热耦合精馏塔控制概述

热电耦合（1）中长期耦合机理分析

热电联产系统的中长期耦合机理分析的主要研究问题是在满足约束条件的前提下，达到经济性、节能性和环保性等等运行目标。考虑到分时电价、设备的维修使用成本、一次能源的价格、系统运行排出的碳化物与硫化物的数量等等因素，制定运行策略。如图1所示为某一系统的热负荷供给示意图。

热电耦合（2）短时耦合机理分析

热电联产系统的短时耦合机理分析的主要研究问题是在保证系统与电网联络线电功率恒定情况下，如何通过热电储能装置优化匹配实现功率实时自趋平衡。随着用电负荷的持续增加，各控制区域负荷的需求各异，区域电网间出于各自稳定性和经济性的需求，必须协议联络线传输的功率值。当系统发生负荷扰动时，能实现维持联络线功率为设定值的目的。

对于实时的互补特性分析，将以电网联络线电功率恒定为主要目标进行分析。如图2所示为某一典型的电网联络线自趋平衡示意图。图2中的实时功率为系统的实时负荷波动，但考虑到系统的经济性和稳定性，这样的波动会使电网大幅度波动而导致费用剧增，因此需要对此负荷需要调节，以使负荷趋于联络线的额定功率，如图2中的自趋平衡功率线所示，经过合适的设备匹配可以达到如此的效果。但是这样仍然不会完全和联络线额定功率线重合。

图2中，低于联络线额定功率的部分，就需要增加负荷，即可以将电能进行储存或者利用电能进行制热并将其储存，以满足电网联络线功率需要；在高于联络线额定功率部分，就需要降低负荷的使用，以减小电网的高峰，所需的电力由储能装置进行补充，这样的互补方式和调节方案可以满足实时功率条件下的电网联络线功率保持恒定值 。2100433B

流固耦合传热计算 的关键是实现流体与固体边界上的热量传递。由能量守恒可知 ，在流固耦合的交界面 ，固体传出的热量应等于流体吸收的热量，因此 ，流固边界面上的热量传递过程可表示为

在求解流固耦合的瞬态温度场时，流体区域可按准稳态流场处理，即不考虑流场的动量和湍方程，则其控制方程式

固体区域控制方程以其基本导热方程表示为

流固交界面上不考虑发生的辐射、烧蚀相变等过程，则流固交界面上满足能量连续性条件，即温度和热流密度相等。具体控制方程式为

上述构成了流固耦合瞬态温度场控制方程，可以使用分区瞬态紧耦合算法进行求解。即在每个[t，t Δt]时间步长内，完成如下计算步骤：

1) 假定耦合边界上的温度分布，作为流体区域的边界条件。

2) 对其中流体区域进行稳态求解，得出耦合边界上的局部热流密度和温度梯度，作为固体区域的边界条件。

3) 求解固体区域，得出耦合边界上新的温度分布，作为流体区域的边界条件。

4) 重复 2) 、3) 两步计算，直到收敛。