锅炉的优化运行问题(修复的)

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1、锅炉的优化运行问题摘要众所周知，能源是国民经济的重要基础，是现在社会正常运转不可或缺的基本条件，它关系到生活的方方面面。世界各国都很注重能源的利用和新能源的开发。同时，随着全球能源危机的即将到来，能源优化问题的重耍性就不言而喻了。锅炉是一种我们円常生活中用量能量转换设备，火力发电是我W主要的发电方式。随着时间的推移，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向。锅炉的优化现如今锅炉效率依然有待于提高，解决能源的浪费，提高锅炉的运行效率，是急需要解决的问题。然而，在锅炉的实际运行屮，为使燃料燃尽，实

2、际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量，过量空气系数是指实际空气量与理论空气量之比。过量空气系数直接影响排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失。可见，当炉膛出u过量空气系数增加时，先减少后增加，有一个最小值，与此最小值对应的空气系数称为最佳过量空气系数。锅炉的优化运行问题便是通过研究最佳过量空气系数和锅炉运行主要参数。反平衡方法计算锅炉效率，符合实际地提高锅炉运行效率，从而对电厂经济性产生职极影响更好地满足人们的生活需求。为了解决好

3、锅炉优化运行的问题，我们采用数学建模的形式将其尽可能的优化方法:神经网络分析法，导函数模型法，根据所给的数据选取一两个，通过Matlab软件编程以求得最佳结果。关键词：过量空气系数锅炉运行主要参数反平衡方法锅炉运行效率积极影响一、问题重述1.1背景近年来随着我国电力发展战略的调整，水电、核电和风电等新能源发展加快，比重上升，但煤电的比重仍保持在75%左右，在我国电力装机容量构成中煤电仍由据主导地位。在煤资源口益减少的今天，研宂做为是火力发电的关键设备的锅炉的优化运行问题，能够提高煤的利用率，己使

4、目前己经稀少的煤碳资源得到更好的利用，具有很好的经济效益。同时，锅炉的优化运行能够节约资源，为国家的经济腾飞助力；是建设环保型社会的必然选择；更为全球节能减排，为减少温室气体排放尽力。具有很高的社会效益。所以我们有必要研究锅炉的优化运行问题。1.2问题（1）确定锅炉运行的最佳过量空气系数；（2）给出锅炉效率与过量空气系数的关系；（3）研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响；（4）探讨锅炉的优化运行方法。二、基本假设1、人为测量误差可以忽略；2、散热损失％和灰渣物理热损失％为常数；3、过量空气系数在1

5、.0〜2.2之间；4、在分析过量空气系数时，影响锅炉运行效率的其他因素不变;5、下游路门的转向流量比能代表每条车道流量比。三、问题分析3.1问题一问题⑴我们分为三个小问题进行解决1）过量空气系数的定义：在锅炉的实际运行屮，为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量，过量空气系数Q是指实际空气量％与理论空气量之比。2）过量空气系数与热损失的函数关系：6T与排烟热损失的关系、与化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失％的关系、与机械（或固体）不完全燃烧热损，损失^的关系

6、。3）最佳过量空气系数的确定：如图一所示，当炉膛出口过量空气系数^增加时，么+%+么先减少后增加，有一个最小值，与此最小值对应的空气系数称为最佳过量空气系数。以300丽锅炉为例进行分析（锅炉参数见附录1）s-、G与各热损失关系示意图=2lx100=100-Qr(%+%+^+%+队)，％(1)表一：实验得到炉膛出口飞灰含碳量C#与过量空气系数数据al.i1.151.21.251.31.351.41.451.55.905.104.754.64.554.504.454.434.50利用表一的数据建立飞

7、灰含碳量与过量空气系数的方程函数关系并求导，导数为0的点即为所求最小值点。3.2问题二通过查阅资料利用已建立的方程并利用反平衡方法计算锅炉效率的公式(1)将6T与锅炉效率％的关系表示山来，以求得锅炉效率与过量空气系数的关系。3.3问题三对于问题(3),我们利用神经网络模型进行求解：①多输入单输出特点对应多个运行参数和一个运行效率；②单项输入特点符合锅炉运行流程；③各不同单元之间没有直接联系正如各个运行参数之间没有直接联系。四、定义与符号说明根据问题分析，木文定义相关概念如下：(1)常量Q为&与&

8、的值之和。(2)在下文的公式及程序屮为方便起见，设x为过量空气系数，y为炉膛出口飞灰含碳量。(1)Q2-每千克燃料的排烟损失热量，KJ/Kg;Qf-干烟气带走的热量，KJ/Kg,-烟气所含水蒸汽的显热；Vg「每千克燃料燃烧生成的干烟体积，m3/Kg;五、模型的建立与求解5.1问题一的求解通过査阅资料，我们找到了图二••二阁二、锅炉飞灰含碳量与效率的关系由此我们知道飞灰含碳量与效率成反相关，则当飞灰含碳量最小时也即锅炉效率最大的时候。将附录2的数据通过EXCEL拟合处理后得到函数关系式（2）y=5