基于热力计算方法的电站煤粉锅炉运行优化

摘要

电站煤粉锅炉是火力发电厂的重要设备,其经济性也决定了整个火力发电厂的运行成本。锅炉运行优化是节能降耗、提高能源利用率的有效措施,能有效提高锅炉燃烧效率,降低机组供电煤耗,提高电力企业的竞争力。
　　 本文选择电站130t/h煤粉锅炉为研究对象,对锅炉热力计算原理和方法进行全面分析,研究流体介质(烟气、空气、水和水蒸汽)的热物理性质及炉膛、过热器、再热器、省煤器和空气预热器等传热单元的传热规律,对热力计算中涉及到的燃料、传热单元、流体等对象归类研究并分析它们之间的关系,完成模型构造。在模型分析的基础上,以编程语言Visual C++为开发工具,运用面向对象的程序设计方法,完成热力计算中传热单元类、流体介质类及辅助类的设计。编写流体的物性计算标准模块及烟气侧对流放热系数等计算类模块。最后,通过采用数值迭代算法,实现锅炉热力计算程序的全流程自动迭代计算。
　　 建立130t/h煤粉锅炉的运行优化模型,确定锅炉运行的优化目标函数及影响优化目标的有关独立变量,并确定模型约束条件。以锅炉热力计算为基础,开发锅炉运行优化软件。在满足锅炉安全运行的条件下,采用穷举法求解锅炉运行优化模型(配煤优化及配风优化),求出锅炉运行工况最佳时的混煤配煤比例和过量空气系数,实现整台锅炉发热成本为最低的优化目标。
　　 通过130t/h煤粉锅炉运行优化的实例,分析混煤配煤比例及过量空气系数对锅炉运行的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 锅炉热力计算的研究现状

1.2.1 锅炉热力计算方法的研究现状

1.2.2 锅炉热力计算软件的研究现状

1.3 电站燃煤锅炉运行优化技术现状

1.4 编程采用的计算机语言

1.5 论文主要研究内容

第二章 电站煤粉锅炉热力计算原理

2.1 锅炉热力计算方法

2.2 空气及燃烧产物的容积和焓

2.3 锅炉热平衡计算

2.4.炉内传热计算

2.5 对流受热面传热计算

2.5.1 温压的计算

2.5.2 传热系数

2.5.3 烟气侧对流放热系数

2.5.4 烟气侧辐射放热系数

2.5.5 烟气侧对流放热系数

2.6 屏式受热面传热计算

2.6.1 屏式受热面中烟气辐射给屏后受热面的热量Qfh的计算

2.6.2 屏式受热面所吸收的炉膛辐射热量Qf的计算

2.6.3 辐射放热系数的计算

2.6.4 传热系数的计算

2.7 转向室的传热计算

第三章 电站煤粉锅炉热力计算程序

3.1 电站煤粉炉热力计算程序编制思路

3.2 电站煤粉炉热力计算核心模块

3.3 流体物性计算标准模块

3.3.1 锅炉工质热力学参数、物性参数计算

3.3.2 烟气和空气物性参数计算

3.4 计算类模块

3.4.1 受热面污染系数、热有效性系数及利用系数的计算

3.4.2 温压修正系数的计算

3.4.3 图表的处理

3.5 130t/h煤粉锅炉结构及其热力计算

3.5.1 130t/h煤粉锅炉结构

3.5.2 130t/h煤粉锅炉热力计算流程

3.5.3 130t/h煤粉锅炉热力计算模块验证

3.5.4 130t/h煤粉锅炉热力计算

第四章 电站煤粉锅炉运行优化

4.1 煤粉锅炉运行优化目标函数及求解算法

4.2 电站煤粉锅炉配煤优化

4.2.1 动力配煤及其优化

4.2.2 配煤优化数学模型算法

4.2.3 动力配煤约束条件

4.3 煤粉锅炉配风优化

4.3.1 煤粉炉配风优化约束条件

4.3.2 过量空气系数对锅炉各项热损失的影响

4.4 煤粉锅炉运行优化软件

4.5 煤粉锅炉运行优化实例及结果分析

4.5.1 130t/h煤粉锅炉运行优化实例

4.5.2 130t/h煤粉锅炉运行优化结果分析

结论

参考文献

致谢