推导出避免跷跷板效应的判定准则，指出建立多分段模型是解决该问题的基本方法。以数值计算的方法讨论蒸汽压力等参数的影响。结合工程应用的实际条件，提出模型分段数目的工程解决方法。根据上述分析建立的的高温过热器数学模型在不同负荷下避免了跷跷板效应，验证了判定准则和解决方法的正确性。给出的判定法则和解决方法不仅对高温过热器动态数学建模具有指导作用，而且该分析方法适用于其他流动换热设备仿真建模。已经应用于某电厂的３００ＭＷ火电机组仿真机的模型开发。
关键词：过热器模型；集总参数法；跷跷板效应；仿真
中圈分类号：ＴＫ２２３；ＴＰ３９１．９文献标识码：Ｂ
ＴｈｅＳｅｅ—－ＳａｗＥｆｆｅｃｔｏｆＨｉｇｈ——ＴｅｍｐＳｕｐｅｒｈｅａｔｅｒＭｏｄｅｌ
ＭＡＪｉｎ，ＷＡＮＧＢｉｎｇ—ｓｈｕ，ＬＩＬｉ—ｐｉｎｇ
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ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒｍｏｄｅｌ；ｌｕｍｐｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄ；Ｓｅｅ—ｓａｗｅｆｆｅｃｔ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
１引言
高温过热器数学模型在火电厂仿真机中占有重要地位，过热蒸汽出口温度是仿真机的关键参数，按照火电机组仿真机技术规范，其静态误差不超过测量仪表量程的２％，动态特性时间参数偏差小于２０％。在实时动态仿真计算中，其数学模型一般采用集总参数法，在低负荷下可能出现跷跷板效应，表现为过热器入口喷水量增加、入口蒸汽温度阶越下降时，模型计算出的蒸汽出口温度反而上升，与实际的变化趋势正好相反。文献［１］的分析采用比热和温度变化计算热量变化，而工程上经常采用焓值计算热量变化，因此其结论在工程上无法应用。文献［２］侧重从计算方法的角度进行讨
收稿日期：２００７—０８—２３修回日期：２００７—０９—２０
?－——２３６—－——论，未指明跷跷板效应的根本原因以及与负荷的关系。本文将理论分析与数值计算相结合，根据工程实际条件，解决了跷跷板问题。从集总参数建模方法对蒸汽出口焓值计算公式进行分析，推导出避免跷跷板效应的理论依据。建立多分段模型是解决该问题的基本方法。以数值计算的方法，讨论了蒸汽压力、温度和流量的影响。结合工程应用的实际条件，提出具有实用性的多段模型分段数目解决办法。根据上述方法建立的多分段高温过热器数学模型在不同负荷下避免了跷跷板效应，验证了判定准则和解决方法的正确性。
２高温过热器动态数学模型
本文建立的数学模型以华北电力大学Ｓｔａｒ一９０仿真支撑系统为平台。该系统是建立在模块化建模方法基础上的在线建模、调试与仿真环境，整个模型由各种仿真模块搭接而成，每个仿真模块是某种仿真算法的实例化。高温过热器
万方数据