燃气蒸汽联合循环中余热锅炉的仿真建模分析

"余热锅炉仿真建模方法的探讨 (2002年)，作者: 刘道平，李瑞阳，郁鸿凌，马博，来自上海理工大学动力工程学院" 余热锅炉在燃气蒸汽联合循环系统中扮演着至关重要的角色，其性能直接影响整个系统的效率和稳定性。由于燃气蒸汽联合循环电站经常需要进行启停和变负荷运行，因此对余热锅炉的深入理解和性能研究至关重要。仿真技术在此领域提供了有效的研究途径，不仅辅助设计，还能用于运行人员的培训和事故处理模拟。 在余热锅炉的仿真建模过程中，首先需要了解其结构和热力特性。余热锅炉通常由烟道和本体两大部分构成，利用高温烟气的热量通过错列鳍片管对流受热面转换为蒸汽。其工作温度约在500℃，这种特殊的工况要求模型能准确反映热量传递的过程。 建模时，系统划分是关键步骤，需将余热锅炉划分为不同的子系统，如燃烧室、受热面和蒸汽发生部分等。建模方法选择多样，可以采用经验公式、物理方程或者数据驱动的黑箱模型。参数选取应基于实际运行数据，包括烟气流量、温度、压力，以及蒸汽的生成速率等。二次建模则涉及非线性特性的简化和模型的校正，以确保模型在各种工况下的精度。 在建模过程中，应注意几个核心问题：一是模型的复杂度与计算效率之间的平衡，过于复杂的模型可能导致计算负担过重，而过于简单的模型可能无法准确反映实际行为；二是模型的适用范围，确保模型能够适应燃气轮机和蒸汽轮机不同运行条件下的余热锅炉性能；三是模型的校核，通过对比实测数据和模型预测结果来验证模型的准确性。 仿真技术的应用对于提高联合循环系统的运行效率、优化控制策略和预防事故具有显著价值。通过仿真，可以预测和分析系统在各种工况下的表现，为运行人员提供决策支持，提升电力生产的安全性。同时，仿真研究也促进了余热锅炉设计的改进和技术的进步，推动了电力工业的技术发展。 余热锅炉的仿真建模是一项涉及多学科的复杂任务，需要综合运用热力学、流体力学、传热学等知识，结合实际工程经验和计算方法，以构建能够准确预测性能并指导实际操作的模型。这项工作对于理解和优化燃气蒸汽联合循环系统的整体性能至关重要。