Повышение эффективности проектных решений котлоагрегатов с естественной циркуляцией с использованием математического моделирования и вычислительной техники

• Автор: Беднаржевский, Вячеслав Станиславович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 169 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 . ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОТЛОАГРЕГАТОВ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
1.1 Схема котлоагрегатов с естественной циркуляцией и
и задачи их проектирования
1.2 Обзор литературы по моделированию котлоагрегата
на ЭВМ
1.3 Обоснование метода моделирования
2. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КОТЛА С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
2.1 Основные уравнения модели
2.2 Идентификация параметров модели в процессе проектирования
2.3 Программное обеспечение расчета модели
2.4 Проверка пригодности модели по результатам испытаний промышленного котлоагрегата
2.5 Обоснование конструкции, выбор вариантов и значений параметров при проектировании котлоагрегата
2.5.1 Исследование саморегулируемости котла
с естественной циркуляцией
2.5.2 Оценка области значений параметров при проектировании котлоагрегата
3. ВОПРОСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОТЛОАГРЕГАТА С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
3.1 Разработка схемы автоматизированного проектирования
3.2 Алгоритмы теплового расчета -котлоагрегата в

составе САПР
3-2.1 Алгоритм конструктивно-поверочного
теплового расчета
3.2.2 Алгоритм автоматического теплового расчета
котлоагрегата
3-2.3 Алгоритм теплового расчета в режиме
графического диалога
3-3 Алгоритмы прочностных расчетов элементов
котлоагрегата в составе САПР
. з-4 Алгоритмы аэродинамического расчета котла
гидравлического расчета пароперегревателя и
надежности работы поверхностей нагрева
3-5 Визуализация и документирование результатов
расчетов в составе САПР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЇЇ1. База данных "Котлоагрегат"
П2. Схема расчета устойчивости по возмущениям
ПЗ- Использование САПР при проектировании
котлоагрегата БКЗ
П4. Справки о внедрении результатов диссертационной
работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В современной энергетике значительное распространение получили котлоагрегаты (КА) с естественной циркуляцией. Они характеризуются высоким КПД, устойчивостью работы при отказах схем регулирования и имеют преимущества по экономическим и экологическим критериям. В настоящее время отечественные предприятия поставляют такие КА в энергосистему России и экспортируют их в более 30 стран мира.
Проектирование котлов с естественной циркуляцией встречает ряд существенных сложностей, в силу того, что не разработаны математическая модель и методика расчета изменений температуры, расхода и давления перегретого пара на выходе из КА при внешних и внутренних возмущениях.
Эти проблемы могут быть решены на основе использования методов математич е ского моделирования, средств вычислительной техники и систем автоматизированного проектирования(САПР).
Основными целями создания САПР КА являются сокращение сроков разработки и запуска их в производство за счет более совершенной организации всего цикла проектирования; оценка проектных решений на моделях на стадии эскизного проектирования; повышение качества и конкурентоспособности КА путем внедрения новых методов проектирования, включая геометрическое моделирование, математические методы анализа и оптимизацию будущей конструкции.
Цель диссертационной работы - повышение эффективности проектных решений КА с естественной циркуляцией за счет использования математического моделирования динамических режимов, методов автоматизированного проектирования, создание специализированной САПР КА с естественной циркуляцией и проверка эффективности ее использования на практике.
Для реализации данной цели в работе решаются следующие задачи:

2.2 Идентификация параметров модели в процессе проектирования
Коэффициенты в уравнениях (2.1)-(2.12) находились в соответствии с рекомендациями [137, С.8-23]. Они приведены в табл.
2.1, 2.2, 2.3. Исходными данными для распета коэффициентов
являются тепловой расчет котла, расчет циркуляции и температуры металла стенок змеевиков пароперегревателя, конструктивные характеристики, расчет перепада давления по паровому тракту.
Приведем некоторые коэффициенты из уравнений (2.1 )-(2.12).
рб <3р' „Зу" ЗУ"
т __ [у’— +у (у'-у")
В" Зрб Зрб Зрб

Т2=(7,-7")— , (2.14)

р и зи
(у'-т"), (2.15)
Рр дрі Зі" Зу" 30"

4 і"В" Зрб Зрб - Зрб Зрб М ма3рб

- (7’і'-7"і")—], (2.16)

1 ЗУ"
Тс=—(7'і'-7"і")
г і1(
У и зи
ТЦ= (7'і'-7"і"), (2.18)
° ? "Пн
і"С і.
*1 "7,

а,=-', (2.19)

а2=1, (2.20)
ая= , (2.21)
1"Б"

1"1 Р1аі1
і"3р,
І771
а,=- — , (2.22)

е1а11
ап= . (2.23)
5 І"ЗЄ1