鍋爐燃燒的在線智能監(jiān)測與優(yōu)化研究

1、 第2審在線瓶測的理論基礎(chǔ)及算例警+蘭婦,=0(2-4西敘。蚓Ot+毒。瓦=考等一p叫一罟+昭,cz哪里幽at+專k驢=毒卜善一,ocp剝u.,T+印+&c z刪p=p仁(27其中,式(24是連續(xù)方程,式(25動量方程,式i26是能量方程,式(2-7是狀態(tài)方程?；旌衔锓?jǐn)?shù)的定義:,:壘二墨:!。乙,一乙,o(2-8其中zt代表元素k的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù),下標(biāo)F和0分別代表燃料和氧化劑的進1:3值。對于簡單的燃料/氧化劑體系,每一計算單元內(nèi)的混合物分?jǐn)?shù)代表了該單元內(nèi)的燃料質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由于混合物分?jǐn)?shù)是守恒標(biāo)量,因此在求解輸運方程時不再考慮反應(yīng)源項。 圖22化學(xué)平衡組分在混合物空問的分布 為了有效的驗證切圓

2、對爐內(nèi)燃燒的影響,根據(jù)經(jīng)驗選取其他參數(shù)如合理的煤質(zhì),煤粉細度,煤粉濃度,鍋爐負(fù)荷,一二次風(fēng)的配合等,煤質(zhì)分析結(jié)果見表21。其他部分參數(shù)如下:R90=22%,Q=23370kl/kg,一次風(fēng)速30m/s,二次風(fēng)速40m/s表2-I煤質(zhì)分析結(jié)果表注:Mt全水,Mad分析水分,Mar收到基水分,Vdaf揮發(fā)份,Car收到基碳,Hat收到基氫,Nar收至基氮,Oar收到基氧,Sat收到基硫 a48度均布b單角60度偏向c單角70度偏向圖2-7縱切面溫度場東北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文選取2號角的三個不同的角度:48度均布,單角60度偏向,單角70度偏向,進行三種切圓工況的仿真。從圖2-7,縱切面溫度場燃燒比

3、較,可以得出,隨著2號角的偏大,燃燒變得越來越不穩(wěn)定,當(dāng)各燃燒器以48度均布時,燃燒呈現(xiàn)較理想的切圓上升:當(dāng)2號角偏至60度時,切圓發(fā)生小規(guī)模傾斜,當(dāng)偏向達到70度時,己很難維持切圓的形狀,燃燒紊亂。通過對比可以較為直觀地得到切圓對于燃燒的影響效果。切圓是影響燃燒穩(wěn)定性的諸多因素之一,當(dāng)各種因素同時作用于爐膛時,燃燒效果會難以識別。由于影響鍋爐的因素較多,所以當(dāng)各種因素綜合作用于爐膛的燃燒過程時,需要對爐膛的燃燒狀況進行復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置,邊界條件的周全考慮,以得到更為接近的數(shù)值模擬結(jié)果。下圖是橫截面的溫度場,我們可以對爐膛內(nèi)不同層面,任意層面的溫度場壓力場等進行數(shù)值模擬,得到直觀的燃燒效果。 8

4、48度均布b單角60度偏向c單角70度偏向圖2-8橫切面溫度場比較從圖28,等高線的分布能夠清楚的顯示爐內(nèi)溫度場?？v切面溫度場燃燒比較,可以得出,隨著2號角的偏大,燃燒切圓向扁長橢圓形發(fā)展。當(dāng)各燃燒器以48度均布時,燃燒呈現(xiàn)較理想的切圓:當(dāng)2號角偏至60度時,切圓向右側(cè)壁偏斜,當(dāng)偏向達到70度時,切圓已靠在爐壁上,出現(xiàn)嚴(yán)重偏燒,將會引起結(jié)焦。. 一,一,一一一墼塑些塵筌些二一 圖43鍋爐燃燒縱剖面圖(剖面平均溫度1000(2,1070圖44鍋爐燃燒橫剖面圖(剖面平均溫度906從圖中可見,該爐存在偏燒現(xiàn)象,主要體現(xiàn)在2號角,整體布置向2、3號角偏斜,使切圓向2、3號角偏斜。 圖4-5爐內(nèi)煙氣場C

5、0t分布圖圖4-6鍋爐出口煙氣場0:分布圖一32. 東北電力大學(xué)碩十學(xué)位論文1.溫度分布 圖4-9鍋爐內(nèi)部火焰及溫度縱剖面分布圖 圖410鍋爐內(nèi)部火焰及溫度橫剖面(第三層分布圖2.煙氣場CO:分布 圖4一兒鍋爐內(nèi)部COt縱剖面分布圖3爐膛出口氧氣場0。分布 圖4一12鍋爐內(nèi)部0。出口分布圖參見上圖4-9至圖4-10,即爐內(nèi)豎直截面和燃燒器水平截面的溫度分布圖,由圖可以看出,爐膛中央燃燒最為劇烈,顯然得到的爐膛溫度分布符合鍋爐的燃燒規(guī)律。(1發(fā)現(xiàn)問題通過運行本系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)爐膛第三層2號角、4號角火焰強,3號角火焰弱,導(dǎo)致火焰向右墻偏斜,即l、2號角之間偏斜,導(dǎo)致右墻結(jié)焦嚴(yán)重,火焰溫度由系統(tǒng)顯示達1320(橫剖面1367,與實測相符,實測橫剖面1365。(2解決問題了解情況后,技術(shù)人員在本系統(tǒng)的指導(dǎo)下,重新進行配風(fēng)處理,即4號角一、二次風(fēng)加強,3號角一、二次風(fēng)減弱等手段,經(jīng)過調(diào)整穩(wěn)定后,再次運行本系統(tǒng)及現(xiàn)場測試,發(fā)現(xiàn)溫度由1320(橫剖面1367降至1256(橫剖面1220,結(jié)渣情況緩解(實測橫剖面1221。(3調(diào)整后鍋爐內(nèi)部平均燃燒效果 圖413調(diào)整后爐內(nèi)平均燃燒縱剖面溫度分布圖第四章在線監(jiān)鍘系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 圖414調(diào)整后鍋爐內(nèi)部火焰煙氣分布圖 圖4一15調(diào)整后第三層燃燒器截面