摘 要：本文的主要工作就是以火电厂热力系统为应用背景，对系统建模方法和热经济性分析进行研究。
关键词：热力系统、热经济性、可视化建模
一、火电厂热力系统特点分析
由于电厂的热力系统是由许多不同功能的局部系统有机的结合在一起的，复杂而又庞大。火电厂热力系统具有如下特点：
1.模型的复杂性
热力系统是一个大系统，由许多性质不同的热力设备组成.十分复杂，其建模工作比控制系统要复杂。
2.多回路多变量
热力系统一般都是多回路系统，有各种不同的内扰和外扰。环节的连接可能是并联的，也可能是串联的，甚至是交叉的。因此，系统的数学模型，是一个复杂的多元函数组成的数学模型。
3.线性与非线性
发电厂生产过程十分复杂，有些环节是线性的，如汽轮机功率和调节级压力。同时，有些环节是非线性的.因此必须有效的协调各环节之间的相互关系。
二、热力学系统数学模型的建立
对热力系统各回热加热器的质最平衡方程和能量平衡方程整理分析，联立构成方程组，以矩阵的形式来解。对于这一复杂的热力系统，我们由能量和质量平衡方程组得到如下的矩阵方程：
式中：DW一一锅炉排污量。
对任一实际的热力系统，我们均可很方便地写出其能质平衡矩阵方程，解此矩阵方程即可求得各级回热抽汽量，进而完成热力计算。
三、热力系统结构分析及软件总体方案设计
系统总体规划
从火电厂热力系统性能分析过程看，该系统总体结构如图1所示:
图1系统总体结构图
火电厂热力系统热经济性计算的核心是建立热力系统模型，热力系统模型要根据火电厂原则性热力系统图结合火电厂的实际建立。
可视化图形建模环境的实现
(1)热力系统图形模具的实现
为了形象地组成电站热力系统模型网络图，有必要创建电站热力系统的模块资源库，容纳各种电站热力系统模块资源。
我们以逐级自流式加热器为例来说明模具的开发过程和方法。模具的开发包括两个步骤:定义模具的几何外观和物理属性。它用Visio标准工具条上的直线工具绘制而成.通常，热力系统中的逐级自流式加热器具有5个连接点:给水入口、给水出口、抽汽入口、上级疏水入口和木级疏水出口.它们在加热器模具上用5个连接点来表征。连接点用于“锁定”设备和管道支路的连接，主要是用来识别热力设备的连接关系。使用Visio标准工具条上的连接点工具可以方便的编辑模具的联结点，然后使用组合图形使其成为一体。
加热器模具除了具有几何外形之外，还具有一些物理属性，如加热器上端差、下端差、散热效率、设备节点及各个连接点的编号等等。开发加热器模具的第二步就是为它定义这些物理属性。加热器的这些物理属性就是为建模是网络拓扑识别分析时和热力系统二次参数的计算时设置(由于篇幅的原因，不能在此赘述)。
热力系统热平衡计算模块的实现
火电厂热力系统热平衡计算的目的是确定在给定负荷或给定燃料量情况下系统各处汽、水流量及热经济指标。热平衡计算模块主要分为两大类:设备节点模块和工质性质计算模块。
本论文中采用Java JDBC技术结合Microsoft Access实现一个简单的数据结果发送的功能模块(具体实现过程与函数简介不赘述)。这样我们一边可以使用Visi。给我带来的可视化图形开发环境，又可以利用MATLAB强大的计算功能，再结合JAVA网络编程的无比优越性，该软件包的设计思想具有广阔的应用前景。
四、实例分析:再热机组热力循环系统
本实例的再热机组是八段抽汽，三高四低一除氧系统。根据原则性热力系统，使用本软件建立系统模型。该系统的原始参数如表1所示，经过本软件的计算得到系统的热经济指标如表2所示。
表1 原始参数表
表2 系统的热经济指标
结论:
本论文在介绍了火电厂热力系统特点的基础上，分析了热力系统结构分析及软件总体方案设计，并通过该软件对热力系统热经济性进行了计算分析，通过计算分析充分验证了本软件的通用性。该软件包能够为电厂热力系统分析提供便利的工具与思路，为火电厂的节能降耗提供分析依据。
参考文献:
[1] 严俊杰，黄锦涛，张凯等，火电厂热力系统及设各，西安交通大学出版社，2003
[2] 程伟良，陈党慈，徐寿臣等，火电机组的热经济性分析，动力工程，2004, 24(4). 580^-583
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