超臨界鍋爐系統(tǒng)非均等多分段模型仿真研究及變工況分析.pdf

1、由于環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)動(dòng)力,以及我國(guó)大型燃煤發(fā)電機(jī)組參與調(diào)峰運(yùn)行的特殊國(guó)情,作為我國(guó)主要電力生產(chǎn)源的燃煤發(fā)電機(jī)組,面臨運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)。研究大型燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐系統(tǒng)在不同負(fù)荷、不同煤種、不同運(yùn)行方式等廣義變工況運(yùn)行條件下的性能特征,顯得尤為重要。
　　本文提出的非均等多分段集總參數(shù)機(jī)理建模方法,基于鍋爐系統(tǒng)的設(shè)備和子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次,建立了分層級(jí)的精細(xì)仿真模型。并按照各設(shè)備內(nèi)部和其子系統(tǒng)之間的實(shí)際傳熱傳質(zhì)關(guān)系而設(shè)計(jì)的耦合參數(shù)傳遞拓

2、撲結(jié)構(gòu),將各層次模型連接、封裝,構(gòu)造了鍋爐系統(tǒng)整體模型。具體來(lái)說(shuō),本文依據(jù)主要工質(zhì)和功能的不同,將鍋爐系統(tǒng)劃分為磨煤制粉系統(tǒng)、爐膛風(fēng)煙系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng);對(duì)磨煤制粉系統(tǒng),按照功能環(huán)節(jié),進(jìn)一步劃分為混合調(diào)溫模塊、磨煤出力模塊、風(fēng)粉混合輸送模塊和風(fēng)粉換熱模塊;對(duì)爐膛風(fēng)煙系統(tǒng)和汽水系統(tǒng),則依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)燃燒器布置和換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)等,進(jìn)一步劃分為冷灰斗模塊、燃燒區(qū)域模塊、不帶燃燒器的爐膛換熱模塊、過(guò)熱器模塊、再熱器模塊和省煤器、空預(yù)器模塊等,其中

3、過(guò)熱器模塊中嵌入了噴水減溫環(huán)節(jié)模塊。細(xì)致的模型劃分滿足精細(xì)化模擬的要求,同時(shí),站在系統(tǒng)的角度,充分考慮各個(gè)設(shè)備與子系統(tǒng)的相互影響關(guān)系,設(shè)計(jì)熱力計(jì)算參數(shù)傳遞,也滿足了耦合化影響的模擬特征。利用鍋爐設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),對(duì)本模型進(jìn)行了驗(yàn)證。同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相比,模型模擬計(jì)算的主要監(jiān)控?zé)崃?shù)誤差都在5％以內(nèi),證明了其正確性和準(zhǔn)確性。
　　在此基礎(chǔ)上,針對(duì)不同負(fù)荷工況,模擬計(jì)算出鍋爐系統(tǒng)內(nèi)部的熱力參數(shù)分布,由此計(jì)算出煤耗率和鍋爐效率等能耗指標(biāo)。該對(duì)象鍋爐

4、,在設(shè)計(jì)工況下煤耗率最低,而鍋爐效率最高。另外,還利用模型模擬計(jì)算了耗差分析試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的煤種、運(yùn)行方式和負(fù)荷條件下的性能狀況。模型模擬結(jié)果顯示,主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度偏低,鍋爐煤耗率有所上升。最后,針對(duì)同一負(fù)荷下,燃燒器的不同投運(yùn)方式,本文利用所建立的模型也進(jìn)行了相關(guān)模擬研究。發(fā)現(xiàn)在燃燒器投運(yùn)靠上時(shí),爐膛出口煙氣溫度偏高,過(guò)熱汽溫偏低,再熱汽溫則偏高。從安全經(jīng)濟(jì)性角度分析,證明燃燒器投運(yùn)“投下停上”的原則。
　　本文模型的建立為今