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在超临界锅炉中，各区段工质的比热、比容变化剧烈，工质的传热与流动规律复杂。变压运行时随着负荷的变化，工质压力将在超临界到亚临界的广泛压力范围内变化，随之工质物性变化巨大，这些都使得超临界机组表现出严重非线性。具体体现为汽水的比热、比容、热焓与它的温度、压力的关系是非线性的，传热特性、流量特性度、压力的关系是非线性的，各参数间存在非相关的多元函数关系是非线性的，使得受控对象的增益和时间常数等动态特性参数在负荷变化时大幅度变化。
