一种直流锅炉的汽水分离器建模方法及系统技术方案

本申请公开了一种直流锅炉的汽水分离器建模方法及系统，该方法包括：基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建，得到相应的汽水分离器仿真模型；依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到汽水分离器的机理模型；当汽水分离器仿真模型处于运行仿真过程，则实时分析汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况；在当前参数计算周期内，利用机理模型，对汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况进行参数计算，得到当前参数计算周期下的工质参数；上述仿真工况包括上水启动状态、湿态运行状态、干态运行状态、干湿态转换状态和超临界状态。本申请实现了对直流锅炉中汽水分离器的仿真建模。

Method and system for modeling steam water separator of direct current boiler

The invention discloses a system and a method for modeling water separator boiler, the method includes: Based on MUSE simulation environment, the simulation model of steam water separator separator, get the corresponding simulation model; based on the mass conservation law and energy conservation law, combined with the physical properties of working fluid, a mathematical model for the steam separator simulation model, mechanism model obtained separator; when the separator simulation model running in the simulation process, simulation is the real-time analysis of the separator simulation model; parameter calculation in the current period, using mechanism model, simulation and calculation of working steam separator simulation model the parameter of the working fluid parameters the current parameter calculation cycle; the simulation conditions including water start state, wet operation State, dry state, dry and wet state and supercritical state. The application of the simulation model of the steam water separator in the direct current boiler is realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流锅炉仿真
，特别涉及一种直流锅炉的汽水分离器建模方法及系统。
技术介绍
为了提高火力发电机组的效率和减少污染物排放，近年来许多电力企业大力发展了超临界及超超临界发电机组，产生了明显的经济和社会效益。直流锅炉作为超临界及超超临界发电机组中的重要组成部件，对整个发电机组的性能产生了至关重要的影响。通过对直流锅炉进行仿真建模，可以有利于人们对直流锅炉的设计、制造、调试和运行过程进行后续的优化，并有利于提高对相关运维人员进行业务培训的效果。而汽水分离器作为直流锅炉中的一个必不可少的组成部件，汽水分离器的仿真建模是直流锅炉仿真建模过程中的一个重要子过程。如何实现对直流锅炉中汽水分离器的仿真建模是目前有待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种直流锅炉的汽水分离器建模方法及系统，实现了对直流锅炉中汽水分离器的仿真建模。其具体方案如下：一种直流锅炉的汽水分离器建模方法，包括：基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建，得到相应的汽水分离器仿真模型；依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到所述汽水分离器的机理模型；当所述汽水分离器仿真模型处于运行仿真过程，则实时分析所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况；在当前参数计算周期内，利用所述机理模型，对所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况进行参数计算，得到当前参数计算周期下与该仿真工况对应的工质参数；其中，所述汽水分离器仿真模型的仿真工况包括上水启动状态、湿态运行状态、干态运行状态、干湿态转换状态和超临界状态。优选的，所述基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建的过程，包括：利用所述MUSE仿真环境，分别对所述汽水分离器的容器主体、入口、出汽口、循环水出口、排污口和安全阀门进行仿真建模，得到所述汽水分离器仿真模型。优选的，所述依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模的过程，包括：利用工质质量守恒方程、工质能量守恒方程、水位下工质质量方程和体积守恒方程，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到所述机理模型。优选的，所述工质质量守恒方程为: d d τ [ ρ s V s + ρ w V w ] = q r - q s - q a f - q c - q n ; ]]>所述工质能量守恒方程为： d d τ [ ρ s h s V s + ρ w h w V w - pV t + m t C p t m ] = q r h r - q s h s - q a f h a f - q c h c - q n h n ; ]]>所述水位下工质质量方程为： d d τ [ ρ s V s d + ρ w V w d ] = x · q r · ( 1 - η ) + ( 1 - x ) · q r - q s d - q c ; ]]>所述体积守恒方程为：Vt＝Vs+Vw；式中，下标s表示蒸汽，下标w表示水，下标r表示入口，下标c表示出水口，下标n表示排污口，下标af表示安全阀门；符号ρ表示工质密度，符号V表示工质体积，符号q表示工质流量，符号h表示工质焓；参数p表示压力参数，参数mt表示分离器金属质量，参数Cp表示金属比热，参数tm表示金属温度，参数Vsd表示水位下蒸汽体积，参数Vwd表示水位下水体积，参数qsd表示由温度过高引起的从水中溢出的饱和蒸汽流量，参数x表示入口工质干度，参数η表示与汽水分离器分离效率有关的预设系数，参数Vt表示汽水分离器的整体内部容积。优选的，所述在当前参数计算周期内，利用所述机理模型，对所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况进行参数计算的过程，包括：对所述工质质量守恒方程、所述工质能量守恒方程、所述水位下工质质量方程和所述体积守恒方程进行化简代换处理，得到压力变化率方程、水体积变化率方程和水位下蒸汽体积变化率方程；利用所述压力变化率方程、所述水体积变化率方程和所述水位下蒸汽体积变化率方程，分别计算得到当前参数计算周期内的压力变化率、水体积变化率和水位下蒸汽体积变化率；利用当前参数计算周期内的压力变化率、水体积变化率和水位下蒸汽体积变化率，并结合上一参数计算周期内得到的压力参数、水体积参数和水位下蒸汽体积参数，计算得到当前参数计算周期内的压力参数、水体积参数和水位下蒸汽体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流锅炉的汽水分离器建模方法，其特征在于，包括：基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建，得到相应的汽水分离器仿真模型；依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到所述汽水分离器的机理模型；当所述汽水分离器仿真模型处于运行仿真过程，则实时分析所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况；在当前参数计算周期内，利用所述机理模型，对所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况进行参数计算，得到当前参数计算周期下与该仿真工况对应的工质参数；其中，所述汽水分离器仿真模型的仿真工况包括上水启动状态、湿态运行状态、干态运行状态、干湿态转换状态和超临界状态。

【技术特征摘要】
1.一种直流锅炉的汽水分离器建模方法，其特征在于，包括：基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建，得到相应的汽水分离器仿真模型；依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到所述汽水分离器的机理模型；当所述汽水分离器仿真模型处于运行仿真过程，则实时分析所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况；在当前参数计算周期内，利用所述机理模型，对所述汽水分离器仿真模型当前所处的仿真工况进行参数计算，得到当前参数计算周期下与该仿真工况对应的工质参数；其中，所述汽水分离器仿真模型的仿真工况包括上水启动状态、湿态运行状态、干态运行状态、干湿态转换状态和超临界状态。2.根据权利要求1所述的直流锅炉的汽水分离器建模方法，其特征在于，所述基于MUSE仿真环境，对汽水分离器进行仿真模型搭建的过程，包括：利用所述MUSE仿真环境，分别对所述汽水分离器的容器主体、入口、出汽口、循环水出口、排污口和安全阀门进行仿真建模，得到所述汽水分离器仿真模型。3.根据权利要求1所述的直流锅炉的汽水分离器建模方法，其特征在于，所述依据质量守恒定律和能量守恒定律，并结合工质物理特性，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模的过程，包括：利用工质质量守恒方程、工质能量守恒方程、水位下工质质量方程和体积守恒方程，对所述汽水分离器仿真模型进行数学建模，得到所述机理模型。4.根据权利要求3所述的直流锅炉的汽水分离器建模方法，其特征在于，所述工质质量守恒方程为: d d τ [ ρ s V s + ρ w V w ] = q r - q s - q a f - q c - q n ; ]]>所述工质能量守恒方程为： d d τ [ ρ s h s V s + ρ w h w V w - pV t + m t C p t m ] = q r h r - q s h s - q a f h a f - q c h c - q n h n ; ]]>所述水位下工质质量方程为： d d τ [ ρ s V s d + ρ w V w d ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王越超，罗嘉，吴乐，余圣方，陈世和，潘凤萍，朱亚清，黄卫剑，叶向前，陈文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，紫光北京智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44