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电站锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力和吹灰在线模糊优化运行的基础理论研究

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第一章绪论

§1.1研究背景

§1.1.1引言

§1.1.2换热器污垢概论和基本理论

§1.1.3燃煤锅炉运行中的结渣和积灰问题

§1.1.4有关结渣积灰问题的研究现状概述

§1.2本论文研究工作

参考文献

第二章锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力

§2.1结渣过程和渣层热应力

§2.1.1渣层成长热应力

§2.1.2温度梯度热应力

§2.2传热和应力分析模型

§2.3水冷壁和渣层物性、结构参数选取

§2.3.1水冷壁

§2.3.2水冷壁渣层

§2.3.3物性参数和结构参数选取

§2.4锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力分布

§2.4.1水冷壁渣层热应力计算结果

§2.4.2水冷壁渣层热应力的结论

§2.5锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力的影响因素

§2.5.1影响因素与水冷壁渣层热应力的计算结果

§2.5.2有关影响因素的讨论

2.6北仑1#600MW锅炉水冷壁渣层热应力和掉渣分析

2.6.1变负荷水冷壁渣层热应力计算

2.6.2水冷壁掉渣分析

§2.7小结

参考文献

第三章电站锅炉吹灰器运行

§3.1吹灰器介绍

§3.2电站锅炉吹灰器运行现状和除灰机理

§3.2.1吹灰器运行现状

§3.2.2吹灰器除灰机理

§3.2.3吹灰器的研究发展

§3.3吹灰器运行成本和收益

§3.3.1吹灰成本

§3.3.2吹灰收益

§3.3.3吹灰成本和收益总结

§3.4吹灰器运行成本和收益数学表达

§3.4.1吹灰成本数学表达

§3.4.2吹灰收益的数学表达

§3.5小结

参考文献

第四章北仑1#锅炉各受热面的清洁因子灰污监测模型

§4.1各类结渣积灰监测模型评述

§4.1.1灰污表征方法

§4.1.2数据采集和灰污监测方法

§4.1.3评述与总结

§4.2对象受热面的传热清洁因子监测模型

§4.2.1炉膛清洁因子

§4.2.2对流受热面的清洁因子

§4.2.3空预器的清洁因子

§4.3锅炉各受热面传热清洁因子的计算流程

§4.3.1清洁因子的计算

§4.3.2锅炉各受热面清洁因子计算流程

§4.4小结

参考文献

第五章对象锅炉各受热面的吹灰收益和吹灰成本

§5.1锅炉简介

§5.2锅炉传热性能分析

§5.2.1锅炉效率

§5.2.2蒸汽品质和调节性

§5.2.3受热面管子安全性

§5.3锅炉烟道阻力性能分析

§5.4各受热面的吹灰收益

§5.4.1受热面的各类吹灰收益

§5.4.2各类吹灰收益数量比较

§5.5锅炉吹灰器和吹灰成本

§5.5.1吹灰系统介绍

§5.5.2吹灰成本计算

§5.6小结

参考文献

第六章吹灰多层次模糊综合评判

§6.1吹灰优化系统的内涵和外延

§6.1.1吹灰优化的发展

§6.1.2吹灰优化的新诠释

§6.2多层次模糊综合评判理论

§6.2.1模糊集

§6.2.2模糊综合评判

§6.2.3广义模糊运算子

§6.3吹灰多层次模糊综合评判方法

§6.3.1吹灰收益模糊评判

§6.3.2吹灰成本模糊评判

§6.3.3吹灰评判

§6.4吹灰多层次模糊综合评判方法的具体实现和范例

§6.4.1隶属函数

§6.4.2权重

§6.4.3范例

§6.5小结

参考文献

第七章北仑1#锅炉受热面灰污状态监测的结果和分析

§7.1测量数据对监测结果的验证

§7.1.1尾部受热面的烟气温度验证

§7.1.2炉膛出口烟气温度的验证

§7.1.3清洁因子监测的重要意义

§7.2吹灰动作判断和负荷对清洁因子的影响

§7.2.1吹灰动作判断

§7.2.2锅炉负荷对清洁因子的影响

§7.3锅炉受热面监测模块的相关性和吹灰敏感性分析

§7.3.1监测模块之间的相关性

§7.3.2独立监测模块的两种计算清洁因子方法对比

§7.3.3监测结果对吹灰的敏感性

§7.4测量误差在监测结果中的叠加传递

§7.4.1误差传递的理论分析

§7.4.2误差传递的监测结果

§7.4.3误差传递的结论

§7.5有关空预器监测的探讨

§7.6小结

参考文献

第八章电站锅炉吹灰优化的监测

§8.1吹灰收益的监测项目

§8.1.1吹灰的五种收益

§8.1.2监测变量的汇总

§8.2吹灰成本的监测项目

§8.3吹灰优化的参数汇总

§8.3.1参数汇总

§8.3.2参数的分类

§8.4小结

参考文献

第九章电站锅炉吹灰优化系统的系统设计

§9.1吹灰收益和成本的模糊评判

§9.1.1评判参数的选取

§9.1.2权重

§9.1.3隶属函数

§9.2吹灰优化运行专家咨询系统的主要功能

§9.3吹灰优化系统的主要构成模块

§9.4吹灰的优化流程

§9.5电站锅炉吹灰运行优化咨询系统的系统说明和示例

§9.5.1系统说明

§9.5.2单目标吹灰优化示例

§9.5.3吹灰模糊优化示例

§9.6吹灰优化运行效益分析

§9.6.3吹灰优化

§9.6.1排烟温度

§9.6.2吹灰成本和收益分析计算

§9.6.3吹灰方案优化方法

§9.6.4吹灰优化效益

§9.7小结

参考文献

第十章全文总结和未来工作展望

§10.1全文总结

§10.2未来工作展望

附录:攻读博士期间的主要成果

致谢

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摘要

电站燃煤锅炉积灰结渣不仅会降低锅炉效率、影响经济性,而且更是多种安全事故的隐患,而采用吹灰器吹灰是解决这一问题最常用最有效的方法.针对中国电站锅炉吹灰器利用率和利用水平低的现象,以电站锅炉日常吹灰运行为研究对象,理论研究为主,研究受热面灰污监测模型和吹灰器优化运行,探索电站锅炉日常吹灰优化运行的策略方案.首先探索锅炉变负荷运行时炉膛自然掉渣的机理,创新性地开展锅炉运行条件对炉膛灰渣的影响.针对锅炉变负荷运行时炉膛的自然掉渣现象,分析锅炉水冷壁渣层中热应力的产生机理,建立了水冷壁渣层热应力的计算模型,计算分析了锅炉大范围变负荷运行产生的渣层热应力变化大小和分布,并分析渣层热应力的影响因素.在分析研究总结现有的锅炉各类受热面的各种灰污监测技术和模型的基础上,建立了锅炉炉膛、对流受热面和三分仓空预器的灰污在线监测模型,以清洁因子表征受热面灰污对锅炉受热面传热的影响.重新界定电站锅炉吹灰优化运行的内涵和外延,率先研究电站锅炉以单个灰污监测模块为优化单元的多目标吹灰优化问题.结合当前电站锅炉运行现状,提出了多层次模糊评判作为吹灰优化方法.

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