電廠鍋爐分磨摻燒的優(yōu)化模型研究(1)

1、ResearchonOptimizationModelofBlendedCoalCombustionWithMillSeparatedA叨他sisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYXuChengweiSupervisedbyProfiZHANGJunSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUn

2、iversityMarch2014摘要在以燃煤發(fā)電為主導(dǎo)的中國(guó)，由于煤炭資源分布格局的巨大差異性和煤源生產(chǎn)及供應(yīng)條件的限制，致使電廠來(lái)煤煤種多變、煤質(zhì)不穩(wěn)和煤價(jià)居高不下。將不同煤進(jìn)行摻燒是解決此問(wèn)題的一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的手段，為此近些年不少電廠在鍋爐日常運(yùn)行中采用摻燒的方式，而且混煤燃燒的方式今后在我國(guó)將更為普遍。煤粉燃燒過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，混煤燃燒更為復(fù)雜。在混煤燃燒的過(guò)程中，不同煤種的煤粉在爐膛內(nèi)相互影響、相互制約，混煤的煤種

3、、混煤的比例、混煤燃燒時(shí)的運(yùn)行參數(shù)等因素都是影響混煤燃燒的重要因素。另外，在電廠選擇摻混煤種的時(shí)候必然涉及到運(yùn)行中的安全性、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響等問(wèn)題。因此，摻配方法的先進(jìn)性以及混煤燃燒計(jì)算的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要。由于分磨摻燒在提高混煤燃燒效率、降低飛灰含碳量等方面優(yōu)于其他摻燒方式，且摻配靈活，因而得到越來(lái)越多的應(yīng)用。為此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上提出了“分磨摻燒”方式下的摻混模型和燃燒模型。其中，摻混模型通過(guò)線性規(guī)劃理論，以電廠入爐煤質(zhì)要

4、求為約束條件，磨煤機(jī)出力限制作為篩選條件i‘以混煤燃燒的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及用戶自定義指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)摻混煤種之間煤種組合以及比例組合進(jìn)行尋優(yōu)，得到目標(biāo)函數(shù)下較佳的摻混組合和比例；燃燒模型以傅維標(biāo)通用煤種燃燒模型為核心，建立一維爐膛模型，獲得混煤燃燒時(shí)爐膛的一維溫度分布、燃盡率以及NO濃度分布。通過(guò)摻混模型和燃燒模型的結(jié)合，形成了針對(duì)分磨摻燒應(yīng)用的一套完整的解決方案。采用Matlab軟件編寫(xiě)了模型的計(jì)算程序，將核心計(jì)算程序嵌入到c≠f

5、語(yǔ)言編寫(xiě)的web系統(tǒng)平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了功能的工程應(yīng)用化。在摻燒管理系統(tǒng)的平臺(tái)中，以摻混模型為基礎(chǔ)，通過(guò)拓展購(gòu)煤決策、摻混決策、磨煤機(jī)啟停決策等模塊，實(shí)現(xiàn)了電廠用戶不同需求、不同計(jì)劃下的摻混管理功能。針對(duì)某600MW超臨界鍋爐，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采集得到的鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)燃燒模型計(jì)算的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證，據(jù)此對(duì)燃燒過(guò)程中相關(guān)操作參數(shù)對(duì)混煤燃燒的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，煤粉細(xì)度R90變化時(shí)，爐膛溫度分布、爐內(nèi)NO生成會(huì)發(fā)生變化，對(duì)比單煤燃燒發(fā)現(xiàn)R90對(duì)

6、單煤燃燒的影響遠(yuǎn)小于對(duì)混煤燃燒的影響；過(guò)量空氣系數(shù)變化ft于，混煤燃燒和單煤燃燒的爐膛溫度分布、燃盡率、NO生成也有所變化，但兩種燃燒方式下的變化規(guī)律有所不同；二次風(fēng)率和風(fēng)溫的小幅度變化對(duì)混煤和單煤燃燒的影響均較?。籓FA風(fēng)率變化時(shí)，混煤燃燒的爐膛溫度分布、煤粉燃盡率及NO生成都會(huì)發(fā)生變化，對(duì)比單煤燃燒發(fā)現(xiàn)OFA變化對(duì)單煤燃燒的爐膛溫度分布和NO生成變化規(guī)律與混煤相似，但單煤燃燒時(shí)OFA變化對(duì)燃盡率的影響明顯減弱。關(guān)鍵詞：混煤燃燒；摻混