锅炉蓄热器热负载系统分析.pdf

锅炉-蓄热器热负载系统分析
立异
(重庆西泉造纸厂,632568)
摘婆本文首先简单介绍了蓄热器在热力系统中的作用和系统构成方法,然后将随机波动
的热负荷曲线展开呈付立叶级,从而获得了计算蓄热器容积的经济、可靠的方法,最后对蓄热器的
自动调节系统,从工艺性和安全性出发提出了具体要求。
关词锅炉蓄热器热负载典型热负荷曲线付立叶级数谐波
单独的分析。
1前言
现代工业锅炉的水容量单位时间蒸发
2热负荷曲线
量的比是很小的,不能应付热负荷频繁的
为了详细了解热负荷的性质,我们以工
大幅度的波动,这给锅炉与热负载的直接匹艺周期工(警如8hr、24hr等)为时间段,
配带来很大困难。热负荷频繁而大幅度的波将实际记录的热负荷曲线划分为若干段负荷
动,不但严軍影响供汽品质,而且对锅炉的曲线,然后选择几段进行研究。选择的原则
安全、经济运行极为不利。为了减小这种波是,在所选工艺周期内,工艺进行必须是正
动对供热环带及用热环节的不利影响,一般
常的,这样选出的热负荷曲线叫典型热负荷
是选用蒸发量比实际平均耗汽量大得多的锈曲线。由于热负荷变化的随机性,即使是典
炉,这不但增加了设备投资,而实际上因负型热负荷曲线,也不可能找出完全相同的两
荷波动引起的汽压波动间题并未解决,为了条来,从表面上看不出它们之间有什么共
彻底解决上述问题,有必要在锅炉与热负载
性,但是,如果我们把这些典型负荷曲线都
之间串连一定容量的蓄热器,用蓄热器米吸展开呈付立叶( Fourier)级数,容易看出
收从热负载向锅炉反向传递的负荷波动。
它们的同次谐波分量的幅值相差很小,这就
从大蛩的热负荷曲线看出,热负荷既有是这些典型负荷曲线的共性,至于它们的个
小幅度的长周期波动,又有大幅慶的短期性,则表现在各条典型负荷曲线的同次谐波
波动。根锅炉的运行特点,用它担负小幅分量的相位有较大的差别。典型负荷曲线的
度长周期波动负荷,而大幅度短周期的波动上述性质不是偶然存在的,那是热负荷本质
负荷则由串连的蓄热器来承想。
决定的。将一条典型热负荷曲线Dp()在区
为满足系统内部热平衡,锅炉、蓄热器、
[0,T]上展开呈付立叶级数,可表示为
热负载必须协调的工作,热平衡条件是任…一
时刻热负荷都应等于锅炉蒸发量与蓄热器蒸
Dp(t)=-+∑
2て3
acos
发量之和(这里默认了三者冥有相同的焓)。
为了弄清三者之间的定量关系,有必要对热
2x7
+ba sin
负荷、锅炉蒸发量和蓄热器蒸发的性质作
《四川造纸》1995年第1期
3 O 1995-2004 Tsinghua Tongfag Optical Disc Co. Ltd. All rights reserved
式中系数
于是。(1)式改写基
Dp( t)d
2
Dp()=Dm+∑D,s
T
21
(t) COS
e
将(1)式表示的热负荷分解成由锅炉输
出的低频成分D2()(含常数部分Dn)和由
b="7」.、Dr(t)8in、T
蓄热器提供的高频成分D(t)组成,即
(4)
Dp(り=Da(t)+D2(t)
(7)
由于热负荷D(t)不能用简单的数字表其中低频成分
达式描述,所以(2)~(4)式的积分,只能采
用数值法求解。
D.()=Dn+のn(+)
(1)式中的第一项0/2是常数项,它是
热负荷的平均值Dm,以后各项
8
由锅炉提供。而高频部分
a: COS-
+b: si
u(2r)
均为
2のen(rm+)
周期函数,可写显D1sn(ア+4)式中
D, -N a, 2+6
(5)则由蓄热器提供。它们的传质系统如图1所
Pi=Arctan(a /b1)
(6)示。式中m∈N.
Dn()=のntとのin(+向)D()ーDna+とのa(+向)
锅炉
热负载
(=>D; si
t+oi
蓄撚器
图1传质系统图
2.1锅炉长周期负荷曲线
将确定的值代入(8)式求得D2()的最
在配有蓄热器的系统中,热负荷的高频大值D2max,它不得超过锅炉的额定蒸发
部分Da(t)由蓄热器提供,低频部分D2()则量,否则减小m值重算。
应由锅炉提供,所以锅炉负荷是长周期负·2.2·蓄热器短周期负荷曲线
荷,其负荷性质由(8)式描述,式中ァ为锅炉
蓄热器的输出Da(t)由(9)式描述。从实
负荷允许的最高谐波次数,其值应视工艺周际的负荷曲线看出,曲线连续且只有有限个
期长短、实际负荷情况和具体的锅炉而定,极大极小点,由付立叶级数收敛条件(Diri-
确定的原则将在以后的范例中详细论述。总 chet充分条件)可知,Da(り的展开式(9
之,m值取得愈大,锅炉负荷波动愈频繁,收敛。但是由于曲线的极大极小点太多,用
波动的幅度也愈大,但所需的蓄热器容釈则(3)、(4)式计算D(り的各次谐波分量其收
愈小,反之亦然。
敛性很差,所以釆用(9)式描述蓄热器的输
《四川造纸》1995年第1期
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