EBSILON®Professional Online Documentation
（开发状态：第11版 补丁02）
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管道连接 |
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1 |
吸气进口 |
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2 |
尾气出口 |
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3 |
燃油进口 |
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4 |
发电机终端输出功率 |
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5 |
高温冷却流入口 |
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6 |
高温冷却流出口 |
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7 |
由散热器散出的热量 |
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8 |
润滑油进口 |
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9 |
润滑油出口 |
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10 |
润滑油进口温度设定值 |
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11 |
负载 / 期望功率 |
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这个组件是与瓦锡兰（Wärtsilä）公司合作开发的，并将作为 Ebsilon 电机库的基础。
该模块代表了一个属于最小供应范围的组件单元。
基本包括：
由于在现实中客户无法影响这些组件的内部配置，它们在 EBSILON 中也被表示为一个固定的单元。
组件的行为由特征线和特征域来定义。
其他类型的流体可用于高压冷却（连接点 5 和 6）、润滑（连接点 8 和 9）和燃料供应（连接点 3）。
可能的流体类型是通过部件上的连接点 5 或 8 或 3 来设置的。
用鼠标右键点击连接点。
会显示以下选项：
高压冷却（端口 5 的入口和 6）： 水（液态）
油（带可指定组份）
用户定义
两相流体（液态）
盐水
通用流体
二元混合物
油 / 熔体(基于多项式的特性)
改变连接类型（进口和出口与所选流体类型相适应）
点击连接点润滑油进口。
润滑油（端口 8 号进口和9 号）： 水（液态）
油（带可指定组份）
用户定义
两相流体（液态）
盐水
通用流体
二元混合物
油 / 熔体(基于多项式的特性)
改变连接类型（进口和出口与所选流体类型相适应）
燃料供应（用鼠标右键点击连接 3）： 原油气
油（带可指定组份）
煤 / 固体物质
气（燃料气体）
用户定义
改变连接类型（进口与所选流体类型相适应）
一些特征线用于:
• 燃料需求（与低热值相关的 MW（ch）），取决于发电机的输出。特征线 5
• 取决于发电机输出的排气质量流量，特征线 6
• 取决于回流温度的低温热量分布（可用部分），特征线 7
• 取决于换热器之间水温的高温热量分布（可用部分），特征线 8
特征域定义（FCALC = 0）
• 涡轮增压机后的排气温度，取决于发电机的输出和进气温度，MXT2
• 系统边界的内部冷却水出口温度，取决于发电机输出和进气温度，MXTCOOLO
• 润滑油在系统边界的进口温度，取决于发电机的输出和进气温度，MXTOILI
• 压缩空气的热损失，MXDQAIRDUMP
后面两个温度特征域基本上说明了在各自的冷却回路中可以解耦的热量输出，因为内部冷却剂的质量流量以及各自未指定的温度是不可改变的。
一个新的改变了包络边界的计算方法（FCALC = "组件外的热回收换热器"）已经在该组件中实施，以提高 Ebsilon 计算与制造商数据相比的准确性。在旧模式下，检测到了高达5%的偏差。
三个冷却循环被作为模型的基础：
• 高温水冷却
• 润滑油冷却
• 低温水冷却
高温换热器和润滑油换热器受到包络边界移动的影响。这些都是通过特征线的方式整合到组件中的。但是由于 Ebsilon 能够比用特征线更精确地表示换热器，这两个换热器已经从组件中移除。在建模时，用户必须将这些换热器建立在模型中，如示例模型中的例子。
低温冷却循环完全体现在组件 125 中，也就是说，它没有对外的引脚。从发动机散失到这个循环的热量被显示为结果值 QLT。
另外，（可选的）空气预热也不再在组件内处理，而是由一个单独的换热器来表示。
在这种情况下，规格值、特征线和矩阵的范围也有一些变化。
规格值是
• 通过与组件 125 的引脚 5 和 6 连接的高温换热器（MCOOL）的质量流量• 通过与组件 125 的引脚 8 和 9 连接的润滑油换热器（MOIL）的质量流量
• 从组件 125 的引脚 6 流入高温换热器（TCOOLO）的水温
• 润滑油从润滑油换热器流入组件 125 引脚 8 的设定温度（TOILI）。
由于这个温度是由外部润滑油换热器产生的，它不能由组件 125 设定，而是通过逻辑出口（引脚 10）输出，以便于控制（见下文）。• 额外的热损失（QLOSS）
计算类型 FCALC = 1（热回收换热器外部组件）的特征线
• 输入燃料功率（CQFUEL），特征线 1
• 电功率（CQEL），特征线 2
• 润滑油散出的热量（CQOIL），特征线 3
• 组件 125 引脚 9 的润滑油出口温度（CTOILO），特征线 4
计算类型 FCALC = 1（热回收换热器外部组件）需要指定的矩阵
• 取决于负荷和进气温度的废气质量流量（MXM2）
• 取决于负荷和进气温度的废气温度（MXT2）
• 取决于负荷和进气温度的高温换热器中的耗散热量（MXQHT）
• 取决于负荷和进气温度的低温换热器中的耗散热量（MXQLT）
瓦锡兰（Wärtsilä）电机 18V50SG_A 和 20V34SG_C2 的数据存储在标准数据库中。
请注意，高温换热器有一个内部旁路控制，而润滑油换热器的旁路必须在模型中体现。为此，在引脚 10 上提供了一个控制信号。它表示所需的润滑油返回温度。在设计情况下，换热器可以被设计成这个温度。在非设计模式下，控制一个旁路设定所需温度。
该组件利用热平衡来计算散热器中要散失的热量。可以指定一个最小的热损失（QLOSSMIN），以防止出现不真实的结果。如果低于这个值，将输出一个警告。
能量平衡被下列方式所影响：
电机在高温冷却循环中放出的总热量（结果值 DQCOOLH）的一部分（结果值 QCWI）被用于外部高温换热器；其余部分（DQCOOLD）必须消散到环境中。
电机在润滑油冷却循环放出的总热量的（结果值 QOIL）一部分（结果值 DQOILH）被用于外部润滑油换热器；其余部分DQOILD）必须消散到环境中。
这两个损失的总量被显示为结果值 QDUMP：
QDUMP = DQCOOLD + DQOILD
这个值要检查是否符合最小热损失（QLOSSMIN）。
辐射损失 QRAD 来自组件的总能量平衡：
QRAD=QFUEL-QEXH- QCWI-QOIL-QLT-QLOSS-QEL
其中
QFUEL= M3*NCV3 （输入潜在的燃料热量）
QEXH = M2*H2 – M1*H1 – M3*H3
（废气散失的热量与空气和燃料输入的（显性）热量差）
QLOSS: 规格值 QLOSS 中指定的额外损失
QEL: 产生的电功率
标志 FOP 允许在正常运行（功率和热量，FOP = 0）和纯电力运行（ FOP = 1）之间切换。在后一种情况下，两个外部换热器的质量流量被设置为 0。
标志 FLOAD 允许在以下情况之间切换负荷规格
• 来自 CQEL（0）的基本负荷
• 在引脚 11 处指定的所需功率（1）
• 指定引脚 11 的负荷系数（2）
特征线 CQEL 用于 FLOAD = 0 和 FLOAD = 2。它指定了取决于负荷系数的电功率（绝对值）。对于 FLOAD = 0，使用负荷系数 = 1 时产生的功率。对于 FLOAD = 2，使用引脚 11 指定的负荷率产生的功率（作为焓值）。
对于 FLOAD = 1，不使用特征线 CQEL；而是直接使用引脚 11 上指定的功率。
简化
在目前的开发状态下，与电机的实际行为相比，该模块在几个方面进行了简化：
1.) 在最不利的运行条件下，可实现的最大电机输出以及由此产生的效率可能会受到影响（"降额"）。这种情况没有被考虑。因为在绝大多数情况下，它与德国常见的运行条件无关。降额可能有以下原因：
• 天然气的甲烷数量太低（增加了发动机爆震的倾向）
• 进气温度过高（降低了涡轮增压机的通流量，增加了发动机爆震的倾向）
• 天然气的供应压力太低（减少了可注入气缸的燃料量）
• 天然气的热量值太低（减少了气缸中释放的热量）
• 环境空气的压力太低（降低了涡轮增压机的通流量，增加了发动机爆震的倾向）
2.) 忽略了所有的压力损失
3.) 忽略了增压空气的过饱和度
4.) 没有检查关键 / 不正确的运行条件
在组件中指定电压、频率和电流的类型：
可以选择将电压（VOLT）、频率（FREQ）和电流（NPHAS）类型指定为组件中的默认值。
标志 FVOLT 和 FFREQ 用于设置是否分别通过新的规格值 VOLT 和 FREQ 来指定（0）或从外部作为电力管道路上的测量值指定（-1）。
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FCALC |
计算类型的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 组件内的热回收换热器 =1: 组件外的热回收换热器（扩展） |
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FLOAD |
负荷规格的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 基准负荷（来自 CQEL） =1: 在引脚 11 上设置的期望功率（作为焓） =2: 在引脚 11 上设置的部分负荷份额（作为焓），（来自 CQEL） |
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FOP |
运行模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 电力和热能 =1: 只有电力 |
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MCOOL |
高温冷却循环质量流量 |
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TCOOLO |
高温冷却循环出口温度 |
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MOIL |
润滑油循环质量流量 |
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TOILI |
润滑油循环进口温度 |
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QLOSS |
额外热损失 |
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QLOSSMIN |
最小热损失 |
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P3MIN |
最小燃料压力（已弃用，FCALC = 0） |
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PCOOLI |
高温冷却水进口压力 |
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TCOOLI |
高温冷却水进口温度 |
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TOILO |
润滑油循环出口温度 |
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CPOIL |
油的比热容 |
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FAIRPREH |
进气预热的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 关闭 =1: 开启 |
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TAIRPREH |
预热温度 |
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FVOLT |
电压规格方法的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 由规格值 VOLT 定义 =-1: 外部给定电力出口的电压 |
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VOLT |
电压（在电力管道上） |
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FFREQ |
指定频率方法的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用规格值 FREQ =-1: 从外部在电力出口上给定频率 |
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FREQ |
发电机频率 |
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NPHAS |
电流的类型 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 直流电 =1: 单相交流 =3: 三相交流 |
标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中，实际的非设计值参考这些量。
一般来说，所有的输入需要可见。通常会提供默认值。
更多关于输入域的颜色和描述的信息，请参见编辑组件\规格值。
关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息，请参见通用\接受标称值。
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特征线 1 CQFUEL : 输入燃料功率 QFUEL = f (负荷系数) |
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X-轴 1 负荷系数 第一点 2 负荷系数 第二点 . N 负荷系数 最后一点 Y-轴 1 QFUEL 第一点 2 QFUEL 第二点 . N QFUEL 最后一点
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特征线 2 CQEL: 电功率 QEL = f (负荷系数) |
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X-轴 1 负荷系数 第一点 2 负荷系数 第二点 . N 负荷系数 最后一点 Y-轴 1 QEL 第一点 2 QEL 第二点 . N QEL 最后一点
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特征线 3 CQOIL: 润滑油热量 QOIL = f (负荷系数) |
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X-轴 1 负荷系数 第一点 2 负荷系数 第二点 . N 负荷系数 最后一点 Y-轴 1 QOIL 第一点 2 QOIL 第二点 . N QOIL 最后一点
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特征线 4 CTOILO: 润滑油循环出口温度 TOILO = f (负荷系数) |
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X-轴 1 负荷系数 第一点 2 负荷系数 第二点 . N 负荷系数 最后一点 Y-轴 1 TOILO 第一点 2 TOILO 第二点 . N TOILO 最后一点
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特征线 5 CQ3NCV: 已废弃 每单位净热值的燃料需求 (for FCALC = 0) Q3NCV = f (Q4) |
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X-轴 1 Q4 第一点 2 Q4 第二点 . N Q4 最后一点 Y-轴 1 M3*NCV 第一点 2 M3*NCV 第二点 . N M3*NCV 最后一点
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特征线 6 CM2: 已废弃 尾气质量流量 (对 FCALC = 0) M2 = f (Q4) |
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X-轴 1 Q4 第一点 2 Q4 第二点 . N Q4 最后一点 Y-轴 1 M2 第一点 2 M2 第二点 . N M2 最后一点
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特征线 7 CDISTHTLOW: 已废弃 低温热量分布 (对 FCALC = 0), LP-Heat (可用含量) = f (TIM) |
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X-轴 1 TIM 第一点 2 TIM 第二点 . N TIM 最后一点 Y-轴 1 LP-Heat (可用含量) 第一点 2 LP-Heat (可用含量) 第二点 . N LP-Heat (可用含量) 最后一点
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特征线 8 CDISTHTHIGH: 已废弃 高温热量分布 (对 FCALC = 0), HP-Heat (可用含量) = f (T5) |
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X-轴 1 T5 第一点 2 T5 第二点 . N T5 最后一点 Y-轴 1 HP-Heat (可用含量) 第一点 2 HP-Heat (可用含量) 第二点 . N HP-Heat (可用含量) 最后一点
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如果 (FAIRPREH=0 或者 T1>TAIRPREH)
Tref = T1
否则
Tref = TAIRPREH
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特征域 1 MXM2 : (尾气质量流量) M2= f (Tref; 负荷系数) |
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特征域 2 MXT2 : (尾气温度) T2= f (Tref; 负荷系数) |
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特征域 3 MXQHT : (高温循环热量) QHT= f (Tref; 负荷系数) |
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特征域 4 MXQLT : (低温循环热量) QLT= f (Tref; 负荷系数) |
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特征域 5, 已废弃 (FCALC=0) MXTCOOLO: (内部冷却水的出口温度) TCOOLO = f (Tref; Q4) |
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特征域 6, 已废弃 (FCALC=0) MXTOILI: (润滑油的进口温度) TOILI= f (Tref; Q4) |
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特征域 7, 已废弃 (FCALC=0) MXDQAIRDUMP: (压缩空气的热损失) DQAIR_DUMP = f (Tref; Q4) |
1.) 常数
2.) 带一个输入变量和一个输出变量的特征线
组件的行为是由特征线和特征域定义的。
3.) 带两个输入变量和一个输出变量的特征域
MXT2 - 涡轮增压机后面的排气温度，取决于电动发电机的输出和进气温度
MXTCOOLO - 系统边界的内部冷却水出口温度，取决于发电机的输出和进气温度
MXTOILI - 系统边界的润滑油进口温度，取决于发电机的输出和进气温度
MXDQAIRDUMP - 压缩空气的热量损失，取决于发电机的输出和进气温度
后面两个温度特征域基本上说明了在各自冷却回路中可以解耦的热量输出，因为内部冷却剂的质量流量以及各自未指定的温度是不可改变的。
要求的规格：
1.) 发电输出（目前在 4840kW（50%）和 9730kW（100%）之间）
2.) 区域供热水（在进口处）
3.) 进气口
4.) 气
在实践中，由于指定的温度条件和由此产生的温度条件而无法解耦的热量会通过散热器散失。在下一个版本中，将有可能额外指定这个值。
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所有情况 |
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Q3NCV = f(Q4) 来自特征线 M2 = f(Q4) 来自特征线 M1 = M2 - M3 M6 = M5 P6-P5 = 0 如果 (FAIRPREH=0 或者 T1>TAIRPREH) HCOOLI = f(PCOOLI,TCOOLI) 来自材料表 DQCOOL_DUMP = DQCOOL-DQCOOL_WATER
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显示选项 1 |
点击 >> 组件 125 示例 << 加载示例。