熱耦合精餾塔控制概述

熱電耦合（1）中長期耦合機(jī)理分析

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的中長期耦合機(jī)理分析的主要研究問題是在滿足約束條件的前提下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性和環(huán)保性等等運(yùn)行目標(biāo)?？紤]到分時(shí)電價(jià)、設(shè)備的維修使用成本、一次能源的價(jià)格、系統(tǒng)運(yùn)行排出的碳化物與硫化物的數(shù)量等等因素，制定運(yùn)行策略。如圖1所示為某一系統(tǒng)的熱負(fù)荷供給示意圖。

熱電耦合（2）短時(shí)耦合機(jī)理分析

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的短時(shí)耦合機(jī)理分析的主要研究問題是在保證系統(tǒng)與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線電功率恒定情況下，如何通過熱電儲能裝置優(yōu)化匹配實(shí)現(xiàn)功率實(shí)時(shí)自趨平衡。隨著用電負(fù)荷的持續(xù)增加，各控制區(qū)域負(fù)荷的需求各異，區(qū)域電網(wǎng)間出于各自穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的需求，必須協(xié)議聯(lián)絡(luò)線傳輸?shù)墓β手?。?dāng)系統(tǒng)發(fā)生負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)維持聯(lián)絡(luò)線功率為設(shè)定值的目的。

對于實(shí)時(shí)的互補(bǔ)特性分析，將以電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線電功率恒定為主要目標(biāo)進(jìn)行分析。如圖2所示為某一典型的電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線自趨平衡示意圖。圖2中的實(shí)時(shí)功率為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)負(fù)荷波動(dòng)，但考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，這樣的波動(dòng)會使電網(wǎng)大幅度波動(dòng)而導(dǎo)致費(fèi)用劇增，因此需要對此負(fù)荷需要調(diào)節(jié)，以使負(fù)荷趨于聯(lián)絡(luò)線的額定功率，如圖2中的自趨平衡功率線所示，經(jīng)過合適的設(shè)備匹配可以達(dá)到如此的效果。但是這樣仍然不會完全和聯(lián)絡(luò)線額定功率線重合。

圖2中，低于聯(lián)絡(luò)線額定功率的部分，就需要增加負(fù)荷，即可以將電能進(jìn)行儲存或者利用電能進(jìn)行制熱并將其儲存，以滿足電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率需要；在高于聯(lián)絡(luò)線額定功率部分，就需要降低負(fù)荷的使用，以減小電網(wǎng)的高峰，所需的電力由儲能裝置進(jìn)行補(bǔ)充，這樣的互補(bǔ)方式和調(diào)節(jié)方案可以滿足實(shí)時(shí)功率條件下的電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率保持恒定值 。2100433B

流固耦合傳熱計(jì)算 的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)流體與固體邊界上的熱量傳遞。由能量守恒可知 ，在流固耦合的交界面 ，固體傳出的熱量應(yīng)等于流體吸收的熱量，因此 ，流固邊界面上的熱量傳遞過程可表示為

在求解流固耦合的瞬態(tài)溫度場時(shí)，流體區(qū)域可按準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流場處理，即不考慮流場的動(dòng)量和湍方程，則其控制方程式

固體區(qū)域控制方程以其基本導(dǎo)熱方程表示為

流固交界面上不考慮發(fā)生的輻射、燒蝕相變等過程，則流固交界面上滿足能量連續(xù)性條件，即溫度和熱流密度相等。具體控制方程式為

上述構(gòu)成了流固耦合瞬態(tài)溫度場控制方程，可以使用分區(qū)瞬態(tài)緊耦合算法進(jìn)行求解。即在每個(gè)[t，t Δt]時(shí)間步長內(nèi)，完成如下計(jì)算步驟：

1) 假定耦合邊界上的溫度分布，作為流體區(qū)域的邊界條件。

2) 對其中流體區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)態(tài)求解，得出耦合邊界上的局部熱流密度和溫度梯度，作為固體區(qū)域的邊界條件。

3) 求解固體區(qū)域，得出耦合邊界上新的溫度分布，作為流體區(qū)域的邊界條件。

4) 重復(fù) 2) 、3) 兩步計(jì)算，直到收斂。