论文总字数：23535字

摘 要

通过利用MATLAB搭建高压加热器动态模型，对高压加热器运行特性和泄漏故障进行仿真处理研究，分析了抽汽压力、抽汽温度、给水进口温度、给水进口压力和给水流量对高压加热器性能的影响，着重分析了高压加热器不同泄漏率对高压加热器的特征参数，如给水出口温度、疏水温度等参数的影响，进一步提取能够体现出高压加热器泄漏信号的特征量，通过监控此类特征量来实时监控高压加热器是否发生泄漏。结果表明，当高压加热器发生泄漏后，尤其是当疏水淹没部分U型管后，疏水温度随抽汽温度；金属壁温随抽汽压力；给水出口温度随抽汽压力的变化并不明显，基本处于不变的情况。通过数据对比，找到了可以作为是否泄漏的信号量，用这些信号量即可监控高压加热器的工作状态。而给水进口温度，抽汽温度，抽汽压力，给水流量发生变化时，疏水温度的其变化幅度在上述3种特征参数中最为明显，所以可以实时监控疏水温度来判断当前高压加热器的工作状态。

关键词：高压给水加热器，泄漏，动态仿真，MATLAB

Abstract

By using MATLAB to build the dynamic model of high pressure heater, the operation characteristic and leakage fault of high pressure heater are simulated and studied, the influence of extraction pressure, steam temperature, inlet temperature, inlet pressure and feed water flow on the performance of high pressure heater is analyzed. The influence of different leakage rate of high pressure heaters on the characteristics of high pressure heaters, such as water outlet temperature and hydrophobic temperature, is analyzed, and the characteristics of high pressure heater leakage signal can be further extracted, and the leakage of high pressure heater is monitored by monitoring the characteristic quantity. The results show that when the high pressure heater is leaking, especially when the hydrophobic part U-shaped tube is submerged, the hydrophobic temperature is with the extraction steam temperature, the metal wall temperature is with the steam pressure, and the water outlet temperature is not obvious with the pressure of the steam pump, and is basically in constant condition. By comparing the data, we find the signal quantity which can be used as leakage, and use these signals to monitor the working state of the high-pressure heater. and the water inlet temperature, the extraction steam temperature, the extraction steam pressure, the water supply flow change, the hydrophobic temperature's change amplitude is most obvious in above 3 kinds of characteristic parameter, there fore may the real-time monitoring hydrophobic temperature to judge the current high-pressure heater's working state.

KEY WORDS:High pressure feedwater heater，modeling，leakage，MATLAB

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外对于高压加热器的研究现状 1

1.2.1高压加热器的故障分析 1

1.2.2高压加热器的动态仿真 3

1.3论文的主要工作 3

1.4论文组织与结构 4

第二章 高压加热器动态建模 5

2.1仿真软件的选取 5

2.2高压加热器仿真模型的建立 5

2.2.1高压加热器仿真模型建立的思路和过程 5

2.2.2建模过程流程图 6

2.3高压加热器数学模型的建立 6

2.3.1相关假设 6

2.3.2高压加热器的动态数学模型 7

第三章 高压加热器动态仿真实例 10

3.1验证模型 10

3.2高压加热器特性参数的分析 10

3.2.1高压加热器的特征参数随抽汽温度的变化 11

3.2.2高压加热器的特征参数随抽汽压力的变化 13

3.2.3高压加热器特性参数随给水进口温度的影响 15

3.2.4高压加热器特性参数随给水流量的影响 17

3.3高压加热器泄漏的动态仿真 19

3.4高压加热器泄漏特征量的选取 21

第四章 总结与展望 23

4.1结论 23

4.2研究展望 23

4.3个人工作总结 24

致谢 25

参考文献： 26

附录： 27

1000MW机组高压加热器特性建模与仿真

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

高压给水加热器的工作原理是利用汽轮机的抽汽来加热准备进入锅炉的给水，提高进入锅炉时工质的温度，从而提高锅炉朗肯循环的效率，可以进一步提高电厂的热效率，是火电机组回热系统中的重要辅助设备之一^[1]。

高压加热器主要目的是加热锅炉的给水，如果一旦出现故障则导致高压加热器内的给水并不能正常被加热，从而使给水温度远低于设计工况值，所以当这部分给水进入锅炉后需要锅炉对给水进行初级加热才能达到本应进入锅炉前的工况值，从而加大了煤耗量，并且进入锅炉的工质温度过低还会降低锅炉的热经济性。如果发生泄漏，短时间内高压加热器内疏水水位会急剧升高，当疏水阀门未能及时达到应有的开度后，泄漏的水还会冲击汽轮机，造成巨大影响。

高压加热器可以看作是锅炉和汽轮机之间连接的枢纽，也是给水进入锅炉的门户，高压加热器是否能正常安全的运行变得尤为重要，而在火力发电厂中回热系统的高发问题故障主要就集中在高压给水加热器上。根据各大电厂真实事故案例来看，造成高压加热器运行故障的最大问题之一就是管系泄漏。所以如何提前或者第一时间发现并阻止高压给水加热器泄漏，是本课题研究的目标。

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