鍋爐燃燒效率

1、答卷編號(hào):論文題目：鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行姓名專業(yè)、班級(jí)有效聯(lián)系電話參賽隊(duì)員1陳恒帥電自111513704429547參賽隊(duì)員2熊佳明電自111513804428365參賽隊(duì)員3孫武斌熱動(dòng)11413804416219指導(dǎo)教師：劉洪憲參賽學(xué)校：東北電力大學(xué)證書郵寄地址及收件人：電自1115陳恒帥答卷編號(hào):閱卷專家1閱卷專家2閱卷專家3論文等級(jí)鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行問題鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過程，影響參數(shù)眾多，主要包括 煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。針對(duì)鍋爐效率問題，我們建立模型并結(jié) 合鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況，對(duì)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化分析。對(duì)于問題1,根據(jù)排煙熱損失q2、化學(xué)不（或可燃?xì)?/p>

2、體未）完全燃燒熱損失 q3、機(jī) 械（或固體）不完全燃燒熱損失 q4的相關(guān)計(jì)算公式，在已知圖1中q2、q3、q4與過量 空氣系數(shù):的關(guān)系趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，建立熱損失與過量空氣系數(shù)模型，求得函數(shù)關(guān)系式， 并利用折算與求導(dǎo)等數(shù)學(xué)手段確定出鍋爐運(yùn)行的最佳過量空氣系數(shù)為1.360。對(duì)于問題2,我們首先在問題1的基礎(chǔ)上，保持q2 q3 q4與的函數(shù)關(guān)系；其次 查閱書籍明確散熱損失q5，灰渣物理熱損失q6，過量空氣系數(shù):-的物理定義，并排除q5 與q6和的相關(guān)性；然后根據(jù)300MW機(jī)組的相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，弓I入能量損耗比例系數(shù) M ； 最后，采用反平衡法推導(dǎo)出鍋爐的效率 g|與過量空氣系數(shù)的關(guān)系式。對(duì)于問題3,我們

3、建立了鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化模型，結(jié)合問題1中所建立的模型，利用兩個(gè)模型的交叉部分求解出引入的參數(shù)，綜合考慮了鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)是機(jī)組負(fù)荷P、煙氣含氧量Ohy、主汽流量D、排煙溫度二py對(duì)鍋爐效率的影響，并繪制 出圖像，以便于觀察和應(yīng)用。對(duì)于問題4,我們根據(jù)問題2和3中的規(guī)律，確定出排煙熱損失q2，機(jī)械不完全燃 燒熱損失q4是主要的熱量損耗，并分析影響這些損耗的運(yùn)行參數(shù)， 提出優(yōu)化運(yùn)行的可行 性建議。關(guān)鍵詞：反平衡法；函數(shù)擬合；折算系數(shù)；運(yùn)行參數(shù)1問題的重述Qi鍋爐是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其效率直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)代電站中, 反映鍋爐運(yùn)行狀況好壞的主要性能指標(biāo)是鍋爐效率。 按照中華

4、人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)的電 站性能試驗(yàn)規(guī)程（GB PTC），電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率，即：(1)gi =q11 100 = 1OO-(q2 q3 q4 q5 qj %gQr式中qj =9 100（ i =1,2,，6分別表示有效利用熱q、排煙熱損失q?、化學(xué)不（或可 Qr燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失q3、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失 q4、散熱損失q5和 灰渣物理熱損失q6。促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗的重要手段之一是對(duì)鍋爐機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與分析，進(jìn)而優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)。鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過程，影響參數(shù) 眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。目前，在國內(nèi)常常

5、利用 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差（或耗差）分析，來提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但由于無法進(jìn)行煤 質(zhì)和灰渣含碳量的在線分析，現(xiàn)在還做不到鍋爐效率的在線監(jiān)測(cè)，這給鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化 帶來很大困難。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過的部分稱為過量空氣量，過量空氣系數(shù)是指實(shí)際空氣量Vk與理論空氣量V0之比。過量空氣系數(shù)直接影響排煙熱損失 q?、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失q3、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失q4 （如圖1）?？梢姡?dāng)爐膛出口過量空氣系數(shù)增 加時(shí)，q? q3 q4先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對(duì)應(yīng)的空氣系數(shù)稱為最佳 過量空氣系數(shù)。本題以300MW

6、鍋爐為例進(jìn)行分析（鍋爐參數(shù)見附錄 1）。由于過量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失影響較小，故可視為常數(shù)處理。附錄2給出了實(shí)測(cè)飛灰含碳量Cfh與過量空氣系數(shù)的關(guān)系。圖1熱損失與過量空氣系數(shù)的關(guān)系曲線我們要對(duì)以下問題進(jìn)行研究：1 確定鍋爐運(yùn)行的最佳過量空氣系數(shù)；2給出鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的關(guān)系；3研究鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響;4 探討鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行方法。2 問題的分析本題要求我們采用反平衡法計(jì)算鍋爐的效率，并根據(jù)其運(yùn)行過程中面臨的問題，建 立數(shù)學(xué)模型促進(jìn)鍋爐的節(jié)能降耗，進(jìn)而優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于問題1我們需要了解反平衡法計(jì)算鍋爐效率中相關(guān)熱量的概念。有效利用熱q、排煙熱損失

7、q2、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失q3、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失q4、散熱損失q5和灰渣物理熱損失q6。借助于過量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān) 系圖，建立q2 q3 q4與的數(shù)學(xué)模型，得到函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)而計(jì)算出鍋爐運(yùn)行的最佳 過量空氣系數(shù)。對(duì)于問題2,在問題1所建立模型的基礎(chǔ)上，利用反平衡法，并按照鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn) 行中的一些指標(biāo)要求和經(jīng)驗(yàn)公式，查詢出散熱損失 q5和灰渣物理熱損失q6的相關(guān)值， 并最終確定出鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。對(duì)于問題3，首先我們根據(jù)正反應(yīng)平衡法重新定義了鍋爐的效率g/，該效率表達(dá)式可以在非額定運(yùn)行下應(yīng)用；然后結(jié)合問題 1中所建立的模型，利用兩個(gè)模型的交叉部分

8、求 解出引入的參數(shù)J，最后建立了鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化模型，并逐個(gè)計(jì)算四組不同 運(yùn)行狀態(tài)下鍋爐的效率，得出主要運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率影響的規(guī)律。對(duì)于問題4,綜合考慮模型1和模型2中對(duì)鍋爐效率產(chǎn)生影響的運(yùn)行參數(shù)，探討并 總結(jié)出鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行方法。3. 模型的假設(shè)與符號(hào)說明3. 1模型的假設(shè)及說明（1）假設(shè)投入鍋爐的燃料是無煙煤。（無煙煤為煤化程度最深的煤，含碳量最多。一般含碳量大于50%,灰分含量介于6%25%,發(fā)熱量可達(dá)到25003250OkJ / kg，結(jié)合 以上指標(biāo)可以判定本文煤質(zhì)為無煙煤。）（2）假設(shè)不完全燃燒熱損失q3是常數(shù)。（由于過量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損 失的影響較小。）（3）

9、假設(shè)模型1中的鍋爐是在額定功率下運(yùn)行。3. 2符號(hào)說明q 有效利用熱量q2排煙熱損失q3化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失q4機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失q5散熱損失q6灰渣物理熱損失p機(jī)組負(fù)荷D主汽流量Sy排煙溫度tamb環(huán)境溫度a過量空氣系數(shù)K碳能量與質(zhì)量折算系數(shù)P單位能量轉(zhuǎn)化為蒸汽內(nèi)能所產(chǎn)生的主蒸汽流量C fh爐膛出口飛灰含碳量A灰分含量Cy碳含量Hy氫含量Sy硫含量Oy氧含量Ny氮含量Wy無機(jī)物水分含量A灰分含量ngi鍋爐效率Qar,net, p燃料的收到基低位發(fā)熱量4. 模型的建立與求解4. 1問題1的模型建立與求解4.1.1 模型的建立在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給

10、的空氣量總是要大于理論的空氣量， 超過的部分稱為過量空氣量。題目已知，當(dāng)爐膛出口過量空氣系數(shù):增加時(shí)，q2 q3 q4 先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對(duì)應(yīng)的空氣系數(shù)稱為最佳過量空氣系數(shù)。其中，由于過量空氣系數(shù)：對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失q3影響較小，在鍋爐的實(shí)際運(yùn) 行中要求q3的范圍為01.5。在進(jìn)行鍋爐的效率計(jì)算時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，當(dāng)鍋爐是固 體排渣和液體排渣煤粉爐時(shí)q3 =0。排煙熱損失q2是鍋爐排煙帶走了一部分熱量造成的熱損失，其大小與煙氣量、排煙 與基準(zhǔn)溫度、煙氣中水蒸汽的顯熱有關(guān)。由圖 1可以看出，隨著:-的增加，q2的增加速 率大于增加的速率，當(dāng)排煙溫度越高，反映越明顯。查閱相

11、關(guān)資料，計(jì)算 q2可采用如 下經(jīng)驗(yàn)公式：(350.5)(二 py - tambq2(1 -100 100式中：一排煙處過量空氣系數(shù)；Tlpy 排煙溫度；tamb 環(huán)境溫度。機(jī)械未完全燃燒熱損失q4主要是由鍋爐煙氣帶走的飛灰和爐底放出的爐渣中含有 未參加燃燒的碳所造成的，取決于爐膛出口飛灰中未參加燃燒的碳中所蘊(yùn)含的能量。由 附錄2中爐膛出口飛灰含碳量與過量空氣系數(shù)的數(shù)據(jù)，利用MATLAB描畫出散點(diǎn)，采用多項(xiàng)式擬合，如圖2« 6-二次曲線裏散點(diǎn)1105111 15121.251.31351414515圖2飛灰含量與過量空氣系數(shù)擬合曲線得到Cfh與的函數(shù)關(guān)系式:Cfh =16.7143：

12、2 -46.2271：36.3299由國內(nèi)300MW鍋爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以知道，在正常的生產(chǎn)過程中q4所占燃料能量的 比例在0.5%8%,在這里折中取平均值，又因?yàn)闄C(jī)械未完全燃燒熱損失q4主要是爐膛出 口飛灰中未參加燃燒的碳中所蘊(yùn)含的能量，而由附錄2中的含碳量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)可知比例平均為5%左右。所以引入能量質(zhì)量折算系數(shù) K =4% 5% = 0.8，進(jìn)而得到q4與的函數(shù) 關(guān)系式：q4 二 K 16.7143 2 46.2271：36.32994.1.2 模型的求解由上述模型可以得到q2 q3 q4與的關(guān)系，由于當(dāng)燃料是無煙煤時(shí)，電廠鍋爐的一般數(shù)據(jù)為46，為方便計(jì)算取q4 =5，同時(shí)，為書寫方便使 Q

13、 = q2 q3 q4?；?jiǎn)整 理后可得：Q =13.3714： 2 -36.3646：32.9748上述多項(xiàng)式有最小值，求導(dǎo)可得：dQ26.7428： - 36.3646d :-令dQ =0 ,得，=1.360，即最佳過量空氣系數(shù)為1.360。d :4.1.3 模型的檢驗(yàn)當(dāng)鍋爐完全燃燒時(shí)，過量空氣系數(shù):與煙氣含氧量Ohy基本上是對(duì)應(yīng)的，有21a =21- Ohy根據(jù)模型建立的假設(shè)（3），鍋爐在額定功率運(yùn)行。由已知信息可以認(rèn)為第一組數(shù) 據(jù)中的機(jī)組負(fù)荷298MW近似工作在額定功率下。求得:標(biāo)=1.330所以-：標(biāo)=0.03過量空氣系數(shù):的誤差率為°:=2.26%標(biāo)將問題1中模型所求得的

14、函數(shù)表達(dá)式繪制如圖310q2 十 q4111213141516圖3各熱損耗與過量空氣系數(shù)關(guān)系圖與題目中已知的圖1進(jìn)行對(duì)比，圖形的趨勢(shì)比較一致，綜上，所建模型求得的最佳 過量空氣系數(shù)1.360比較理想。4. 2問題2的模型建立與求解按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)的電站性能試驗(yàn)規(guī)程(GB-PTC)，電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率，即：gi 二 q = Ql 100 二 100- G 73 74 75 7Qr在問題1中我們已經(jīng)得到q2 q3 q4與的關(guān)系：q2 q3 q4 =13.3714 2 -36.364633.9748散熱損失q5是由于鍋爐本體及鍋爐范圍內(nèi)各種管道、附件的溫度高于環(huán)境溫度而散 失的

15、熱量。影響散熱損失的主要因素有：鍋爐外表面積的大小、外表溫度、爐墻結(jié)構(gòu)、 保溫隔熱性能及環(huán)境溫度等。結(jié)合已知主汽流量850t/h，由鍋爐散熱損失圖可以查到 q5 = 0.3 o灰渣物理熱損失q6的大小與燃料中灰含量的多少、爐渣中純灰含量占燃料總灰量的 份額以及爐渣溫度高低有關(guān)。簡(jiǎn)而言之，q6的大小主要取決于排渣量和排渣溫度。對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當(dāng)灰分很高時(shí)，即一殳%時(shí)才考慮q6的取值，否則認(rèn)419為取0。由于煤的發(fā)熱量不便測(cè)定，所以根據(jù)門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式Qar,net,p =339C +1031H y 109(Oy Sy) 25.1Wy經(jīng)計(jì)算可得Qar ,net,p = 240.3533由已

16、知條件Ay =14.70%，并且計(jì)算得Qar 57.36%。419顯然Ay V Qar,net,p %，即忽略q6的影響，認(rèn)為q6=0 o419所以，電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率的公式gi =qi = Ql 100 = 100- (q2 q3 q4 q5 q/ %Qrq6熱量走向關(guān)為了更加直觀地觀察到鍋爐在運(yùn)行的過程中 q1、q2、q3、q4、q5、系，我們用CAD軟件繪制出鍋爐平衡示意圖，見圖 4鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的關(guān)系，可以表述為gl 二 q = -13.3714： 2 36.3646： 66.7252%4. 3問題3的模型建立與求解4.3.1 模型的建立為了提高鍋爐運(yùn)行效率，需要對(duì)

17、影響鍋爐效率的因素進(jìn)行分析，一般要考慮通過調(diào) 整鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，來達(dá)到節(jié)能增效的目的。根據(jù)題目中給出的信息，我們可以確定鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)是機(jī)組負(fù)荷P、煙氣含氧量Ohy、主汽流量D、排煙溫度邛y。用被鍋爐利用的熱量與燃料所能放出的全部熱量之比來計(jì)算熱效率的方法叫正平 衡法，又叫直接測(cè)量法。正平衡熱效率的計(jì)算公式可用下式表示：n Hq1gl6q1 v qii=26 其中，q表示有效利用熱量；i qi表示熱損耗之和；gi表示鍋爐效率，為區(qū)別模i =2型1中的gl，標(biāo)記為gl。由于鍋爐中的有效利用熱量主要用來用來加熱蒸汽，同時(shí)轉(zhuǎn)化為主蒸汽的內(nèi)能，所6以有效利用熱量q與主蒸汽流量D具有正比相關(guān)性，由于

18、a qi沒有量綱，根據(jù)量綱法為此引入?yún)?shù)kg/h，表示能量流量之間的折算；又因?yàn)榕艧煙釗p耗q2是熱損耗之和6-qi的主要因素，為使模型易于理解，簡(jiǎn)化計(jì)算，上式可以轉(zhuǎn)化為i 2giDD ' -q211#根據(jù)問題1中排煙熱損失q2的簡(jiǎn)易經(jīng)驗(yàn)公式q2 = (350.5) Gpy -tamb) 100giDD(350.5) Upy tamb) 100又因?yàn)椋?dāng)鍋爐完全燃燒時(shí)，過量空氣系數(shù):-與煙氣含氧量Ohy基本上是對(duì)應(yīng)的,2121- Ohy綜上Dgi21D(3.5 ： 0.5) Upy tamb) 10021 -Ohy4.3.1 模型的求解將問題1中鍋爐額定功率運(yùn)行下標(biāo)準(zhǔn)最佳過量空氣系數(shù)標(biāo)=

19、1.330，代入問題2中鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的關(guān)系gl 二 q 二-13.3714： 2 36.3646：66.7252%得gl =91.437%在模型1得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，我們?yōu)榱四軌蚓C合考慮鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)是機(jī)組負(fù)荷P、煙氣含氧量Ohy、主汽流量D、排煙溫度Jpy。建立優(yōu)化的鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)的 數(shù)學(xué)模型。由題目中已知的四組數(shù)據(jù)信息，可以明確觀察到，第一組數(shù)據(jù)幾乎工作在鍋爐的額 定功率運(yùn)行中。所以，2個(gè)模、型所求得的鍋爐效率相差不大。即在此額定運(yùn)行條件下 e二91.437% oD215D 5 2仏 0.5）（九心）10013#' -0.1476所以，得到鍋爐效率與主要運(yùn)行參數(shù)是機(jī)

20、組負(fù)荷P、煙氣含氧量Ohy、主汽流量D、 排煙溫度%的函數(shù)表達(dá)式giD21 - D 0.1467 (3.5 : 0.5)(珀-tamb) 10021Oy將第一組，第二組，第三組和第四組數(shù)據(jù)分別代入以上函數(shù)表達(dá)式，得"gl1 =91.437% ”gl2" = 90.64%I a=90.12%Fgl4 =89.45%并由此繪制出鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)關(guān)系表，如下表1鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)關(guān)系表組別運(yùn)行參數(shù)第一組第二組第三組第四組機(jī)組負(fù)荷（MW）298245.3215.8192.3煙氣含氧量（）5.215.085.886.84主汽流量（t/h）845.2681.6599.3547.8排煙

21、溫度（C）137.76134.08126.21123.15鍋爐效率（）91.43790.6490.1289.45為了使鍋爐效率與主要運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系更加直觀，利用MATLAB繪制成圖形，如圖3芬w si煙pg電驚主汽流挺t/h12012513013514489圖5鍋爐效率與各運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系綜上，鍋爐效率與主汽流量和排煙溫度呈現(xiàn)正向相關(guān)性；鍋爐效率在較低煙氣含氧 量的情況下呈正相關(guān)，當(dāng)鍋爐中煙氣含氧量超過一定濃度后與效率呈反相關(guān)關(guān)系。4. 4問題4的探討為了提高鍋爐運(yùn)行效率，需要對(duì)影響鍋爐效率的因素進(jìn)行分析，進(jìn)而消除這些影響 因素，從而提出有效地優(yōu)化運(yùn)行建議。通過問題1、問題3的分析我們可以了解到

22、排煙熱損失和未完全燃燒熱損失是鍋爐燃 燒的主要熱量損失，因此有效地減少這些損失，是提高鍋爐效率的最直接有效的方法。4. 4. 1影響熱損失的因素一、影響排煙熱損失的主要因素。影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙量。 一般來說，排煙溫度每上升10C, 則排煙熱損失增加0.6%1 %;排煙量主要由過?？諝庀禂?shù)和燃料中的水分來決定，而 燃料中的水分則由入爐煤成分來決定。影響排煙溫度和排煙量的主要因素有漏風(fēng)、受熱 面積灰和結(jié)渣、環(huán)境溫度（即空預(yù)器入口溫度）和入爐煤的成分。二、影響未完全燃燒熱損失的主要因素。1煤質(zhì)。燃料中揮發(fā)成分含量較高時(shí)，煤粉著火容易，同時(shí)燃燒過程穩(wěn)定，未完全燃燒 熱損失也較小。

23、如果燃料中灰分含量較高時(shí)，則燃燒穩(wěn)定性差，而且由于灰分的隔絕作 用，煤的燃盡性能較差。水分對(duì)燃燒的影響主要是使燃燒著火困難，并降低燃燒區(qū)的溫 度，使煤粉燃盡變得困難。2. 煤粉細(xì)度。煤粉越細(xì)，表面積越大，越容易著火，同時(shí)所需燃燒時(shí)間越短，燃燒越完 全。但煤粉過細(xì)會(huì)使制粉電耗增加，降低鍋爐效率。3. 風(fēng)量。爐膛過?？諝庀禂?shù)過小，會(huì)使燃料燃燒不完全，而且由于煙氣中未完全燃燒物的存在，給鍋爐運(yùn)行帶來二次燃燒的威脅，爐膛過?？諝庀禂?shù)過大，則排煙熱損失也大， 達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。4. 氧量。鍋爐運(yùn)行氧量直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。 在不同的運(yùn)行負(fù)荷下，煙氣中氧量過大， 導(dǎo)致排煙熱損失和風(fēng)機(jī)電耗增加；反之，雖

24、然使得風(fēng)機(jī)電耗下降，但飛灰可燃物增加，未完全燃燒熱損失增加。（當(dāng)電廠鍋爐爐膛出口運(yùn)行氧量發(fā)生變化時(shí)，其它主要的運(yùn)行 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如灰渣未燃燼碳含量、排煙溫度、送引風(fēng)機(jī)總電耗、主汽溫度以及減溫水量都 將發(fā)生變化，爐膛出口氧量是機(jī)組運(yùn)行中最容易調(diào)整、變化范圍最寬、與其它運(yùn)行指標(biāo) 耦合性最強(qiáng)、對(duì)經(jīng)濟(jì)影響最大的參數(shù)之一目前，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)定的氧量控制參數(shù)多是針對(duì)額定負(fù)荷，一般根據(jù)鍋爐的燃用煤種憑經(jīng)驗(yàn)選取。）5. 燃燒過程。縮短煤粉著火時(shí)間，同時(shí)延長煤粉在爐膛中燃燒停留時(shí)間，使碳粒盡可能 完全燃燒，將會(huì)降低煤粉的未完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。4. 4. 2鍋爐運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)整一、降低排煙熱損失1 控制漏風(fēng)：

25、在運(yùn)行中經(jīng)常檢查水封槽水位，鍋爐排渣時(shí)應(yīng)防止將渣斗水放干，每次 吹灰后，都對(duì)看火孔和人孔門進(jìn)行全面檢查，關(guān)緊吹灰時(shí)吹開的看火孔，對(duì)于在運(yùn)行中 的制粉系統(tǒng)，在保證安全的情況下，盡量少用冷風(fēng)，多用熱風(fēng)，這樣可使排煙溫度降低 11.5C，提高煙道入孔門和保溫層的嚴(yán)密性，防止煙道漏風(fēng)。2 防止空預(yù)器堵灰。防止機(jī)組啟停過程中油槍霧化不好。在化學(xué)清洗空預(yù)器時(shí)，一定 要徹底清洗干凈并保證烘干時(shí)間足夠，防止殘垢沉積于受熱面，嚴(yán)格執(zhí)行空預(yù)器吹灰， 在機(jī)組啟停、入爐煤中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高和燃燒不好時(shí)，增加吹灰次數(shù)。對(duì)爐膛和煙 道定期全面吹灰，運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，每班對(duì)爐膛和煙道進(jìn)行全面吹灰， 可降低排煙溫度2 3C。因

26、此，要對(duì)爐膛和煙道進(jìn)行及時(shí)吹灰，減少飛灰堆積。二、減少不完全燃燒熱損失1 減少不完全燃燒熱損失就要合理控制氧量。及時(shí)掌握煤質(zhì)和煤粉細(xì)度的變化，正常 運(yùn)行中，適當(dāng)降低一次風(fēng)壓，提高一次風(fēng)溫，將使著火點(diǎn)提前，在運(yùn)行中還需根據(jù)負(fù)荷 的變化及時(shí)調(diào)整爐膛與風(fēng)箱之間的壓力差及各層二次風(fēng)配比，使二次風(fēng)送入時(shí)機(jī)達(dá)到最好。2延長燃燒時(shí)間。 在運(yùn)行中可適當(dāng)降低爐膛負(fù)壓，使煤粉在爐膛中充分地燃燒，通過 對(duì)制粉系統(tǒng)的切換，用下層煤粉代替上層煤粉，適當(dāng)降低火焰中心，合理調(diào)整燃燒器擺 角。要提高鍋爐運(yùn)行效率，除了控制漏風(fēng)、保持換熱面清潔、強(qiáng)化燃燒外，關(guān)鍵是控制 好鍋爐運(yùn)行氧量和煤粉細(xì)度，它們直接影響鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。5.

27、 模型的推廣與改進(jìn)方向5. 1模型的推廣問題1所建立的鍋爐功率與過量空氣系數(shù)模型， 并沒有涉及到對(duì)鍋爐額定容量的要 求，所以該模型理論上不僅僅適用于 300MW鍋爐，也可以應(yīng)用于其它容量的鍋爐。優(yōu)化問題是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支。它在解決工業(yè)生產(chǎn)組織、經(jīng)濟(jì)計(jì)劃、組織管理 人機(jī)系統(tǒng)中，都發(fā)揮著重要的作用。它所研究的問題涉及到很多領(lǐng)域，例如，工程設(shè)計(jì) 中怎樣選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，使設(shè)計(jì)方案既滿足設(shè)計(jì)要求又能降低成本；資源分配中，怎樣分 配有限資源，使分配方案既能滿足各方面的基本要求，又能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益；諸如此 類，不勝枚舉。我們?cè)诮⒛Ｐ蛢?yōu)化的過程中抓住主要影響因素，結(jié)合產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì) 要求，合理引用參數(shù)簡(jiǎn)

28、化計(jì)算過程的數(shù)學(xué)思想，可以推廣到工業(yè)程設(shè)計(jì)中去。5. 2模型的改進(jìn)方向模型的建立是基于對(duì)題目中有效信息的提取與利用， 所以為使所建立的模型能更好 地應(yīng)用于鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，在模型的建立中引入了參數(shù)以簡(jiǎn)化問題的分析，實(shí)際上可 以在更加精確的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立優(yōu)化模型，提高鍋爐運(yùn)行分析的精度。6. 模型的優(yōu)缺點(diǎn)6. 1模型的優(yōu)點(diǎn)(1) 模型建立前進(jìn)行了合理的假設(shè)，使得問題的處理能夠得到合理的簡(jiǎn)化；(2) 模型1引入碳能量與質(zhì)量折算系數(shù)，很好地將爐膛出口飛灰含碳量Cfh與機(jī)械未完全燃燒熱損失q4聯(lián)系起來，不僅簡(jiǎn)化計(jì)算過程，而且考慮全面，分析準(zhǔn)確，使模型更切合鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)；(3) 模型3建立模型

29、充分考慮鍋爐的多個(gè)運(yùn)行參數(shù)，綜合考慮運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐燃燒 效率的影響。 在模型的建立過程中應(yīng)用到計(jì)算軟件 MATLAB和制圖軟件CAD。6. 2模型的缺點(diǎn)(1) 由于題目中的可用數(shù)據(jù)較少，所以在建立模型的過程中，根據(jù)鍋爐的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 引入了一些有效的參數(shù)，不可避免會(huì)存在一些誤差；(2) 模型1在擬合函數(shù)變化關(guān)系時(shí)，進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，雖然誤差非常小，但可以尋 找更好的擬合方法。參考文獻(xiàn)1 張杰.運(yùn)籌學(xué)模型及其應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2012 . &2 范從振等.鍋爐原理水利電力出版社，1996.3 葉江明.電廠鍋爐原理與設(shè)備M.中國電力出版社，2010.4 車得福等鍋爐(第二版)M 西安

30、交通大學(xué)出版社，2008,10. 岑可法等循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行M.中國電力出版社，1998.GB-PTC .中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)的電站性能試驗(yàn)規(guī)程S.附錄1:鍋爐運(yùn)行主要參數(shù)數(shù)值名稱符號(hào)單位計(jì)算公式 及數(shù)據(jù)結(jié)果碳含量Cy%-62.61%氫含量Hy%-3.62%硫含量Sy%-1.08%氧含量Oy%-7.21%氮含量Ny%-0.68%無機(jī)物水 分Wy%-10.10%灰分Ay%-14.70%應(yīng)用基高 位發(fā)熱量QgKJ/kg-25020機(jī)組負(fù)荷-MW-298245.3215.8192.3煙氣含氧 量。2%實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值5.215.085.886.84主汽流量Dt/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值845.

31、2681.6599.3547.8排煙溫度0pyC實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值137.76134.08126.21123.15過熱蒸汽 壓力PgrMPa-16.9過熱蒸汽 溫度t grC-541給水溫度tgsC-279試驗(yàn)期間 平均耗量BKg/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值129357過熱蒸汽 量DiKg/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值1074705過熱蒸汽 壓力（絕對(duì) 壓力）PiMpa實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值16.3過熱蒸汽 溫度tiC實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值539.3再熱蒸汽 入口壓力（絕對(duì)壓 力）p2Mpa實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值3.9再熱蒸汽 入口溫度t2c實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值338.5再熱蒸汽 入口流量D2Kg/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值891191再熱蒸

32、汽 出口壓力（絕對(duì)壓 力）p2Mpa實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值3.7再熱蒸汽 出口溫度t2c實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值538.7再熱蒸汽 出口流量D2Kg/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值928475再熱蒸汽 減溫水壓 力（絕對(duì)壓 力）p爐Mpa實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值7.7再熱蒸汽 減溫水溫度ti zrc實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值169.4再熱蒸汽 減溫水流量D舉Kg/h=928475-8 9119137284鍋爐給水 壓力（絕對(duì) 壓力）PgsMpa實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值18.4鍋爐給水 溫度tgsc實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值276.4給水流量DgsKg/h實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值1074785爐底灰渣 可燃物Chz%取樣分析 值2爐底排渣 率%-生產(chǎn)長和 驗(yàn)收單位

33、I、'；商疋0.1空氣預(yù)熱 器出口煙 氣中二氧 化碳含量ro2%煙氣分析 數(shù)據(jù)平均值13.05環(huán)境溫度t ambc實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 平均值20附錄2:實(shí)驗(yàn)得到出口飛灰爐膛問題1中上游路口處統(tǒng)計(jì)的原始數(shù)據(jù)a1.11.151.21.251.31.351.41.451.5Cfh/%5.905.104.754.64.554.504.454.434.50附錄3:過量空氣系數(shù)與飛灰含碳量 MATLAB以合程序i -二次曲線0離散點(diǎn)5 -氷*-aieiirjljiit 1051.11.15121.25131351414515x=1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5;

34、y=5.9 5.1 4.75 4.6 4.55 4.5 4.45 4.43 4.5;p=polyfit(x,y,2);xi=1:0.01:1.5;yi=polyval(p,xi);plot(xi,yi)hold onplot(x,y,'r*')xlabel('飛灰含碳量/% '), ylabel(' 過量空氣系數(shù) a ')legend('二次曲線','離散點(diǎn)')%求得 y=13.3714*xA2-36.9817*x+29.0583;附錄4: MATLAB求解最佳過量空氣系數(shù)x=1:0.01:1.52;y=13.3714*x.A2-36.3646*x+32.9748;fun=(x)13.3714*x.A2-36.3646*x+32.9748;xO,yO=fmi nbn d(fu n,0,pi/2,0.01)xO =1.36附錄5:各熱損耗與過量空氣系數(shù)關(guān)系 MATLAB制圖程序x1=1:0.01:2;y1=0.6171*x1+3.9165;plot(x1,y1)x2=1.1:0.01:1.5;y2=13.3714*x2.A2-36.9817*x2+29.0583;plot(x2,y2)y3=13.3714*x