Flownex典型应用——电厂热平衡系统仿真

火电厂是我国电能产生的重要基地,不仅为社会主义现代化建设提供了足够的能量,也为人们的日常生活带来了方便。但由于火电厂发电是以各种燃料燃烧为前提，在燃烧之后会出现大量的工业“三废”，这既是严重的环境污染问题，也是重大的经济能源问题。火电厂主要是在煤、石油、天然气等燃料的燃烧后，将其产生的热能经过处理转变为动能、电能的工厂。降低火电厂能量消耗，实现“环保、节能、降耗”的生产模式是当前亟须需研究的问题。

以蒸汽动力发电厂为例，系统包括锅炉、汽轮机、给水泵、高压加热器、低压加热器、除氧器、凝汽器、凝结泵主要部件构成，而仅锅炉本体又包括炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分。用三维CFD软件来模拟整个复杂的系统几乎不太可能，若想计算得到系统的动态运行过程更加显得不现实。

上图为蒸汽动力发电厂热平衡图，以及Flownex建立的计算网络图，对整个蒸汽循环过程进行仿真计算，模型包括锅炉、汽机（高压缸、中压缸和低压缸以及中间抽气）、凝汽器、冷却水系统、凝结水泵、低压加热器、除氧器、补给水系统、给水泵，高压加热器。模型中包括了主蒸汽系统、再热蒸汽系统以及回热抽气系统。

应用价值：Flownex能够快速计算各部件的压力、温度以及流量分布、得到各部件中的水蒸气状态、计算得到汽轮机的工作状态以及给水泵的工作条件、各高压加热器和低压加热器的换热量等主要参数，从而得到整个系统的运行效率。添加的控制器还能够仿真整个热力循环的动态调节过程，使循环始终处于高效的循环状态。