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燃气锅炉

元件定义​

该元件指燃气锅炉的设备设施，燃气热水锅炉使用最为广泛，也称燃气采暖锅炉和燃气洗浴锅炉，燃气锅炉顾名思义指的是燃料为燃气的锅炉，燃气锅炉和燃油锅炉、电锅炉比较起来最经济，所以大多数人们都选择了燃气锅炉作为采暖、洗浴用的锅炉设备。

燃气锅炉的工作原理如下：首先管道内的天然气（或其他燃料）在入天然气锅炉燃烧机前要通过燃气比例阀，与外部设备的鼓风机通入的空气进行充分的混合，控制好混合的比例，保证其充分的燃烧，防止燃料的不完全燃烧造成浪费，然后燃烧器点火燃烧，产生的高温气体对锅炉炉膛里的水进行加热，这些大量的热量绝大部分热传递到了锅炉内，被管道里面的水进行吸收，同时剩余的少量的余热最后由烟囱排出。锅炉的运行效率与负荷率有关，其最佳效率区大约在额定负荷的 85%~100% 范围内，若在低于 80% 的负荷下运行或短时超出 100% 负荷运行，效率将急剧下降。

水力模型：

Δp=pin−pout=k⋅m⋅∣m∣/ρ2{\Delta}p = p_{in} - p_{out} = k \cdot m \cdot |m| / \rho^{2}

热力模型：

P⋅η=m(hin−hout)P \cdot \eta = m(h_{in}-h_{out})

式中：Δp{\Delta}p 是进出口压差（kPa\mathrm{kPa}），pinp_{in}、poutp_{out} 分别为流体进出口压力（kPa\mathrm{kPa}），kk 是局部压降系数（kPa/(m3⋅s−1)2\mathrm{kPa/(m^3 \cdot s^{-1})^2}）, mm 是质量流量（kg/s\mathrm{kg/s}），ρρ 是密度（kg/m3\mathrm{kg/m^3}），PP 是额定用电功率（kW\mathrm{kW}），η\eta 是供热效率，hinh_{in}、houth_{out} 分别为工质的进出口比焓（kJ/kg\mathrm{kJ/kg}）。

燃气锅炉
燃气锅炉

元件说明​

属性​

CloudPSS 元件包含统一的属性选项，其配置方法详见 参数卡 页面。

参数​

设备参数​

参数名键值 (key)单位备注类型描述
生产厂商manufacturer生产厂商文本生产厂商
设备型号equipType设备型号文本设备型号
局部压降系数LocalPressureDropCoekPa/(m3⋅s−1)2\mathrm{kPa/(m^3 \cdot s^{-1})^2}局部压降系数实数局部压降系数
设备工况OperateParam设备工况表格设备多挡位变工况运行参数，为表格，分别录入不同挡位的制热效率（HeatEfficiency）和制热功率（HeatPower）
最小供水温度MiniOutletTemp∘^{\circ}C最小供水温度实数最小供水温度，运行约束参数在计算时不生效，无意义
最大供水温度MaxOutletTemp∘^{\circ}C最大供水温度实数最大供水温度，运行约束参数在计算时不生效，无意义

基础参数​

参数名键值 (key)单位备注类型描述
元件名称CompName元件名称文本元件名称
设备配置台数DeivceNumber台设备配置台数自然数设备配置台数
待选设备类型DeviceSelection从设备库中选择设备类型选择选择数据管理模块录入的设备型号，将自动绑定为对应设备在数据管理模块中录入的厂家、产品型号、额定运行参数等。

仿真参数​

在仿真参数中编辑设备的仿真边界条件，主要包含运行方式和运行策略曲线。

参数名键值 (key)单位备注类型描述
出力模式SettingParaType选择运行模式选择在输入仿真运行策略前需要指定设备运行模式。有温度和功率两种模式。若选择温度模式，则设备出力根据系统计算得到。若选择功率模式，设备出力为用户指定功率，进出口温度根据热功率和流量计算得到。
温度模式运行策略OutletTemp配置设备在不同时刻的运行温度表格仅当出力模式项为温度模式时生效，在表格中录入各个时间段对应的出口温度。 开始时间对应每个仿真时刻，供水温度为设备出口温度。
功率模式运行策略HeatPower配置设备在不同时刻的功率表格仅当出力模式项为功率模式时生效，在表格中录入各个时间段对应的设备运行策略。 开始时间对应每个仿真时刻，设备启停运行策略为设备运行挡位和运行台数的组合，注意设备运行总台数不能超过设备配置台数。

优化参数​

在优化参数中编辑优化条件。

参数名键值 (key)单位备注类型描述
是否优化该设备OptimizationChoice是否元件的运行方式进行优化选择选择是，则设备的运行策略由系统优化得到，不读取仿真参数中设置的运行模式和运行策略；选择否，则系统按照仿真参数的运行模式和运行策略运行。

引脚​

引脚用于将元件与其他电设备连接，支持线连接和信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名键值 (key)维度描述
水进口waterInlet1×1可以在引脚处输入相同的字符使得设备与其他元件相连
水出口waterOutlet1×1可以在引脚处输入相同的字符使得设备与其他元件相连

常见问题​

元件模型是否具有代表性？

IESLab 平台的设备主要关注能量流的变化和转换过程，主要建立能量转换的通用简化模型。暂未按照其子特征建立详细的子类模型。

燃气锅炉可以用煤炭吗？

可以的，IESLab 平台的燃气锅炉为燃料转换为热量的通用模型，不仅可以使用天然气，还可以使用煤炭、甲烷等做燃料。

燃气锅炉元件在建模仿真平台使用时需要配置哪些元件参数？数据管理模块需要配置哪些数据？

在对燃气锅炉元件进行仿真模拟前，务必录入编辑元件的基础参数和仿真参数；

在数据管理模块需要配置燃气锅炉的额定运行参数。并在基础参数中绑定数据管理模块的燃气锅炉。

设备的串并联模式有何不同？
  1. 当设备配置多台时，默认为并联，所有设备型号相同，各支路局部阻力均相同，局部压降相同，各支路流量相同。
  1. 当不同设备并联时，各支路局部压降相同，总流量为各支路流量之和。
  1. 当不同设备串联时，各支路流量相同，总局部压降为各设备段的局部压降之和。
燃气锅炉元件的运行方式有哪几种配置方式？

共有 3 种，其中仿真 2 种，运行优化 1 种模式。

  1. 仿真：供水温度模式

    用户已知燃气锅炉机组的冷水出口温度时，运行模式设置为供水温度，同时优化参数选择“否，使用仿真策略”。
    此时，燃气锅炉机组供冷功率由进出口温度、流量等参数计算得到，由下游需求决定。特别注意：设备运行在温度模式时，设备出力完全由系统计算得到，不受设备配置台数和设备挡位等限制

  1. 仿真：功率模式

    用户已知燃气锅炉机组制热功率时，运行模式设置为制冷功率，同时优化参数选择“否，使用仿真策略”。
    此时，燃气锅炉机组的进出口温度根据制冷功率和流量等参数计算得到。特别注意：设备运行在功率模式时，设备出力根据运行策略计算得到，受设备配置台数和设备挡位等限制，设备启停运行策略中，设备运行台数超过配置台数之后的策略无效。

  1. 运行优化

    此时燃气锅炉元件的出力由系统优化计算得到，但是不读取仿真参数，需要将优化参数的是否优化该设备项设置为是即可。

温度和功率策略的开始时刻必须和仿真时刻一致吗？

建议保持一致。若运行策略的开始时刻与仿真时刻不一致，平台会自动采用插值和外推算法填充。 特别注意：对于运行策略，在仿真时刻之外的时间段策略，为前平推和后平推，即，策略之前的数值始终为策略的第一个值，策略之后的数值始终为策略里最后一个值。