超临界直流锅炉长期动态特性的建模与仿真

超临界直流锅炉长期动态特性对超临界直流锅炉汽轮机发电机组的仿真和控制系统设计具有十分重要的意义。为了快捷、全面、可靠地研究调峰及负荷变化过程中超临界直流锅炉的长期动态特性，通过合理地机理分析和模型简化，应用状态空间方法建立了超临界直流锅炉省煤器，水冷壁，过热器及再热器的简化数学模型，推导出工质侧压力流量变化的一组更为简洁、新颖的非线性关系式。最后以上述简化状态空间模型和非线性关系式为工具对某600MW超临界直流锅炉的长期动态特性进行了仿真研究，仿真结果正确。本文的研究为超临界直流锅炉的长期动态特性研究提供了一个十分简便的数学模型和方法。     

440t/h循环流化床锅炉燃烧室实时仿真

本文采用集中参数法,基于机理分析和经验模型相结合的方法,建立了循环流化床锅炉实时动态模型,通过静态特性分析和大量的动态仿真试验对模型进行了验证.仿真结果表明所建模型能够正确反映循环流化床锅炉的实际过程,而且仿真时间能满足实时仿真的需要.     

基于部件间容积法的自然循环蒸发器动态仿真

蒸发器是锅炉吸收热量的关键部件之一,建立自然循环汽包锅炉蒸发器的动态模型并进行仿真,对研究汽包锅炉的动态特性有重要意义.在分析已有文献对自然循环蒸发器建模和仿真方法的基础上,从模块化建模的角度出发,通过对蒸发器内部结构进行更为合理的假设和划分,建立了基于部件间容积法的自然循环汽包锅炉蒸发器动态数字仿真模型.利用所建模型对汽包锅炉蒸发器的动态特性进行了仿真研究,结果不但证实了模型的有效性,并且避免了传统方法的迭代问题,能够满足更大范围的动态和实时仿真要求,可以为各类自然循环蒸发器建模仿真作参考.     

直流炉机组简化非线性动态模型

以某1000MW超超临界机组为例,基于机理分析并结合机组实际运行数据,通过分析制粉过程、锅炉受热系统、过热器系统和汽轮机的动态特性,建立了直流炉机组在大范围变工况运行下的简化三输入三输出非线性动态模型．该模型以燃料质量流量、总给水质量流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽水分离器出口比焓、主蒸汽压力和汽轮机功率为输出．采用机组稳态运行数据确定模型的静态参数,利用负荷变化剧烈的数据辨识动态参数,对模型进行阶跃扰动实验,并与实际运行数据进行对比．结果表明：所建立的模型能够反映机组主要的动态特性和非线性特性,具有结构简单、参数求取容易、复现性好等优点．     

汽包水位的一种快速动态简化仿真模型

汽包水位是确定锅炉是否安全稳定运行的重要参数之一,建立汽包水位的动态模型并进行仿真,对研究锅炉的动态特性和确定控制策略具有重要意义.在分析已有文献对汽包建模和仿真方法的基础上,从汽包变工况下水位变化的机理出发,通过对汽包内工质相变过程进行更为合理的假设和简化,建立了汽包水位动态模型.利用所建模型对汽包的动态特性进行了仿真研究,结果不但证实了模型的有效性,并且可以满足更大范围的动态仿真要求,可以为各类汽包建模仿真做参考.     

500MW机组简化的非线性动态模型

建立火电机组的简化模型，可以为控制系统的设计提供依据，也可以作为一个通用仿真平台用来评价各种控制算法的性能。针对机组负荷／压力对象，依据基本的质量平衡、容积平衡和能量平衡关系，采用机理分析和实验数据拟合相结合的方法，分析制粉过程、锅炉蓄热、过热器差压、汽轮机动态的特点，建立得到机组在大范围变工况运行下简化的非线性动态模型。模型采用机组稳定运行工况点的数据确定静态参数，利用汽轮机调门开度扰动和燃料量扰动实验确定动态参数。实验表明，模型能够反映机组主要的动态特性和非线性特性，具有很好的复现性。图7参9     

燃煤量、给水流量扰动对直流锅炉运行工况的影响

利用华北电力大学仿真平台,建立600 MW超临界直流锅炉机组的实时仿真模型。根据超临界直流锅炉的工作机理和特性,以质量守恒、能量守恒、动量守恒三大基本定律为依据,对该锅炉机组的主要运行特性进行了研究。通过燃煤量、给水流量扰动的仿真试验对直流锅炉运行工况进行了分析验证,得出了相关结论,对锅炉控制系统的发展具有一定的指导意义。     

余热锅炉的动态数学模型及数字仿真

余热锅炉动态数学模型是分析联合循环系统动态特性的必要环节。作者着重对联合循环中的余热锅炉的各部件进行了理论建模和模型简化，对燃气轮机出口烟气温度变化和汽机调节汽阀开度变化时余热锅炉的动态特性进行数字仿真，并对仿真结果进行了分析。     

锅炉给水泵汽轮机变速控制系统的特性分析

本文应用汽轮机转矩平衡和流动力学原理分析了锅炉给水泵汽轮机(BFPT)变速控制系统的特性,提出了一类BFPT的非线性数学模型及线性化的模型.采用数学仿真的方法,探讨了该系统的静态和动态特性,为这种系统进一步的研究和设计提供了有效的方法.     

模糊控制在锅炉汽包水位控制系统中的应用

汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数。通过对锅炉汽包水位动态特性的探讨,分析了汽包水位的几种控制方案,采用了一种模糊控制器,将该控制器应用于锅炉汽包水位三冲量控制系统,仿真结果表明,与传统PID控制器相比,该控制器取得了良好的动静态性能和鲁棒性能。     

自然循环锅炉整体动态特性分析

运用理论分析和经验归纳结合的方法,系统总结并提炼出了一整套自然循环锅炉的整体动态数学模型,并编写了相应的实时仿真程序。     

多台汽水两用锅炉并联运行动态特性分析及数理模型研究

在深入分析了多台汽水两用锅炉并联运行的动态特性［１］的基础上，建立了三台汽水两用锅炉并联运行动态数理模型，并对该模型求解方法进行了探讨，仿真计算结果与锅炉运行测试结果基本相符，表明所建模型是正确可行的。这一课题的研究成果，将有利于进一步推广使用汽水两用锅炉。     

Stability and chaotic dynamic analysis of Li-doped fullerene-IRMOF composite materials for hydrogen storage

Isoreticular metal organic framework (IRMOF) material is a type of ideal hydrogen storage material for its porosity and large surface area. Lithium doping and fullerene impregnation can enhance the hydrogen storage capacity of IRMOF efficiently. In this paper, the nonlinear dynamic characteristics of Li-doped fullerene-IRMOF composite material are qualitatively discussed in theory, which determine its thermal stability. A type of Li-doped fullerene-IRMOF composite material is proposed for hydrogen storage, and a new constitutive model is proposed to describe the hysteretic property of IRMOF. The system's nonlinear dynamic model is developed, and the fast-slow dynamic analysis method is introduced to interpret not only the system's jumping phenomena between the multi-pulse homoclinic and heteroclinic orbits but also its chaotic dynamics. The nonlinear dynamic responses of the system under deterministic and stochastic excitation are obtained respectively, and symmetrical and asymmetric orbital fusion phenomena have been discovered. The results of theoretical analysis and numerical simulation both show that the system has novel nonlinear dynamic characteristics such as double periodic motion, multi-pulse jumping orbits, and chaos; multi-pulse jumping phenomena are caused by the stiffness difference between fullerene and IRMOF, which form a fast-slow system; symmetrical fusion and asymmetrical fusion of system's orbits occur under different parameters. Safe, efficient and rapid hydrogen storage and release can be achieved through controlling the system's parameters to adjust the dynamic behavior of the system, which will be a development direction in the application of hydrogen energy.     

地基液化条件下沉箱码头变形非线性数值分析

针对液化土体大变形易引起沉箱码头破坏问题,基于有效应力分析法,采用Flac3D内嵌的Byrne本构关系为砂土液化模型,对1995年日本阪神地震中沉箱码头进行完全非线性有限差分数值模拟,分别从码头残余变形、超孔压比、应力应变等方面探讨沉箱码头地基液化特性和破坏机理。结果表明,该模型能较好地模拟可液化土体的动力特性,数值计算与震害调查结果较吻合,与置换砂土液化相比,回填砂土液化对沉箱破坏影响更大。     

基于几何精确梁的风力机叶片动力学建模及动态特性分析

基于几何精确梁理论,结合广义-α时间预测法的迭代算法,考虑叶片复合铺层材料的各向异性特性,建立了大型风力机叶片的几何非线性动力学模型并导出了相应的特征方程,编制了数值仿真程序。通过对几何非线性梁标准算例和某10 MW柔性风力机叶片动力特性的模拟分析,验证了动力学模型的正确性,以及几何精确梁模型对分析叶片几何非线性大变形及其所导致的非线性动力学效应的有效性。叶片在静止和转动工况下的模态分析结果表明,在动力刚化效应作用下,叶片的固有频率会随着转速的增加而增大,动力刚化效应在挥舞方向比在摆振方向更明显,在低阶模态比在高阶模态更明显。     

Nonlinear dynamic characteristics and bifurcation analysis of Ti–Zr–Ni quasicrystal as hydrogen storage material

In this article, the nonlinear dynamic characteristics and bifurcation of a Ti–Zr–Ni quasicrystal impacted by hydrogen atoms are studied. New nonlinear damping terms are proposed to express the delay characteristics of Ti–Zr–Ni quasicrystal, and the accurate natural frequency is obtained by the harmonic balance method. A new method based on the developed largest Lyapunov exponent is proposed to analyze the local stability of any point in the system, and the system's global stability is determined. Finally, a new way to realize the switch between hydrogen storage and release based on stochastic Hopf bifurcation is proposed. The results of theoretical analysis and numerical simulation show that the system's motion can be switched between a periodic orbit and a balanced point near the bifurcation boundary with little energy consumption, which is helpful for hydrogen storage and release.     

转子系统碰摩故障的理论与实验研究

针对发生全周碰摩故障的转子-短油膜轴承系统,从数值仿真和实验验证两个方面研究了碰摩转子的非线性特征和故障特征。在理论上运用Runge-Kutta方法对运动方程求取数值解,通过周期分岔图及轴心轨迹图研究其非线性特征;在实验上通过对转子碰摩模型系统的实验数据进行频谱分析研究其故障特征。数值仿真和实验的分析结果保持基本一致,所给出的结论可以作为碰摩转子故障诊断的依据。     

转子碰摩故障非线性特征的数值仿真分析

在考虑到轴承油膜力作用的同时，构造了碰摩转子系统的动力学模型，并结合数值仿真计算对碰摩转子所表现出的动力学特性进行了研究，结果验证了碰摩转子模型的正确性，给转子的故障诊断提供了理论依据。     

300MW火电机组自然循环锅炉模型的建立及动态特性分析

利用STAR-90模块化建模仿真支撑系统建立了300MW火电机组自然循环锅炉模型，并应用于湛江发电厂300MW火电机组全仿真机。仿真结果表明，该模型能够比较准确地反映自然循环锅炉的动态特性和静态特性，可以用于对运行人员的培训，并可以用于优化锅炉的设计和预测变工况时锅炉的主要性能参数。