电厂母管制烟道的流动特性研究与仿真软件构建文献综述

1. 选题背景和意义：

母管制烟道是多锅炉多脱硫塔电厂常见烟道配置方式。扬子石化热电厂目前共运行9台锅炉，总共配套7座脱硫塔。锅炉和脱硫塔之间通过母管制相互连接，并在每一台锅炉出口和脱硫塔入口配备引风机和增压风机，以保证烟气的正常流通。然而在实际运行过程中，增压风机可能发生故障甚至跳停等现象。在母管制烟道运行模式下，该现象不仅会影响进入脱硫塔的烟气量，而且会通过母管的压力传递，造成炉膛压力波动，甚至导致主燃料跳闸（MFT）等严重运行事故。

为有效控制上述风险，提高运行可靠性，本课题针对母管制烟道运行模式下脱硫塔增压风机骤停问题，拟结合现场数据与数值模拟开展母管制烟道系统变流动特性研究。在此基础上。布的瞬态/稳态的仿真与预测，为实际运行提供构建母管制烟道系统的仿真软件，实现多种工况下母管制烟道系统变工况状态下压力和流量分指导和建议。

1. 课题关键问题及难点：
2. 基于Simulink的流动仿真模块，获得常见工况条件下，各锅炉负荷变化以及增压风机压头变化对于母管内压力、流量分布特性的影响规律。
3. 采用Matlab程序设计语言，构建母管制烟道系统的仿真软件，实现多种工况下母管制烟道系统变工况状态下压力和流量分布的瞬态/稳态的仿真与预测，为实际运行提供指导和建议

1. 文献综述（或调研报告）：

在目前的管网系统建模与分析软件的技术和功能上，国外占有较大优势，

他们具有雄厚的资金、专门的研发团队;因此，相比较于国内的个人作坊式软件,国外公司的产品不仅具有可视化组态功能，图形显示界面丰富,而且还具有通用性强、可移植性强等优点,但它们大都价格昂贵,国内企业一般难以接受。这其中比较有代表性的是孟山都公司的FlowT-ran系统、ASPEN公司的ASPENPLUS系统、美国科学模拟公司的PROCESS系统和Coade公司的Mi-croCHESS系统等W。而国内的研究人员经不懈的努力,虽然取得了一定的成果,但仍存在许多不足之处,主要表现在通用性不足、依赖性较强和不够智能化等。它们一般都是针对特定的研究对象而专门开发,可移植性差,无法实现软件的通用性。对于具体的系统改变,其原有系统模型都必须修改才能应用于新的系统

因此,我们在借鉴国内外管网系统性能仿真平台已有的相关研究和开发成果的基础上,以通用性、智能化和能适应各种用户群体为目标,提出了以MAT-LAB/SIMULINK工具为平台,并通过模块化建模的思路来实现管网系统稳态性能仿真研究的构想。MATLAB/SIMULINK是国内外控制工程界广泛使用的动态模拟软件,它包含了目前最新的数值计算方法,并且在GUI(图形用户界面)技术方面具有明显的优势国。它拥有各种能实现不同功能的模块库,用户通过简单的模块拖动操作就可以搭建不同系统模型。而所谓模块化建模,其基本思路是利用少数模块来描述包含许多部件和子系统的大系统,借助计算机从而解决复杂的建模问题。该方法的突出特点就是容许模块本身的模型建立比较简单,而通过模块的不同组合构造出系统的任意复杂程度的模型。这样,就可以将复杂系统的繁琐建模工作化解为对简单的子系统和部件的建模工作,即将系统化整为零,化繁为简,从而显著降低建模的复杂性和对用户熟悉系统的要求。

1. 方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：

运用simulink模块进行建模，建立一个包含多个锅炉、管道网络、增压风机、脱硫塔的模型，然后对增压风机突然跳停的情况进行对于母管内压力、流量分布特性的分析。

搭建方法主要是运用simulink中已有的模块进行搭建。当然如果无法在matlab中找到所需模块，还可以通过自己计算搭建自定义模块进行使用。

目前正在搭建由模拟锅炉功能的元件和管道组成的单个管路，并在对模型出现的问题进行修改，当单个管路的搭建和修改完成后，就进入下一步骤，将多个单个管路组合成一整个管路系统，实现完整模型的建立，并开展对模型的分析工作。

1. 进度安排：

1. 选题背景和意义：

母管制烟道是多锅炉多脱硫塔电厂常见烟道配置方式。扬子石化热电厂目前共运行9台锅炉，总共配套7座脱硫塔。锅炉和脱硫塔之间通过母管制相互连接，并在每一台锅炉出口和脱硫塔入口配备引风机和增压风机，以保证烟气的正常流通。然而在实际运行过程中，增压风机可能发生故障甚至跳停等现象。在母管制烟道运行模式下，该现象不仅会影响进入脱硫塔的烟气量，而且会通过母管的压力传递，造成炉膛压力波动，甚至导致主燃料跳闸（MFT）等严重运行事故。

为有效控制上述风险，提高运行可靠性，本课题针对母管制烟道运行模式下脱硫塔增压风机骤停问题，拟结合现场数据与数值模拟开展母管制烟道系统变流动特性研究。在此基础上。布的瞬态/稳态的仿真与预测，为实际运行提供构建母管制烟道系统的仿真软件，实现多种工况下母管制烟道系统变工况状态下压力和流量分指导和建议。

1. 课题关键问题及难点：
2. 基于Simulink的流动仿真模块，获得常见工况条件下，各锅炉负荷变化以及增压风机压头变化对于母管内压力、流量分布特性的影响规律。
3. 采用Matlab程序设计语言，构建母管制烟道系统的仿真软件，实现多种工况下母管制烟道系统变工况状态下压力和流量分布的瞬态/稳态的仿真与预测，为实际运行提供指导和建议

1. 文献综述（或调研报告）：

在目前的管网系统建模与分析软件的技术和功能上，国外占有较大优势，

他们具有雄厚的资金、专门的研发团队;因此，相比较于国内的个人作坊式软件,国外公司的产品不仅具有可视化组态功能，图形显示界面丰富,而且还具有通用性强、可移植性强等优点,但它们大都价格昂贵,国内企业一般难以接受。这其中比较有代表性的是孟山都公司的FlowT-ran系统、ASPEN公司的ASPENPLUS系统、美国科学模拟公司的PROCESS系统和Coade公司的Mi-croCHESS系统等W。而国内的研究人员经不懈的努力,虽然取得了一定的成果,但仍存在许多不足之处,主要表现在通用性不足、依赖性较强和不够智能化等。它们一般都是针对特定的研究对象而专门开发,可移植性差,无法实现软件的通用性。对于具体的系统改变,其原有系统模型都必须修改才能应用于新的系统

因此,我们在借鉴国内外管网系统性能仿真平台已有的相关研究和开发成果的基础上,以通用性、智能化和能适应各种用户群体为目标,提出了以MAT-LAB/SIMULINK工具为平台,并通过模块化建模的思路来实现管网系统稳态性能仿真研究的构想。MATLAB/SIMULINK是国内外控制工程界广泛使用的动态模拟软件,它包含了目前最新的数值计算方法,并且在GUI(图形用户界面)技术方面具有明显的优势国。它拥有各种能实现不同功能的模块库,用户通过简单的模块拖动操作就可以搭建不同系统模型。而所谓模块化建模,其基本思路是利用少数模块来描述包含许多部件和子系统的大系统,借助计算机从而解决复杂的建模问题。该方法的突出特点就是容许模块本身的模型建立比较简单,而通过模块的不同组合构造出系统的任意复杂程度的模型。这样,就可以将复杂系统的繁琐建模工作化解为对简单的子系统和部件的建模工作,即将系统化整为零,化繁为简,从而显著降低建模的复杂性和对用户熟悉系统的要求。

1. 方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：

运用simulink模块进行建模，建立一个包含多个锅炉、管道网络、增压风机、脱硫塔的模型，然后对增压风机突然跳停的情况进行对于母管内压力、流量分布特性的分析。

搭建方法主要是运用simulink中已有的模块进行搭建。当然如果无法在matlab中找到所需模块，还可以通过自己计算搭建自定义模块进行使用。

目前正在搭建由模拟锅炉功能的元件和管道组成的单个管路，并在对模型出现的问题进行修改，当单个管路的搭建和修改完成后，就进入下一步骤，将多个单个管路组合成一整个管路系统，实现完整模型的建立，并开展对模型的分析工作。