600mw超临界循环流化床锅炉动态仿真建模

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1、600MW超临界循环流化床锅炉动态仿真建模重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：郭韦指导教师：杨晨教授专业：动力工程及工程热物理学科门类：工学重庆大学动力工程学院二O一五年四月DynamicSimulatingModelingof600MWSupercriticalCirculatingFludizedBedBoilerAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByGuoWeiSupervisedbyProf.YangCh

2、enSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsCollegeofPowerEngineeringChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要循环流化床燃烧技术是目前应用广泛的一种燃烧技术，其具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低等诸多优点。同时由于循环流化床工作原理比较复杂，尤其是其内部流动和燃烧方面的工作机理还未完全了解，这给循环流化床锅炉的设计和运行带来不小挑战。因此，利用现有关于循环流化床机理特性方面的研究，通过仿真建模的

3、方法，对大型循环流化床锅炉的动态特性进行分析，具有重要的现实意义。本文的研究对象为东方锅炉DG1900/25.4-II9型循环流化床锅炉，在前人研究成果的基础上，建立了600MW超临界循环流化床锅炉的整体数学模型。该数学模型详细考虑了循环流化床内部的主要过程，包括炉膛内部的气固两相流动、焦炭的燃烧反应、挥发分的释放与燃烧、污染物的生成等，同时还考虑了高温旋风分离器、回料器、外置式换热器等部件加入后对循环流化床燃烧室内燃烧换热的影响。在建立燃烧系统数学模型时，用小室模型模拟气固两相流的轴向运动，用“核心—环”流动结构来模拟固体颗粒沿径向的不均匀分布，同时考虑物料颗粒的宽筛

4、分特性对各种物理化学过程的影响，最终建立一个准二维的燃烧系统动、静态模型。为建立汽水系统模型，本文采用高级连续系统仿真语言ACSL开发了一个外置式换热器通用模块，利用MMS(ModularModelingSystem)仿真平台建立了锅炉汽水系统的动态数学模型，通过燃烧系统模型和汽水系统模型之间的耦合实现了整体模型的仿真模拟。本文对整体模型进行的动态仿真实验表明所建模型能够正确反映循环流化床锅炉的运行特性，所获结论能够为超临界循环流化床锅炉的设计、运行以及大型化提供理论依据。关键字：循环流化床锅炉，动态仿真，模块化，整体模型I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTT

5、hecirculatingfluidizedbedcombustion(CFBC)technologyiswidelyusednowforit’sbroadfueladaptability,highcombustionefficiency,lowpollutantemissionandmanyotheradvantages.Atthesametimebecausetheworkingprincipleofcirculatingfluidizedbed(CFB)isverycomplex,especiallytheworkingmechanismofinternalflo

6、wandcombustionisnotfullyunderstood,itbringstothedesignandrunningoftheCFBboileragreatchallenge.Therefore,basedontheexistingresearchonmechanismofCFB,analyzingthedynamiccharacteristicsoflargeCFBboilerthroughthesimulationmodelingmethodhasimportantpracticalsignificance.TheresearchobjectisDG19

7、00/25.4-II9patternCFBboilerinthispaper,whichismanufacturedbyDongfangBoilerGroupCo.,Ltd..Basedonformerresearches,acompletemathematicalmodelof600MWsupercriticalCFBboilerhasbeendeveloped.MainprocessesinCFBboilersuchashydrodynamics,charcombustion,devolatilizationofcoal,format