基于粒子群算法的喷水减温器建模研究

金秀章 曹丁元 谢泽坤 孙小林

(华北电力大学控制与计算机工程学院，河北 保定 071003)

喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽的热量，从而达到调节主蒸汽温度的目的[1]。喷水减温器的工作状况直接影响到主蒸汽的品质，因此对喷水减温器进行建模，对其动态性能的了解具有重要的现实意义。目前，国内外对喷水减温器的机理建模研究已经很普遍[2～5]，但是与智能建模结合起来进行的模型参数优化并不多，笔者主要研究基于粒子群优化算法(PSO)的喷水减温器机理建模。

PSO是由Kennedy J和Eberhart R于1995年提出的一种仿生优化计算方法[6]，采用了基于种群的全局搜索策略和简单的速度-位移模式[7]，具有便于实现、计算速度快的优点。近几年，专家学者对PSO进行了大量研究，将PSO应用在了不同的领域[8～10]，为PSO的应用与发展做出了巨大的贡献。

1 喷水减温器数学模型分析①

某热电厂机组喷水减温器的简图如图1所示，图中G1、h1、T1分别表示喷水减温器入口处主蒸汽的质量流量、焓值和温度；G、h、T分别表示喷水减温器出口处主蒸汽的质量流量、焓值和温度；Gw、hw、Tw分别表示喷水减温器入口减温水的质量流量、焓值和温度；Qm为流体从壁面吸收的热量。

图1 喷水减温器简图

在燃烧工况不变的情况下，即Δh1=0，根据喷水减温器的生产工艺、能量守恒定律和质量守恒定律可以得到减温水流量对主蒸汽温度影响的数学模型。由于整个喷水减温器内的流体具有分布参数特点，其状态参数不仅是时间还是空间上的函数。……