水-蒸汽循环中的流量分布
准则 VDI 2048,表 1 的附录 A 中详细描述的例子用 Ebsilon 进行建模和计算。为了理解各个计算步骤,建议阅读引用的附录 A。
因为只存在质量流量,所以首先选择了一个带有分流、混合和管道的简单网络模型(见图 6)。
对于进行模拟计算所必需的测量值,会有一个填充组件的标志,而冗余的测量值则不是这样的。伪测量值 MFD 和 MZUE 在校核计算中未被考虑,因此产生了三个冗余的测量值。另外一组不同的值也被模拟的默认值(例如,MHDNK 而不是 MA6)。
因此,该模型不包含任何针对电厂的专用组件。所有地方都选择了蒸汽作为管道类型,对结果来说这无关紧要。
图 6
图 6 的模拟结果显示,对于以下冗余测量值,结果值与原始测量值有明显偏差:给水流量 MSP2 和加热凝汽器 MHK 的回流。这些违反平衡的情况在校核中也很明显。图 7 显示了第一次运行的结果。可以确定 EBSILON 计算和 VDI 值之间的校核值和置信区间高度匹配。
图 7
根据 VDI 2048,表 1 的方程 140,适配拟合的质量好坏由相应的均方误差表示,这可以被称为 Chi^2 检测。如果方差除以相相应 F 分布的 95% 分位数,那么数值大于 1 表明测量数据有相当大的不一致性。图 7 中显示的 3.139 的 Chi^2 检测比就表明了这样的不一致性。在考虑到相关性改进(从改进修正的协方差矩阵中得出的相关系数)的情况下,准则中的比较条件公式 141 指示严重误差。
下列表格显示的是,根据 VDI 2048,表 1,方程 141 的测量值参考偏差,以及分别与另一个测量值的最强相关性。
测量值 |
方程 141 判断标准 |
相关系数 |
相关的测量值 |
Mfdke1 |
4.944 |
1.000 |
Mfdke2 |
Mfdke2 |
4.944 |
1.000 |
Mfdke1 |
Msp2 |
2.448 |
1.000 |
Msp1 |
Msp1 |
2.444 |
1.000 |
Msp2 |
Mhk |
1.649 |
0.140 |
Ma7 |
Ma7 |
0.223 |
1.000 |
Ma6 |
Mhdnk |
0.199 |
-0.967 |
Ma6 |
Ma5 |
0.149 |
1.000 |
Ma7 |
Ma6 |
0.149 |
-0.967 |
Mhdnk |
MV |
0.011 |
-0.873 |
Msp1 |
Md |
0.000 |
0.000 |
Md |
对于锅炉和给水流量,经验协方差矩阵中设置的置信区间太小。对于锅炉流量,根据 VDI 模板,第二次运行时设置为 2.5 kg/s,而不是 0.8 kg/s。图 8 显示,Chi^2 检测比明显提高,为 0.392。
图 8
计算运行和评估的控制是由 Pascal 语法的 EbsScript 程序完成的。由于这种编程语言集成在 EBSILON 中,一个或多个这样的程序可以与每个 Ebsilon 模型(模型和数据)相连接。VDI 数据被储存在准则附录 A 的 EbsScript 程序中,因此可供显示。
这个例子也可以在电厂的具体设计中进行推算。
图 9 中的模型配备了泵、换热器等,这意味着必须对压力和焓的计算作出合理的规格指定。这并不影响质量流量,
因为没有设置这方面的任何相关关系。结果预计是一致的。
图 9