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电站锅炉构架新型导向装置参数分析
发布时间:2010/5/10  阅读次数:18768  字体大小: 【】 【】【
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┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────┬─────┐
│试验编号      │1                 │2                 │3                 │4                 │5                     │6                 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│公式拟合       │17. 98336 │18. 96676 │8. 210249 │17. 99386 │14. 82787     │18. 59062 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│计算结果       │18. 0057   │18. 1242   │9. 4283     │17. 4272   │14. 3537       │18. 7061   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│误差               │一0. 02234│0. 84256   │一1. 21805│0. 56666   │0. 47417       │一0. 11548│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│相对误差(%) │一0. 12407│4. 648812 │一12. 9191│3. 251584 │3. 303469     │一0. 61734│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│试验编号       │7                 │8                 │9                 │10               │11                   │12               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│公式拟合       │20. 06517 │14. 66378 │19. 21816 │8. 968766 │19. 04132     │19. 27251 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│计算结果       │19. 6372   │17. 6058   │18. 4308   │6. 62542   │19. 4084       │19. 9683   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│误差               │0. 42797   │-2. 94202 │0. 78736   │2. 343346 │-0. 36708     │一0. 69579│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│相对误差(%) │2. 179384 │一16. 7105│4. 27198   │35. 36902 │一1. 89135   │一3. 48447│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│试验编号       │1:3             │14               │15               │16               │17                   │18               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│公式拟合       │18. 1323   │19. 42533 │18. 92783 │17. 91327 │18. 19198     │14. 92295 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│计算结果       │18. 646     │19. 1117   │19. 2928   │17. 9466   │16. 0408       │14. 2627   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│误差               │一0. 5137 │0. 31363   │一0. 36497│一0. 03333│2. 15118       │0. 66025   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│相对误差(%) │一2. 75501│1. 641037 │一1. 89174│一0.18572 │13. 41068     │4. 629208 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│试验编号       │19               │20               │21               │22               │2:3                 │24               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│公式拟合       │17. 44768 │17. 95475 │18. 06881 │19. 01203 │19. 93612     │16. 91252 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│计算结果       │17. 7141   │17. 7457   │17. 9089   │20. 1048   │20. 597         │17. 6977   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│误差               │一0. 26642│0. 20905   │0. 15991   │一1. 09277│-0. 66088     │一0. 78518│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│相对误差(%) │一1. 504   │1. 178032 │0. 892908 │一5. 43537│一:3. 20862 │-4. 43662 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│试验编号       │25               │26               │27               │28               │29                   │:30             │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│公式拟合       │18. 53626 │16. 25722 │14. 38716 │19. 82607 │17. 97256     │18. 62036 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│计算结果       │18. 2286   │15. 8709   │15. 3092   │20. 0968   │17. 7011       │18. 2102   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│误差               │0. 30766   │0. 38632   │一0. 92204│一0. 27073│0. 27146       │0. 41016   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┼─────┤
│相对误差(%) │1. 687787 │2. 43414   │一6. 02278│一1. 34713│1. 533577     │2. 252364 │
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────┴─────┘
回归结果分析:
               相关系数:R=0. 9456最大绝对误差:2.343346;剩余标准差:S=1;平均绝对误差:0.0976S60S2最大相对误差:统计量检验值:35. 36902%;平均相对误差:4.840594F,二32. 41;统计量临界值:式。:(6, 23) =2. 528回归显著性:高度显著3.4.5锅炉构架Y方向最大位移回归分析根据表2-3的ANSYS计算结果进行数据回归得到如下公式:一25.694+0.4623 F. +0.20703 C、一6.9194 X 10-5 F. C、一9. 9944X 10-4 C 2一1.0922 X 10-4 F 3 +1.6128 X 10-6 C 3(mm)(2一3)式中式一一Y方向永磁摩擦阻尼器提供的反力(kN>C一一Y方向粘滞阻尼器提供的反力(kN>公式拟合结果与ANSYS计算结果的比较见表3-ll0
                   表3-11锅炉构架y1方向最大位移的计算结果和公式拟合比较
┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│试验编号       │1                 │2                 │3                 │4                 │5                 │6                 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │131. 8883 │126. 9515 │43. 47146 │79. 67324 │62. 26409 │84. 70852 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │131. 368   │127. 447   │43. 7398   │78. 7965   │63. 1346   │84. 5896   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 5203     │-0. 4955   │一0. 26834│0. 87674   │-0. 87051 │0. 11892   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │0. 396063 │-0. 38879 │一0. 61349│1. 112664 │一1. 37882│0. 140585 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │7                 │8                 │9                 │10               │11               │12               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │112. 299   │64.5:354   │123. 8905 │44. 82619 │91. 94092 │103. 6078 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │112. 722   │64. 7931   │123. 983   │44. 4053   │91. 6866   │104. 808   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │-0. 423     │-0. 2577   │一0. 0925 │0. 42089   │0. 25432   │一1. 2002 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │一0. 37526│-0. 39773 │一0. 07461│0. 947837 │0. 27738   │一1. 14514│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │1:3             │14               │15               │16               │17               │18               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │120. 9698 │114. 6804 │11o. 5107 │130. 0894 │71. 59611 │57. 87201 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │121. 55     │115. 051   │111. 648   │129. 834   │69. 2075   │57. 4843   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │一0. 5802 │-0. 3706   │一1. 1373 │0. 2554     │2. 38861   │0. 38771   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │一0. 47733│-0. 32212 │一1. 01865│0. 196713 │3. 451374 │0. 674462 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │19               │20               │21               │22               │2:3             │24               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │142. 21     │138. 8027 │135. 4976 │95. 74839 │89. 2941   │142. 5098 │
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│计算结果       │141. 762   │139. 352   │133. 822   │96. 3019   │89. 17       │143. 521   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 448       │-0. 5493   │1. 6756     │一0. 55351│0. 1241     │一1. 0112 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │0. 316023 │-0. 39418 │1. 252111 │一0. 57477│0. 139172 │一0. 70457│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │25               │26               │27               │28               │29               │:30             │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │127. 1961 │69. 89652 │49. 18368 │106. 4026 │144. 6746 │83. 6098   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │126. 458   │69. 7986   │50. 4024   │105. 759   │144. 577   │83. 5922   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 7381     │0. 09792   │一1. 21872│0. 6436     │0. 0976     │0. 0176     │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │0. 583672 │0. 140289 │一2. 41798│0. 608553 │0. 067507 │0. 021055 │
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
回归结果分析:
               相关系数:
R一n
最大绝对误差:2
最大相对误差:
.9997;剩余标准差:S=0. 90595. 38861:;平均绝对误差:0.6031333.451374%;平均相对误差:0.686963%统计量检验值:F二5967;统计量临界值:式。:(6, 23) =2. 528回归显著性:高度显著3.4.6锅炉构架Y方向最大相对位移回归分析根据表2-3的ANSYS计算结果进行数据回归得到如下公式:XD一3.8633+3.9818 X 10-2 F +4.5659 X 10-2 C +3.1 X 10-4 F 2一3.9469X 10-5 F C一1.6208 X 10-4 C 2一7.8061 X 10-' F 3 +2.2247 X 10-' C 3(2-4)式中式一一Y方向永磁摩擦阻尼器提供的反力(kN>Y方向粘滞阻尼器提供的反力(kN>公式拟合结果与ANSYS计算结果的比较见表3-120
               表3-12锅炉构架Y方向最大层间位移的计算结果和公式拟合比较
┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│试验编号       │1                 │2                 │3                 │4                 │5                 │6                 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │22. 87717 │21. 58219 │7. 773893 │13. 01413 │10. 2833   │13. 12962 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │22. 7609   │21. 4389   │7. 61276   │12. 48672 │10. 19322 │13. 2756   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 11627   │0. 14329   │0. 161133 │0. 52741   │0. 09008   │一0. 14598│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │o. 51o83z │0. 668365 │2. 116617 │4. 223767 │0. 883725 │一1. 09961│
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│试验编号       │7                 │8                 │9                 │10               │11               │12               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │18. 54682 │9. 945278 │21.11255   │6. 510146 │14. 91944 │17. 42073 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │18. 2975   │9. 91522   │21. 1131   │6. 40137   │15. 1523   │17. 6646   │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 24932   │0. 030058 │一0. 00055│0. 108776 │-0. 23286 │一0. 24387│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │1. 362591 │0. 30315   │一0. 00261│1. 699261 │一1. 5368 │一1. 38056│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │13               │14               │15               │16               │17               │18               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │20. 73107 │19. 40925 │18. 84367 │22. 09687 │12. 13659 │10. 07148 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │20. 7469   │19. 6892   │19. 0411   │21. 9752   │11. 72712 │10. 28454 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │一0. 01583│-0. 27995 │一0.19743 │0.12167     │0. 40947   │一0. 21306│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │一0. 0763 │一1. 42185│一1. 03686│0. 55367   │3. 49165   │一2. 07165│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│试验编号       │19               │20               │21               │22               │23               │24               │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│公式拟合       │24.429       │23. 82567 │23. 48925 │16. 06945 │13. 75717 │24. 25685 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│计算结果       │24. 3018   │23. 9833   │23. 1938   │16. 099     │13. 9679   │24. 523     │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│误差               │0. 1272     │-0. 15763 │0. 29545   │一0. 02955│-0. 21073 │一0. 26615│
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│相对误差(%) │0. 523418 │-0. 65725 │1. 273832 │一0. 18355│一1. 50867│一1. 08531│
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
回归结果分析:
               相关系数:R=0. 9991       乘}J余标准差:S=0最大绝对误差:0.52741最大相对误差:-4.9377       平均绝对误差:       平均相对误差:0.272161915141.34211统计量检验值:人二1779;统计量临界值:人0s }7} 22) =2. 464回归显著性:高度显著
3.5锅炉构架新型导向装置最优控制
       新型导向装置的出力设计是在给定新型导向装置数量和位置的前提下,以实现锅炉构架的振动反应(X, Y方向的最大位移和最大层间位移)为性能目标,来合理地确定。如果把新型导向装置的优化配置置入锅炉构架体系优化设计中,则锅炉构架体系的优化设计实质就是新型导向装置的参数优化设训一。新型导向装置优化设计的目的是要实现通过调整新型导向装置参数使得锅炉构架体系在地震作用下位移反应最小。在确定新型导向装置参数时,还要考虑到阻尼器的价格会随着其出力增大}fu增大,因此为了遵从效益一投资准则,新型导向装置中阻尼器的规格要控制在一定的范围之内。前面已经推导出了它们之间的函数关系式,只要求出函数取极值时的参数值即可得到最优控制时新型导向装置的最佳参数。对一个二兀多项式求极值,只需要分别求偏导数即可得到极值及取极值时参数的值,然后通过和边界的比较,就可以确定该函数的最值,从}fU得到了新型导向装置对锅炉构架的最优控制。下面分别以不同的函数作为性能目标分别进行优化:以X方向锅炉构架地最大位移D为性能目标及=22.699+0.84876式+0.14037C一3.1454 X 10-3 FXz一1.74 X 103式C+3.393X 10-6 F 3 +4. 66 X 10-6 F zC对式、C求偏导数得到驻点的坐标
竺一。,竺一。,角、方程、目_得:少F}l = 255少Fn一“8。其对应的函数值V hXC{Cn=146{C*,=388分别为:D,},二90.8 ;几z二84.6以X方向锅炉构架地最大层间位移XD为性能目标XD一1. 3327+0. 25765式+4. 1718 X 10-2C一1. 057 X 10-3 F z   -5. 1409xX10一“F C+1. 1975 X 10-6叮+1.3583 X 10-6歼Cx对式、C求偏导数得到驻点的坐标些一。,些一。,角、方程、目一得:少凡一261;少F}1 =7F*                 7aC{认1=253{认1=118。其对应的函数301值分别为XD,},二18;   XDz二19       从结果可以看出得到的驻点坐标值已经超出所设定的阻尼器参数的考察范围,当阻尼器的出力增大时,新型导向装置的成本会大大提高,不符合投资一效益的准则。
       考虑边界条件时,对十新型导向装置的参数取(100,   100,     100,   100时,锅炉构架体系的振动反应最小其中几=32.10981mm,   XD, =4.171827,只=32.17283,   XD}.=4.728357。由此可见边点的控制效果是最好的,这个结论符合前面提到的悬吊体系控制的规律:增大悬吊体和支撑构架的联系   (士曾大新型导向装置的参数值)会导致悬吊体传给构架的惯性力增大,从Ifu增大了构架的地震反应。
       但是此时锅炉构架和锅炉炉体之间相对位移为X方向最大值:88.74442mm ;   Y方向最大值:95.9685mm。虽然没有超出规范的限定   C 100mm,但是由十相对位移太大,会导致某些管线被剪切破坏。所以应该将新型导I句装置的参数值再放大一些。当取<280, 280, 200, 200)日寸,锅炉构架和锅炉炉体之间相对位移为X方向最大值:63.9751mm;   Y方向最大值:78.4279mm o       如果受到设备的限制,还要将锅炉炉体和锅炉构架的相对位移降低到SOmm以下,只需要提高新型导向装置的参数,加强锅炉炉体和构架的联系,当参数取值为(500, 500, 500, 500)时,锅炉炉体和锅炉构架的相对位移为X方I aJ最大值:32.2377mm;   Y方I aJ最大值45.8553mmo       所以,由以上的分析可以清楚的看到,当新型导向装置的参数取值在200}-300kN的时候,就可以得到一个很好的控制效果。
3.6本章小节
       经过本章的介绍,了解了新型导向装置的构造及其工作原理。通过均匀设计的方法,以锅炉构架体系的不同振动反应(主要是位移反应)最为结构的性能目标函数,得到了函数值和新型导向装置参数之间的函数关系式,使人很直观的就可以看到锅炉构架的振动反应同新型导向装置参数之间变化关系。从Ifu得到了,针对锅炉构架的振动反应的最优控制。

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