燃煤电站锅炉飞灰含碳量预测模型研究
随着电力体制改革的深入进行，各发电企业都在不断加大对燃煤锅炉的经济性、安全性和环保性的重视程度。飞灰含碳量作为燃煤锅炉的一项主要运行经济指标和技术指标，不仅会直接影响锅炉的效率、静电除尘器的效率和飞灰的综合利用，而且还会影响锅炉受热面的安全。为了有效的控制飞灰含碳量，就应该及时的获得其数值，以指导运行人员进行燃烧调整。而长期以来，飞灰含碳量的获得一直沿用传统的重量燃烧法，该方法所得数据经常滞后所测工况几个小时，难以及时反映锅炉燃烧状况，从而在运行中难以对燃烧调节起到指导作用。因此，对飞灰含碳量预测技术的研究是非常必要也是很有应用价值的。
首先，本文简要的概述了飞灰含碳量偏高的危害和对其进行预测的重要性，并介绍了前人对飞灰含碳量预测技术的研究现状和成果。
然后，本文作者在前人研究的基础上，建立了一个能满足工程精度要求、便于工程上应用的燃煤锅炉飞灰含碳量预测模型，利用该模型只需输入炉膛结构参数、煤质特性参数和部分运行参数就可以快速地预测出某工况条件下的飞灰含碳量沿炉膛高度的一维分布。由于炉内的物理过程和化学过程比较复杂，为了使模型更加适合工程应用，本文对其做出了相应的简化和工程改进。
文中将炉膛分为混合区和柱塞流区两个区域，其中混合区单独作为一个区段，柱塞流区沿炉膛高度方向平均分为四个区段，在各个区段内分别建立流动模型、燃烧模型和辐射模型。在流动模型中，引入了炉膛充满因子消除了炉膛死区对炉膛有效容积的影响：在燃烧模型中，采用了傅维标教授提出的煤焦反应动力学的新思想，充分考虑了煤种对飞灰含碳量的影响，并应用氧量利用因子消除了风粉混合不均现象；在辐射模型中，为了简化计算，本文作者根据传热学的基本辐射原理，建立了一种适合工程应用的面面交换辐射换热模型，此传热模型在保证工程计算精度的前提下大大减少了计算量。
最后，通过本文建立的模型，运用MATLAB语言编写其相应程序并对两台国产300Mw燃用烟煤和贫煤的锅炉机组进行飞灰含碳量预测和试验验证，发现其预测结果和试验数据基本吻合，说明所建的模型是符合工程
应用的，具有一定的预测意义。然后利用所建的预测模型，以两台国产300MW燃用烟煤和贫煤的锅炉机组为例，定量分析了影响飞灰含碳量的各因素，为现场运行人员调节控制飞灰含碳量提供了可靠的依据。
锅炉炉膛;辐射计算;飞灰含碳量
山东大学
硕士
热能工程
刘志超
2006
中文
TK01
64
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）