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延伸：大型火電機(jī)組加熱器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的研究
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第14卷第2期 崔凝等：電站凝汽器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用 ·159·

根據(jù)上述公式可知，凝汽器飽和溫度Ts與清潔系數(shù)βcm以及冷卻水管內(nèi)徑d2的變化方向相反。凝汽器冷卻管越臟，清潔系數(shù)越小，內(nèi)徑越小，凝汽器的傳熱系數(shù)越小。凝汽器端差、飽和溫度與冷卻管內(nèi)壁清潔系數(shù)和內(nèi)徑的變化相反，端差與飽和溫度增加，凝汽器真空降低。

利用凝汽器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，在任一穩(wěn)定工況下，緩慢減小冷卻水管清潔率修正系數(shù)。隨著修正系數(shù)的減小，凝汽器壓力Pc、端差δt、過冷度△Tw及冷卻水溫升△T2-1的變化曲線如圖4所示：

Pc的變化曲線δt的變化曲線

△Tw的變化曲線 △T2-1的變化曲線

圖4Pc、δt、△Tw和△T2-1的變化曲線

通過上述理論分析和凝汽器特征參數(shù)的變化曲線相對(duì)照，說明本文所建立的凝汽器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型能夠正確反映出凝汽器在非正常狀況下的動(dòng)態(tài)變化特性，可以利用該模型進(jìn)行凝汽器故障分析，建立完善的故障知識(shí)庫(kù)，為凝汽器設(shè)備的故障診斷提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

5.3 凝汽器變工況特性分析

由于篇幅所限，作為示例以下變工況特性曲線是利用本文所建立的數(shù)學(xué)模型，與完整的電站仿真模型相連接，在改變Ds、T1、Dw等設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下，借助STAR-90仿真支撐系統(tǒng)的相對(duì)曲線功能得到的凝汽器壓力的實(shí)時(shí)連續(xù)變化曲線。

當(dāng)冷卻水流量為設(shè)計(jì)值Dw=3177 t/h時(shí)，在各種冷卻水溫T1 = 5～30℃、各種蒸汽負(fù)荷（Ds = 40%～140%Dk）下凝汽器壓力的變化曲線如圖5所示。由圖可知，在同一冷卻水溫下T1，凝汽器壓力Pc隨著蒸汽負(fù)荷Ds的增加而升高，，升高的速度開始較為平緩，后來漸趨直線關(guān)系；同一蒸汽負(fù)荷下，凝汽器壓力隨冷卻水溫的增加而升高，而且當(dāng)冷卻水溫在更高的基礎(chǔ)上增加時(shí)，壓力升高更快。

對(duì)分式凝汽器半邊清洗或檢修半邊運(yùn)行時(shí)，其冷卻面積減少了50%，同時(shí)也要限定冷卻水流量。圖6顯示了當(dāng)凝汽器半邊清洗時(shí)，冷卻水量為設(shè)計(jì)值的50%即Dw=1588.5t/h，在各種冷卻水溫T1 = 5～30℃、各種蒸汽負(fù)荷 (Ds = 30%～100%Dk）下凝汽器壓力的變化曲線。由圖可知，當(dāng)凝汽器進(jìn)行反沖洗或半邊停運(yùn)時(shí)，汽輪機(jī)負(fù)荷降低值的大小要根據(jù)當(dāng)時(shí)的冷卻水流量、冷卻水溫等條件以及對(duì)凝汽器壓力的最高限制值綜合確定。

圖5冷卻水流量為設(shè)計(jì)值時(shí)的特性曲線

圖6冷卻水流量為設(shè)計(jì)值50%時(shí)的特性曲線

綜上所述，通過變工況問題的分析與核算，對(duì)于了解各熱力參數(shù)，合理地確立熱力設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，指導(dǎo)凝汽器的運(yùn)行管理，預(yù)計(jì)運(yùn)行中可能存在或出現(xiàn)的問題并預(yù)先采取相應(yīng)的措施有十分重要的意義。

6結(jié)論

本文開發(fā)的凝汽器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型具有較廣泛的實(shí)用性。它不但能夠滿足電站仿真機(jī)工程開發(fā)的需要，保證具有靜態(tài)工況的精確度和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；而且還可以該模型為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立凝汽器系統(tǒng)故障知識(shí)庫(kù)，為凝汽器系統(tǒng)的故障診斷提供正確的征兆集；同時(shí)也可應(yīng)用該模型進(jìn)行凝汽器變工況特性的分析，為凝汽器的變工況運(yùn)行提供有力的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

[1] 張卓澄. 大型電站凝汽器 [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1993. [2] 齊復(fù)東, 賈樹本, 馬義偉. 電站凝汽設(shè)備和冷卻系統(tǒng) [M]. 北京: 水利電力出版社, 1990.

[3] 楊世銘. 傳熱學(xué) [M]. 北京: 高等教育出版社, 1989.

[4]

劉志剛, 劉咸定, 趙冠春. 工程熱物理性質(zhì)計(jì)算程序的編制及應(yīng)用 [M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1992.

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