基于管網(wǎng)計(jì)算理論的通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、長期以來，鍋爐水動(dòng)力計(jì)算主要采用經(jīng)典的圖解法。該方法在求解存在多回路嵌套關(guān)聯(lián)復(fù)雜結(jié)構(gòu)鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)的水動(dòng)力特性時(shí)往往難以直接求解，而不得不進(jìn)行簡化處理，致使計(jì)算精度難以保證。本文突破性的提出了一種“基于管網(wǎng)計(jì)算理論的通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算方法”，該方法將鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)理解為“空間立體型受熱管網(wǎng)系統(tǒng)”，通過抽象“節(jié)點(diǎn)”和“阻力區(qū)段”，建立了以“有向流程圖”描述的鍋爐水動(dòng)力計(jì)算模型?；谘芯刻岢龅挠?jì)算模型和算法，開發(fā)了“通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算系統(tǒng)”

2、。
　　 論文的主要內(nèi)容如下：
　　 ◆基于對鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)與管網(wǎng)計(jì)算理論中有向管網(wǎng)圖結(jié)構(gòu)相似性的分析，創(chuàng)新性的提出了將任意結(jié)構(gòu)形式的鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)看作是由若干個(gè)阻力部件相互銜接構(gòu)成的“空間立體型受熱管網(wǎng)系統(tǒng)”。通過抽象“節(jié)點(diǎn)”和“阻力區(qū)段”，創(chuàng)建了由“有向流程圖”描述的鍋爐水動(dòng)力計(jì)算模型。其中，鍋筒、集箱、分匯以及邏輯劃分點(diǎn)等被抽象為“節(jié)點(diǎn)”，而兩個(gè)相連節(jié)點(diǎn)間的連接通路被抽象為“阻力區(qū)段”。在阻力區(qū)段上可能包含有表現(xiàn)為

3、沿程摩擦阻力的直管路，以及表現(xiàn)為局部阻力的彎頭、截面突變、節(jié)流圈等。此外，提出將計(jì)算模型中節(jié)點(diǎn)與區(qū)段間的連接點(diǎn)抽象為“流體節(jié)點(diǎn)”，以描述水動(dòng)力系統(tǒng)中流動(dòng)工質(zhì)的屬性。
　　 ◆依據(jù)管網(wǎng)計(jì)算理論與鍋爐水動(dòng)力計(jì)算基本原則，提出了一種適用于求解由有向流程圖描述的任意結(jié)構(gòu)形式鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)水動(dòng)力特性的通用算法。該算法以節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程與回路的能量平衡方程為約束條件，在考慮鍋爐水動(dòng)力系統(tǒng)存在受熱、相變、以及重位壓差作用等特殊性情況下，以有

4、向流程圖中各基本回路為研究對象，分“粗略校正流量”和“精細(xì)校正流量”兩個(gè)階段，并提出分別采用不同的流量調(diào)節(jié)策略進(jìn)行管網(wǎng)平差計(jì)算，獲得滿足工程精度要求的計(jì)算結(jié)果。由此求解鍋爐的水動(dòng)力特性。與圖解法相比，該算法具有優(yōu)良的通用性，且可顯著提高鍋爐水動(dòng)力計(jì)算的精度和效率。
　　 ◆以研究提出的水動(dòng)力計(jì)算模型及其通用算法為基礎(chǔ)，研發(fā)了一套“通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算系統(tǒng)”。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，按照與有向流程圖模型自然映射來定義類的原則，建立了

5、通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算系統(tǒng)的統(tǒng)一軟件描述模型。該模型通過定義抽象類屏蔽了部件類型的多樣性，而在邏輯關(guān)系維護(hù)和算法實(shí)現(xiàn)上均采用抽象類的統(tǒng)一接口來組織，保證了系統(tǒng)具有優(yōu)良的通用性和可擴(kuò)充性。同時(shí)，采用了圖形化模型輸入技術(shù)，在可視化窗口中動(dòng)態(tài)搭建系統(tǒng)模型，提高了軟件系統(tǒng)的易用性。
　　 目前，通用鍋爐水動(dòng)力計(jì)算系統(tǒng)已在國內(nèi)多家A級鍋爐設(shè)計(jì)制造企業(yè)中得到應(yīng)用，并為相關(guān)企業(yè)研究解決了鍋爐水動(dòng)力性能設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鍋