循環(huán)流化床鍋爐建模及效率計(jì)算.pdf

1、循環(huán)流化床燃燒技術(shù)作為一種符合我國國情的潔凈煤燃燒技術(shù)，在我國應(yīng)用廣泛，目前我國的循環(huán)流化床鍋爐的數(shù)量和蒸發(fā)量均為世界第一。目前，工廠對鍋爐效率的核算均采用標(biāo)準(zhǔn)方法，該方法需要測定飛灰含碳量、灰渣含碳量、排渣量等數(shù)據(jù)，這些參數(shù)均不是鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的控制參數(shù)，所以，采用標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算鍋爐效率常常存在數(shù)據(jù)不足、現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較低的問題，核算鍋爐效率需要額外耗費(fèi)大量的人力、物力，導(dǎo)致工廠對鍋爐效率的核算嚴(yán)重滯后。因此，提出一種能夠在線計(jì)算鍋爐效

2、率的方法可為工廠節(jié)省成本，具有重要的工程實(shí)踐意義。
　　本文利用Aspen Plus建立循環(huán)流化床鍋爐的模型，并在此基礎(chǔ)上提出計(jì)算鍋爐效率的新方法，除原煤的工業(yè)分析、元素分析數(shù)據(jù)之外，該方法的其他數(shù)據(jù)完全來自工廠DCS畫面，可以實(shí)時的計(jì)算鍋爐的效率，反映鍋爐運(yùn)行的總體性能，顯示鍋爐運(yùn)行過程中的各項(xiàng)損失，為鍋爐的優(yōu)化提供指導(dǎo)意見。本文以150 t/h中溫分離、低循環(huán)倍率循環(huán)流化床鍋爐為背景，主要工作如下：
　?。?）采用標(biāo)準(zhǔn)方

3、法編寫了一個Excel算表計(jì)算工廠循環(huán)流化床鍋爐的效率，由于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的缺失，部分?jǐn)?shù)據(jù)為估算值。
　?。?）采用Aspen Plus建立了循環(huán)流化床鍋爐模型。將循環(huán)流化床鍋爐分解為煤裂解、裂解產(chǎn)物的燃燒、氣固分離、煙氣能量回收四個子過程，由以上過程構(gòu)成完整的循環(huán)流化床鍋爐模型。充分利用裝置現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括各級換熱器進(jìn)出口流股的溫度，蒸汽溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)。
　　（3）根據(jù)燃料產(chǎn)生的熱量在鍋爐內(nèi)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，提出一種基于Aspe

4、n Plus模型的方法計(jì)算循環(huán)流化床鍋爐的效率，該方法通過模型中各換熱器的熱負(fù)荷計(jì)算出鍋爐各項(xiàng)熱損失而得到鍋爐的效率，也可以直接計(jì)算鍋爐的有效吸收熱量，計(jì)算出鍋爐的效率。并與采用標(biāo)準(zhǔn)算法的結(jié)果進(jìn)行比較，兩者吻合良好。
　?。?）利用循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)量、煙氣含氧量等數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量守恒提出一個計(jì)算煤燃燒效率的公式。但是現(xiàn)場風(fēng)量和煙氣含氧量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性都不夠高，所以，這種方法可用于校核現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并為Aspen Plus模型提供校核后的

5、初值。
　?。?）本文對循環(huán)流化床鍋爐的流動模型、傳熱模型、傳質(zhì)模型的分析基礎(chǔ)上，提出了一種簡化的模型便于計(jì)算煤的燃燒效率，并根據(jù)簡化的循環(huán)流化床鍋爐數(shù)學(xué)模型編寫程序計(jì)算煤的燃燒效率。該模型可比較準(zhǔn)確的反映鍋爐運(yùn)行良好時的煤燃燒效率，可作為鍋爐設(shè)計(jì)階段的理論燃燒效率的參考值。
　　本文選取工廠循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的工況，其中，＃1鍋爐采用Aspen Plus模型計(jì)算的鍋爐效率為67.47％，而通過標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算的鍋爐效率為6