Расчёт технологической схемы котельной
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
контура схемы.
Таблица 2.2.3
Матрица смежности
IVVIVIIXXIVXVXVIIXXVXXVILI00100000000V00000100010VI01010000001VII00000011000X00000100000XIV01000011000XV10000000000XVII00000000100XXV00001000000XXVI00001000000L00001000000
Матрица процессов (таблица 2.2.4) указывает номера связей, характерных для рассматриваемого элемента.
Таблица 2.2.4
Матрица процессов
№ элемента№ связиI-9 +26 +78 V-11 +13 +101 VI+9 -16 -103 -101 VII-19 +103-104X+12 +17 -23 +28 XIV-13 +24 -25 -27XV-19 +25 +26XVII+27 -29 +104XXV-28 +29 -50XXVI+11 -12 -49L+16 -17 -33 +37Матрица контуров (циклов) (табл. 2.2.5) определяет количество контуров в схеме и указывает внутренние связи, входящие в каждый из контуров.
Таблица 2.2.5
Матрица контуров
№ связи№ контураЧастота связи123456123456789111111111212112131116111711191123111115251111426111115271128112291123303704905007801011110311210411Ранг контура784664
Зависимости между параметрами связей можно описать системой балансовых уравнений. В систему входят:
уравнения материального баланса:
, (2.2.1)
которые записываются для каждого j-го теплоносителя k-го элемента;
уравнения энергетического баланса для каждого элемента:
; (2.2.2)
уравнения изменения энтальпии для каждого j-го теплоносителя:
; (2.2.3)
уравнения изменения давления:
, (2.2.4)
где G - расход теплоносителя;- мощность электрической или механической связи;и i - давление и энтальпия на выходящей и входящей связи узла;
и - изменение давления и энтальпии j-го теплоносителя в k-ом элементе;
- коэффициент, показывающий потери в окружающую среду.
Составляем систему балансовых уравнений для каждого элемента (табл. 2.2.6). Система балансовых уравнений характеризуется числом уравнений, входящих в нее и числом параметров связи, описывающих саму схему.
Таблица 2.2.6
Система балансовых уравнений
Эле-ментФрагментБалансовые уравнения№ уравнения1234I G26,h26,p26 G9,h9,p9 Q78
;.(2.2.5)
(2.2.6)V G101,h101,p101 G11,h11,p11 G13,h13,p13
; ;
;;
;.(2.2.7)
(2.2.8)VI G16,h16,p16 G101,h101,p101 G103,h103,p103 G9,h9,p9 ;
; .(2.2.9)VII G103,h103,p103 G19,h19,p19 G104,h104,p104 ;
; .(2.2.10)X G12,h12,p12 G17,h17,p17 G23,h23,p23 G28,h28,p28;
; ;
; ;
; ;
;.(2.2.11)
(2.2.12)
1234XIV G23,h23,p23 G27,h27,p27 G13,h13,p13 G25,h25,p25 ;
;
.(2.2.13)XV G19,h19,p19 G26,h26,p26 G25,h25,p25 ;
;
; ;
; ;
; .
(2.2.14)
(2.2.15)XVII G104,h104,p104 G29,h29,p29 G27,h27,p27 ;
; ;
; ;
; . (2.2.16)
(2.2.17) XXV Q50 G29,h29,p29 G28,h28,p28;
;
.(2.2.18)
(2.2.19)XXVI Q50 G11,h11,p11 G12,h12,p12;
;
.(2.2.20)
(2.2.21)
L G37,h37,p37 G16,h16,p16 G33,h33,p33 G17,h17,p17;
; ;
; ;
; ;
;.(2.2.22)
(2.2.23)
Так как система балансовых уравнений имеет бесконечное множество решений, то, изменяя расчетные термодинамические расходные параметры можно получить ряд сбалансированных состояний системы.
Поэтому имеется возможность выбора оптимальных значений параметров теплоэнергетической системы. Конкретный допустимый состав параметров определим с помощью матрицы функциональных связей, в которой единицы в i-ых строках матрицы дают логический признак наличия непосредственной связи j-ой переменной с одной или несколькими переменными, входящими в i-ое уравнение баланса.
Так как параметры связи и конструктивные параметры не могут изменяться произвольно, то необходимо наложить на них ограничения. Система ограничений на параметры системы балансовых уравнений представлена в графе 7 таблицы 2.2.7.
Таблица 2.2.7
Перечень параметров математической модели
№ п.п.Наименование параметровЕдиницы измеренияОбознач-ениеИдентифи-катор*Диапазон измеренияПримечание1234567Связь 9 - выход из котла - вода1Расходкг/сG9G930Реглам.2ТемператураСt9t975…150Управл.3ДавлениекПар9p9590…784Реглам.4ЭнтальпиякДж/(кгС)h9h9f(t9,p9)Зависим.Cвязь 11 - в подающую магистраль - вода5Расходкг/сG11G11-Управл.6ТемператураСt11t1150…130Управл.7ДавлениекПар11р11490…540Реглам.8ЭнтальпиякДж/(кгС)h11h11f(t11,p11)Зависим.Связь 12 - от потребителя - вода9Расходкг/сG12G12-Управл.10ТемператураСt12t1220…80Реглам. 11ДавлениекПаp12p12200…300Реглам.12ЭнтальпиякДж/(кгС)h12h12f(t12,p12)Зависим.Связь 13 - линия перепуска - вода13Расходкг/сG13G13-Зависим.14ТемператураСt13 40…80Реглам.15ДавлениекПаp13p13880…1080Реглам.16ЭнтальпиякДж/(кгС)h13h13f(t13,р13)Зависим.Связь 16 - к блоку L - вода17Расходкг/сG16G16-Зависим.18ТемператураСt1675…150Управл.19ДавлениекПаp16p16590…784Реглам.20ЭнтальпиякДж/(кгС)h16f(t16,р16)Зависим.Связь 17 - от блока L - вода21Расходкг/сG17G17-Зависим.22ТемператураСt17t1760…70Реглам.23ДавлениекПаp17p1790…800Реглам.24ЭнтальпиякДж/(кгС)h17h17f(t17,p17)Зависим.Связь 19 - линия рециркуляции - вода25Расходкг/сG19G19-Зависим.26ТемператураСt1975…150Реглам.27ДавлениекПаp19p19590…1080Реглам.28ЭнтальпиякДж/(кгС)h19h19f(t19,р19)Зависим.Связь 23 - на сетевые насосы - вода29Расходкг/сG23G2316,3…1500Управл.30ТемператураСt2320…80Управл.31ДавлениекПаp23p23200…300Реглам.32ЭнтальпиякДж/(кгС)h23h23f(t23,р23)Зависим.Связь 25 - перед линией рециркуляции - вода33Расходкг/сG25G2516,3…1500Зависим.34ТемператураСt2520-80Зависим.35ДавлениекПаp25p25880…1080Реглам.36ЭнтальпиякДж/(кгС)h 25h 25f(t25р25)Зависим.Связь 26 - вход в котёл - вода37Расходкг/сG26G2630Зависим.38ТемператураСt26t2660..130Реглам.39ДавлениекПаp26p26880…1080Реглам.40ЭнтальпиякДж/(кгС)h 26h 26f(t26р26)Зависим.Связь 27 - линия перепуска - вода41Расходкг/сG27G27-Зависим.42ТемператураСt27t2720-80Зависим.43ДавлениекПаp27p27880…1080Реглам.44ЭнтальпиякДж/(кгС)h 27h 27f(t27р27)Зависим.Связь 28 - от потребителя - вода45Расходкг/сG28G28-Управл.46ТемператураСt28t2820-80Зависим.47Давление