超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)學(xué)模擬與設(shè)計(jì)方案優(yōu)化.pdf

1、超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)有機(jī)地結(jié)合了循環(huán)流化床燃燒和超臨界參數(shù)發(fā)電兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)潔凈煤燃燒利用的發(fā)展方向之一。依托于國(guó)家十一五支撐項(xiàng)目“600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐本體設(shè)計(jì)及研制”子課題的資助，本文開展了超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的研究工作。
　　 論文首先從討論發(fā)展超臨界循環(huán)流化床鍋爐的必要性和可行性入手，綜述了國(guó)內(nèi)外超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)及其數(shù)學(xué)模型的研究與發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 其次，依據(jù)大

2、型超臨界循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行特性和最新研究進(jìn)展，在現(xiàn)有適用于中小型循環(huán)流化床鍋爐整體數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上發(fā)展了適用于大型超臨界循環(huán)流化床鍋爐的整體數(shù)學(xué)模型。該模型由可以正確描述循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)各物理化學(xué)過程的子模型及其他部件的子模型有機(jī)耦合而成，這些子模型包括爐內(nèi)流體動(dòng)力特性模型，煤燃燒模型，顆粒磨損模型，爐內(nèi)傳熱模型，SO2生成和脫除模型，NO和N2O的生成和脫除模型，分離機(jī)構(gòu)、返料機(jī)構(gòu)和外置式換熱器等部件的子模型，及尾部受熱面的換熱模

3、型等。同時(shí)，為了進(jìn)一步正確描述煤顆粒在流化床燃燒過程中的破碎特性，本文在所建小型流化床反應(yīng)器上開展了煤顆粒的灰分和粒徑對(duì)灰渣形成特性的實(shí)驗(yàn)研究，并在所獲實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究建立了流化床煤燃燒過程中的顆粒破碎模型。
　　 然后，采用一臺(tái)300 MW循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行測(cè)試結(jié)果對(duì)所建立的大型循環(huán)流化床鍋爐的整體數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證對(duì)比。結(jié)果表明，所建立的數(shù)學(xué)模型可以有效地預(yù)測(cè)大型循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行與性能參數(shù)。

4、>　　 在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用所建立的總體數(shù)學(xué)模型對(duì)600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐六個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了模擬計(jì)算，并從主循環(huán)回路結(jié)構(gòu)布置、主循環(huán)回路熱負(fù)荷分配、爐內(nèi)燃燒以及熱力特性參數(shù)等方面，分析比較了密相區(qū)結(jié)構(gòu)、分離器數(shù)量及布置、爐內(nèi)受熱面、外置式換熱器、受熱面系統(tǒng)等不同布置方案對(duì)鍋爐性能參數(shù)的影響，從而得到了優(yōu)化后的600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)方案。該推薦方案為H型布置，單爐膛褲衩腿雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，鍋爐左右兩側(cè)各布置3臺(tái)高溫