燃煤汽包炉发电机组的动态建模及其运行数据验证

基于机理分析并结合机组实际运行数据,建立了一台汽包锅炉燃煤机组的非线性动态模型。该模型描述了机组的汽包压力、主蒸汽压力、主蒸汽温度和输出功率的动态特性。该建模方法避免了附加试验信号对机组正常运行的影响。建模过程中,当机组变负荷运行时,其他重要参数如压力、蒸汽流量及吸热量对主蒸汽温度的动态特性的影响得到了研究;并且过热器吸热量由炉膛辐射能信号来确定。验证结果表明：在一定范围内,模型输出的4个输出变量基本上与机组数据是一致的。     

煤粉燃烧一维温度分布可视化模拟研究

现有的红外线热像仪监测火焰时只能提供火焰累积温度图像,无法提供火焰内部温度分布信息。在一定条件下煤粉炉膛内的局部燃烧过程可近似为一维对象,本文作者提出采用两只探头分别从其两炉壁开孔处拍摄火焰图像,运用图像处理技术和辐射传递原理重建出两探头之间的一维温度分布。对两种典型温度分布对象,采用两种火焰监测方式,分别进行了模拟研究,并给出了实验的初步结果。结果表明以适当的拍摄角度可获得良好的重现效果,说明其方法具有应用价值。     

管式炉热物理量场反演

通过建立工业管式裂解炉模型,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉内热物理量场反演模拟研究.针对管式炉内复杂边界条件下的辐射传递方程求解问题,在蒙特卡洛方法中加入多尺度网格及能束步进求解策略,实现了炉管、火焰和炉壁辐射的解耦计算.模拟研究结果表明,较小的测量误差条件下温度场重建误差小于4%,最大偏差小于30,K,并且能够实现对每根炉管表面温度的准确重建.该项研究将为提高管式炉安全监视和热力过程控制水平提供参考.     

煤粉燃烧诊断专家系统的研究

在分析现有锅炉灭火保护装置的特点的基础上，作者研究开发了煤粉燃烧诊断专家系统，通过分析从燃烧区域获得的火焰信号，和其它与燃烧有关的参数，该专家系统不仅能准确诊断出燃烧不稳定状态，一旦灭火发生就能判断出来，而且又能预测灭火的发生，为运行人员提供操作导。     

炉膛火焰温度场图象处理试验研究

借助于计算机图象获取、处理技术，本文提出了一种简单有效的全炉膛火焰二维温度场分布计测方法。以辐射定律为基础对这种方法的基本原理和特点进行了介绍。然后，对一台试验炉的燃烧火焰进行了实验测定，对所摄图象进行了滤波等必要的处理，最后显示了火焰的温度场，以及对燃烧火焰的初步诊断结果。可望将此方法应用于电站锅炉的燃烧监测与管理系统中。     

湍流聚团过程中非球形颗粒聚团碰撞频率分析研究

基于群体平衡模型（PBM）和计算流体动力学（CFD）的耦合方法模拟了湍流聚并器中黏性颗粒的聚团过程和流化行为。考虑到流体作用力和范德华力对颗粒聚团的影响,引入了聚团碰撞效率,同时考虑非球形颗粒聚团局部孔隙率沿径向逐渐增大的影响,引入分形维数。通过碰撞效率和分形维数对碰撞频率模型进行了改进。并与EDEM模拟计算结果和实验结果进行了对比。体积分数的结果显示,EDEM模拟的结果与实验结果的平均相对误差为16.34%,而改进模型与实验结果的平均相对误差仅为7.39%。而数量分数方面,EDEM模拟的结果与实验结果的平均绝对误差为5.36%,而改进模型与实验结果的平均绝对误差仅为2.28%。因此改进模型模拟结果更接近实验结果。     

利用简化的化学反应动力学模型耦合CFD代码模拟气体燃烧器中的烟黑生成(英文)

A computational study of soot formation in ethylene/air coflow jet diffusion flame at atmospheric pressure was conducted using a reduced mechanism and soot formation model. A 20-step mechanism was derived from the full mechanism using sensitivity analysis, reaction path analysis and quasi steady state (QSS) approximation. The model in premixed flame was validated and with computing savings in diffusion flame was applied by incorporating into a CFD code. Simulations were performed to explore the effect of coflow air on flame structure and soot formation. Thermal radiation was calculated by a discrete-ordinates method, and soot formation was predicted by a simple two-equation soot model. Model results are in good agreement with those from experiment data and detailed mechanism at atmospheric conditions. The soot nucleation, growth, and oxidation by OH are all enhanced by decrease in coflow air velocity. The peak soot volume fraction region appears in the lower annular region between the peak flame temperature and peak acetylene concentration locations, and the high soot oxidation rate due to the OH attack occurs in the middle annular region because of high temperature.     

火电厂静电除尘器故障诊断专家系统软件开发

本文开发的专家系统软件针对火电厂静电除尘器的实际对象，采用启发式推理规则，结合基于模型的智能诊断方法，利用Arnzi Prolog设计推理机，用以诊断静电除尘器的设备状态。该系统以VisualC 软件开发平台，采用以模糊数作为不确定性推理的不确定性因子的设计方案，为火电厂辅机优化运行提供了一种实用的数据采集、处理和分析的方法和工具。