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)濟動力,以及我國大型燃煤發(fā)電機組參與調峰運行的特殊國情,作為我國主要電力生產(chǎn)源的燃煤發(fā)電機組,面臨運行安全性和經(jīng)濟性的挑戰(zhàn)。研究大型燃煤發(fā)電機組鍋爐系統(tǒng)在不同負荷、不同煤種、不同運行方式等廣義變工況運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)機理建模方法,基于鍋爐系統(tǒng)的設備和子系統(tǒng)結構層次,建立了分層級的精細仿真模型。并按照各設備內部和其子系統(tǒng)之間的實際傳熱傳質關系而設計的耦合參數(shù)傳遞拓

2、撲結構,將各層次模型連接、封裝,構造了鍋爐系統(tǒng)整體模型。具體來說,本文依據(jù)主要工質和功能的不同,將鍋爐系統(tǒng)劃分為磨煤制粉系統(tǒng)、爐膛風煙系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)三個子系統(tǒng);對磨煤制粉系統(tǒng),按照功能環(huán)節(jié),進一步劃分為混合調溫模塊、磨煤出力模塊、風粉混合輸送模塊和風粉換熱模塊;對爐膛風煙系統(tǒng)和汽水系統(tǒng),則依據(jù)現(xiàn)場燃燒器布置和換熱設備結構等,進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、過熱器模塊、再熱器模塊和省煤器、空預器模塊等,其中

3、過熱器模塊中嵌入了噴水減溫環(huán)節(jié)模塊。細致的模型劃分滿足精細化模擬的要求,同時,站在系統(tǒng)的角度,充分考慮各個設備與子系統(tǒng)的相互影響關系,設計熱力計算參數(shù)傳遞,也滿足了耦合化影響的模擬特征。利用鍋爐設計數(shù)據(jù),對本模型進行了驗證。同設計數(shù)據(jù)相比,模型模擬計算的主要監(jiān)控熱力參數(shù)誤差都在5％以內,證明了其正確性和準確性。
　　在此基礎上,針對不同負荷工況,模擬計算出鍋爐系統(tǒng)內部的熱力參數(shù)分布,由此計算出煤耗率和鍋爐效率等能耗指標。該對象鍋爐

4、,在設計工況下煤耗率最低,而鍋爐效率最高。另外,還利用模型模擬計算了耗差分析試驗對應的煤種、運行方式和負荷條件下的性能狀況。模型模擬結果顯示,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,針對同一負荷下,燃燒器的不同投運方式,本文利用所建立的模型也進行了相關模擬研究。發(fā)現(xiàn)在燃燒器投運靠上時,爐膛出口煙氣溫度偏高,過熱汽溫偏低,再熱汽溫則偏高。從安全經(jīng)濟性角度分析,證明燃燒器投運“投下停上”的原則。
　　本文模型的建立為今