CFB锅炉动态特性与负荷和煤质的关系研究

在已有循环流化床锅炉燃烧、流动和换热的机理模型的基础上，进行了改进，建立了一个模拟循环流化床锅炉动态特性的综合数学模型。将上述模型应用于南京金陵石化热电厂220t/h循环流化床锅炉的动态特性仿真，仿真结果与实际运行数据平均误差小于4%，表明了上述模型的合理性和准确性。在对循环流化床锅炉进行了给煤量扰动、一次风量扰动仿真基础上，分析了床温、主汽流量、主汽温和主汽压对各调节量的关系。论文定义了3种煤种燃烧特性指标，对煤质进行量化，并根据仿真结果，得出了循环流化床锅炉各被调量的动态特性参数与负荷和煤种燃烧性能指标的关系，从而可根据当前负荷和煤质预测锅炉的动态特性。 关键词：循环流化床锅炉；动态特性；仿真；变工况试验     

300MW循环流化床锅炉建模与动态仿真

通过数学建模,基于多学科仿真平台(MSP),开发300 MW循环流化床机组全范围、全工况仿真机。在典型负荷稳定运行时,仿真机计算结果与实际机组运行参数之间的误差满足大型火电机组仿真培训装置技术规范仿真精度的要求。在仿真平台上进行了循环流化床锅炉冷态流化试验、启动过程中的投煤、给煤不均和挥发分燃烧份额变化时床温的动态特性试验,试验结果符合实际锅炉的运行规律。     

大型循环流化床锅炉炉膛仿真模型

根据循环流化床锅炉的特点,通过适当的简化,采用集中参数法进行了数学建模和仿真。将锅炉炉膛分为上、中、下3个小室,并对各段采用集中参数法建立模型。模型包括固体物料质量平衡、残碳质量平衡、能量平衡、氧量计算式等主要模型,及气固两相流动、碳的燃烧、流化床传热和其他经验公式等子模型。对仿真模型进行运行调试,并进行给煤量扰动实验,计算结果表明所建模型可以准确反映锅炉的动态特性。     

300MW循环流化床锅炉煤颗粒燃烧建模与仿真

文章以DGl025/17.4-II1型双支腿炉膛、带外置式换热器等特点循环流化床锅炉作为仿真对象,结合实际机组工艺流程和燃烧室工作特点,以煤颗粒燃烧对床温动态特性研究为目的,借助STAR-90图形建模实时仿真支撑系统,建立煤颗粒燃烧数学模型,借此开发了300 MW循环流化床锅炉煤颗粒燃烧仿真模型,并对仿真模型有效性进行了验证.     

循环流化床锅炉循环回路流体流动过程动态模型

根据循环流化床锅炉循环回路各段的运行特点和流体动力特性,结合循环顺路压力平衡特性,建立了适用于宽筛分床料粒径分布的循环回路的整体过程过程模型。结合数值计算方法,对所建立的循环流化床锅炉燃烧循环回路的整体过程动态模型进行了求解,获得了当锅炉给料量、风量等控制因素变化时,循化流化床锅炉一些主要参数随时间的动态变化过程,计算结果表明,该整体过程动态模型可较好地反映循环回路的过程动态变化行为。     

循环流化床锅炉被控对象的数学模型

正循环流化床锅炉(CFBB)是一种新型的"清洁"煤燃烧技术。CFBB能否安全、稳定、经济地运行对发电厂机组至关重要。建立循环流化床锅炉的动态数学模型,可以方便进行动态特性仿真试验,而且有利于对控制系统进行设计和优化。本文结合京泰发电厂的历史运行数据,主要分析了耦合度较大的受控对象(主蒸汽压力与床温)的动态特性,并建立其数学模型,然后利用Matlab/Simulink仿真,对建立的数学模型进行验证。     

循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性研究

依据于大量变工况试验所获得的75t/h循环流化床锅炉固体物料浓度沿炉膛高度的分布曲线,在分析不同负荷下各流动区域出口固体物料浓度及其平均固体物料浓度随运行主导因素(运行风速)变化规律的基础上,建立了数学模型并研究循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性,仿真研究了主蒸汽压力、床温、炉膛出口烟气含氧量、料层差压随给煤量、一次风量、二次风量、排渣率及燃烧率的阶跃响应,其结果和试验及相关研究成果基本一致。同时仿真研究了主蒸汽压力随汽机调门开度的阶跃响应。文中给出了可用于控制系统设计的燃烧系统的传递函数阵,分析了影响动态特性的因素,为循环流化床锅炉燃烧系统的控制策略研究建立了平台。     

循环流化床燃煤锅炉炉内密相区动态特性改进模型

提出了基于稳态平衡的循环流化床锅炉密相区燃烧动态特性的算法,改进了以往动态模型存在的不完善之处。该模型可以方便合理地考虑宽筛分原煤颗粒加热升温所造成的时间迟延、挥发分释放和着火、焦炭燃烧等物理与化学过程,计算出在给煤扰动发生后密相区热量及床温的变化。给出并比较了某热电厂国产220t／h循环流化床锅炉给煤量扰动的床温实测运行数据和动态特性预测结果。     

75t/h循环流化床锅炉机组控制的仿真分析

该文分析了 75t/h循环流化床锅炉大热惯性形成的原因及其动态特性 ,阐述了循环流化床燃烧控制系统应用于大容量单元制循环流化床机组时所面临的问题和解决的方法 ;并进行了机炉协调控制在大容量单元制循环流化床锅炉机组上应用的仿真分析     

450t/h循环流化床锅炉机组动态仿真模型研究

采用模块化建模方法建立了我国设计制造的首台450t/h循环流化床锅炉机组实时仿真数学模型,介绍了锅炉机组模型的各子系统构成及其性能.以循环流化床燃烧系统为例,详细介绍了其主要仿真模块的数学模型,并据此仿真模块搭建了该子系统的仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映循环流化床锅炉机组的动态和静态特性,模型运算稳定可靠.所建锅炉机组仿真模型已用于多期仿真机培训,并可为循环流化床锅炉机组控制系统设计与分析提供对象模型.     

玉米秸秆与煤掺烧对循环流化床锅炉性能的影响

在75t/h工业循环流化床锅炉上进行了玉米秸秆与煤的掺烧试验,测试了掺烧比例为0%、10%、15%、20%、25%等5种工况下的锅炉运行性能。结果表明,当掺烧比不大于25%时,锅炉能够安全、稳定地运行,掺烧比对床存量、物料循环量的影响不大,没有出现床层超温和炉膛结渣现象;秸秆的掺入一方面使入炉灰量有所减少,另一方面提高了煤的燃尽程度,使机械不完全燃烧热损失有所降低;随着掺烧比的增大,锅炉排渣量随之减小,锅炉热效率随之升高。     

网络环境中CFB锅炉数学模型分布式算法的实现

以内江410t/h Pyroflow CFB锅炉燃烧系统为实际模型研究对象,对其动、静态数学模型从算法上进行研究并将模块化后的模型分配到网络中去计算。在步长减小、计算精度提高的同时大幅度地提高了模型的运算速度。     

Ca/S比对CFB锅炉燃烧和污染物排放的影响分析

通过对连州电厂440 t/h循环流化床锅炉进行Ca/S比优化燃烧调整试验,分析Ca/S和污染物排放、床温、飞灰含碳量、锅炉效率之间的关系,找出锅炉高效、洁净燃烧条件下的最优Ca/S比,从而指导CFB锅炉运行。     

循环流化床燃煤锅炉的SO2和Nox排放的试验和数值计算

文中采用数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧(CFB)燃烧SO2和NOx排放的影响。在1．5MWth CFB试验台上分别做了5种煤燃烧的SO2和NOx排放试验,根据所建CFB锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相关的CFB锅炉总体数学模型,对该试验台炉膛内5种煤SO2和NOx的生成和脱除进行数值模拟,其结果和试验结果吻合良好。结果表明,煤种决定CFB锅炉脱硫效率及SO2和NOx的排放。     

循环流化床锅炉对煤种的适应性及灰平衡与煤种的关系

在７５ｔ／ｈ锅炉上对煤种的适应性进行实验,结果表明,循环流化床锅炉对煤种的适应性是有限的,燃用低灰分高热值燃料将导致灰平衡被破坏,燃烧、传热和流动均受到影响．合理添加河砂或石灰石类床料可以调整到理想工况。     

410t/h循环流化床锅炉的模块化建模与仿真

以Ｐｙｒｏｆｌｏｗ型４１０ｔ／ｈ循环流化床锅炉为参考对象,按照ＭＭＳ模块化建模原则,建立了一个循环流化床锅炉的通用数学模型。燃烧室模型采用“小室模型”,考虑了循环流化床内气、固两相流动,宽筛分煤颗粒燃烧,脱硫剂脱硫,ＮＯｘ生成与还原,宽筛分颗粒磨损,流化床传热等;采用“环—核”双区流动模型,考虑了稀相区沿径向的“环—核”内循环。通过动态模型的计算机仿真并与现场取得的数据比较表明：该循环流化床燃烧系统动态数学模型较全面、准确地反映了实际系统的动态特性,具有一定的应用价值。     

循环流化床锅炉燃烧工况考评分析

运行参数解耦困难是循环流化床(CFB)锅炉燃烧自动控制难以投运的关键.以唐山东方发电有限公司(简称东方电厂)1号CFB锅炉为例,通过分析燃烧变量参数的耦合关系及控制策略,建立了CFB锅炉热效率计算模型和控制参数多项式耦合模型,并利用热效率模型对CFB锅炉变工况运行参数筛选,获得各运行负荷高效率控制方案;利用多项式模型对运行参数进一步耦合解析,获得机组负荷与给煤量、平均床温和一、二次风配比等参数的函数关系,并利用此关系式编制了考评计算程序,实时获得锅炉变工况条件下燃烧变量参数目标值.研究结果可为CFB锅炉实现燃烧自动控制提供技术参考.     

燃用混煤的循环流化床燃烧试验研究

不同燃料在循环流化床(CFB)锅炉上表现出不同的燃烧特性，其对锅炉的设计和辅机选型乃至锅炉系统设计都有不同的要求。通过对神火电厂燃用混煤的CFB燃烧试验，分析了该煤在CFB内的燃烧特点及运行中应该注意的问题，为电厂CFB锅炉正确运行提供了依据。     

降低CFB锅炉产汽压力经济性分析

分析了CFB锅炉产汽压力对汽轮机及热力系统的影响.试验结果表明,锅炉产汽压力降低后,产汽标煤耗降低了2.46 kg/t.若全年按运行280天、平均产汽量230 t/h计算,则全年节约标煤约为3802 t,换算成石油焦约为3327 t,石油焦按1000元/t计算,全年节约成本达333万元,经济效益显著.