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煤质劣化对机组运行方式的影响和控制策略的研究

作　者: 张锷
导　师: 刘吉臻；田亮
学　校: 华北电力大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 燃煤锅炉煤质劣化热量分配炉膛出口烟温燃烧调整
分类号: TK227
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

近年来,煤炭资源供应紧张、燃煤电站的煤质波动较大,很多电厂都使用劣质煤。这些偏离设计煤种的劣质煤对锅炉的安全运行带来许多新问题,如炉膛出口烟温增加,燃烧稳定性差、过热器超温等。目前,很多燃煤电厂都在试图解决这些问题。本文针对这一课题,选用1000MW机组作为研究对象,分析煤质劣化时对机组运行方式的影响并对其运行调整进行研究。文章是在考虑火电厂实际燃烧劣化煤的基础上,并结合动力配煤的原则提出一种煤质劣化模型,其主要表现在水分、灰分的增加和发热量的降低。以炉膛辐射换热和屏式过热器的热力计算为基础,进行机理分析,使用MATLAB中的Simulink仿真工具在该仿真环境中创建炉膛辐射换热和屏式过热器的计算仿真模型。通过将煤质劣化模型与该仿真模型相结合,建立了一种基于煤质劣化对锅炉主要设计参数影响的模型。对模型的分析与调试过程中,从煤质劣化的三个方面入手分析对机组热力系统重要参数的影响,实验结果表明:理论燃烧温度随煤中灰分增加变化很小,而随煤中水分的增加理论燃烧温度降低明显;随煤中水分和灰分增加炉膛出口烟温和屏式过热器出口烟温均增加,并且水分的影响大于灰分。单位辐射热量随煤中灰分或者水分增加是降低的,且水分影响大于灰分。通过对电厂可行性调整方案的分析,针对劣质煤燃烧产生的不利影响,从风量、燃烧器启停方式和燃烧器运行方式三个方面进行调整。通过试验,文章的研究结果与电厂实际中发生的情况基本一致,已经经过实践证明。且提出的燃烧调整措施符合电厂正常的解决方案,可对火电厂锅炉的燃烧优化提供一定的实验依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 选题背景及意义  9-11
  1.2 国内外的研究动态  11-14
  1.3 论文的主要工作  14-15
第2章理论基础  15-34
  2.1 辅助计算  15-17
    2.1.1 燃烧产物  15-16
    2.1.2 烟气特征  16
    2.1.3 烟气焓  16-17
  2.2 炉内换热计算  17-22
    2.2.1 炉膛的几何特征  17-18
    2.2.2 炉膛黑度  18-20
    2.2.3 理论燃烧温度  20
    2.2.4 修正系数M  20-21
    2.2.5 炉膛出口烟温  21-22
    2.2.6 单位辐射热量  22
  2.3 屏受热面的计算  22-32
    2.3.1 屏过传热计算的平衡方程式  23-24
    2.3.2 屏过的传热系数  24-26
    2.3.3 屏过的对流放热系数  26-30
    2.3.4 屏过的辐射放热系数  30-31
    2.3.5 屏过的温压  31-32
  2.4 本章小结  32-34
第3章炉膛及屏式过热器模型的建立  34-44
  3.1 MatIab/Simulink 工具箱简介  34-37
    3.1.1 子系统的建立  34-35
    3.1.2 模块的封装和连接  35-37
  3.2 燃烧和烟气焓模型的功能与验证  37-39
    3.2.1 燃烧和烟气焓模型的功能  37-38
    3.2.2 燃烧和烟气焓模型的验证  38-39
  3.3 炉内传热模型的功能与验证  39-42
    3.3.1 炉内传热模型的功能  39-41
    3.3.2 炉内传热模型的验证  41-42
  3.4 屏过传热模型的功能与验证  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章实例分析  44-57
  4.1 设备简介  44-46
    4.1.1 锅炉本体介绍  44
    4.1.2 锅炉总体布置  44-45
    4.1.3 炉膛及屏式过热器结构参数  45-46
    4.1.4 燃煤特征  46
  4.2 研究过程  46-47
  4.3 煤质劣化对锅炉主要设计参数的影响  47-53
    4.3.1 煤质劣化模型  47-48
    4.3.2 理论燃烧温度  48-49
    4.3.3 炉膛出口烟温  49-50
    4.3.4 单位辐射热量  50-51
    4.3.5 单位辐射与对流比  51-52
    4.3.6 屏式过热器出口烟温  52-53
  4.4 过量空气系数对锅炉主要设计参数的影响  53-54
  4.5 燃烧器启停方式对锅炉主要设计参数的影响  54-55
  4.6 燃烧调整对策  55-56
  4.7 本章小结  56-57
第5章结束语  57-59
  5.1 研究成果  57-58
  5.2 展望  58-59
参考文献  59-62
在学期间发表论文和参加科研情况  62-63
致谢  63-64
详细摘要  64-74

煤质劣化对机组运行方式的影响和控制策略的研究

内容摘要

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