循环流化床锅炉整体特性建模与仿真

论文摘要

循环流化床燃烧技术作为一种高效、低污染、燃料适应性广的洁净煤燃烧技术在我国得到了迅速的发展。但是无论在设计方面还是在运行特性方面,循环流化床锅炉与常规锅炉有着显著的不同,因此建立循环流化床锅炉的数学模型,并利用它对循环流化床锅炉的运行特性进行系统的分析,对锅炉设计的进一步改进、大型化和实际运行问题的解决有着重要的意义。本文首先概述了循环流化床锅炉的优缺点以及应用现状和发展方向,并介绍了国内外循环流化床锅炉的研究现状以及循环流化床锅炉仿真的必要性,然后分类评述了不同研究者所开发的循环流化床锅炉系统的数学模型。本文建立了循环流化床锅炉整体特性的数学模型。模型采用模块化建模的方式建立,以VB6.0为开发工具,对循环流化床锅炉各部件或过程建立了独立的模块,形成了模块库。任意部件或过程的模型可以方便地对其进行扩充和修改,这为模型的进一步完善和发展打下了基础。本文还以这些模型为基础,开发了循环流化床锅炉整体特性建模与仿真的软件,该软件最终编译成可安装的应用软件包,使其能够摆脱开发环境在Windows系统下独立运行。利用仿真模型对循环流化床锅炉的运行特性进行仿真分析是本文工作的重点之一,本文对额定负荷工况、变负荷工况、变燃料灰分含量和变燃料水分含量的工况进行仿真,仿真结果表明:各设备模块状态参数变化规律符合实际运行规律,从而验证了模型的正确性;各设备模块具有较强的通用性;整体数学模型能够用于对循环流化床锅炉运行特性进行系统的分析研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景
• 1.2 循环流化床锅炉工艺概述
• 1.2.1 循环流化床锅炉的工艺简介
• 1.2.2 循环流化床锅炉优缺点
• 1.2.3 循环流化床锅炉国内外发展概况
• 1.3 循环流化床锅炉建模与仿真的研究现状
• 1.3.1 循环流化床锅炉建模与仿真的必要性
• 1.3.2 循环流化床锅炉建模与仿真的研究现状
• 1.4 本文的研究内容及研究意义
• 第二章 循环流化床锅炉建模与仿真的方法
• 2.1 仿真技术
• 2.1.1 仿真的概念
• 2.1.2 仿真的步骤
• 2.2 数学模型的建模方法
• 2.3 仿真模型的建模方法
• 2.3.1 程序建模
• 2.3.2 模块化建模
• 2.4 模块化建模
• 2.4.1 模块化建模的优点
• 2.4.2 模块化建模的内容及过程
• 2.4.3 模块化建模的关键技术
• 第三章 循环流化床锅炉数学模型
• 3.1 循环流化床锅炉数学模型的特点
• 3.2 燃烧系统数学模型简介
• 3.2.1 燃烧系统模型的守恒方程
• 3.2.2 流体动力特性子模型
• 3.2.3 煤颗粒燃烧模型
• 3.2.4 传热模型
• 3.3 蒸发区数学模型
• 3.3.1 汽包数学模型
• 3.3.2 下降管数学模型
• 3.3.3 上升管数学模型
• 3.4 单相介质换热器数学模型
• 3.4.1 数学模型
• 3.4.2 过热器区数学模型说明
• 3.4.3 省煤器数学模型说明
• 3.4.4 喷水减温器数学模型
• 3.5 空气预热器的数学模型
• 3.6 风烟系统数学模型
• 3.6.1 风道
• 3.6.2 烟道
• 第四章 仿真模型的建立及仿真软件的开发
• 4.1 仿真模型的建立
• 4.1.1 变量的命名
• 4.1.2 数据的传递
• 4.1.3 公用函数库的建立
• 4.2 软件的开发环境
• 4.3 软件的组成
• 4.3.1 软件的主控界面
• 4.3.2 菜单栏
• 4.3.3 工具栏
• 4.3.4 子窗口
• 4.3.5 状态栏
• 4.4 软件的主要功能
• 第五章 循环流化床锅炉仿真试验
• 5.1 软件测试
• 5.1.1 模块测试
• 5.1.2 子系统测试
• 5.1.3 系统测试
• 5.2 仿真对象
• 5.2.1 仿真对象结构参数
• 5.2.2 仿真对象运行参数
• 5.3 额定工况下仿真结果及分析
• 5.3.1 炉膛部分仿真结果
• 5.3.2 汽水子系统仿真结果
• 5.3.3 风烟子系统仿真计算结果
• 5.4 负荷变化时锅炉性能的仿真
• 5.4.1 炉膛系统仿真结果
• 5.4.2 汽水系统仿真结果
• 5.4.3 风烟子系统仿真计算结果
• 5.5 燃料灰含量变化对运行特性的影响
• 5.5.1 炉膛系统仿真结果
• 5.5.2 汽水系统仿真结果
• 5.5.3 风烟子系统仿真计算结果
• 5.6 燃料水分含量变化对运行特性的影响
• 5.6.1 炉膛系统仿真结果
• 5.6.2 汽水系统仿真结果
• 5.6.3 风烟子系统仿真计算结果
• 结论与展望
• 1.研究总结
• 2.课题展望
• 参考文献
• 致谢