2015年电工杯B题优秀论文

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1、第一页答卷编号:论文题目：锅炉的优化运行问题姓名专业、班级有效联系电话参赛队员1陈数学与应用数学11-2班参赛队员2代数学与应用数学11-2班参赛队员3化信息与计算科学11-1班指导教师:参赛学校:证书邮寄地址及收件人:第二页答卷编号:阅卷专家1阅卷专家2阅卷专家3专家签字锅炉的优化运行问题摘要针对问题一，首先根据过量空气系数的主要影响因素：排烟热损失的、化学不完全燃烧热损失如、机械不完全燃烧热损失§4建立目标函数9()=92+如+如，然后分别研究§2、如、£与&的关系。定义公式%=(比-仏)(也+焉)/100其中比，表示排烟温度，f诚表示环境温度，«=3.5

2、表示煤质的系数，心为常数；由于过量空气系数对气体不完全燃烧热损失影响较小，可视为常数处理，结合实际取如=0.75；机械不完全燃烧热损失如主耍由飞灰含碳量C〃和炉底灰渣可燃物C加的燃烧热量构成，根据化学反应式C+O2->CO2,建立如与C〃和C加的关系如=iooa/0=ioo(6+cq/l在matlab中，做出对飞灰含碳量关于Q的二次曲线5=16.7143/—46.2270+36.3229最后将所得关系带入％,令dq.lda=Q,求得函数的极小值点为4=1.31,故锅炉运行的最佳过量空气系数^=1.31o针对问题二，根据ASME锅炉反平衡效率模型，建立锅炉效率帀

3、与热损总和S之间的关系〃=1-S,其中5=vv(+w2+w3+vv4+vv5,wl?vv2,w3,vv4,w5分别表示干烟气损失、水分热损失、未燃尽碳热损失、散热损失、其他热损失，确定出锅炉效率与过量空气系数的一般函数关系，应用于本题确定锅炉效率与过量空气系数的函数关系式为”=-0.()4154&+0.969,当a=13时，得到最大锅炉效率为几涿=91.46%。针对问题三，首先对变量进行分类，选取环境温度〈讪、主气流量D等10个因素作为自变量，以过量空气系数Q、炉膛出口飞灰含碳量C〃等5个因素作为因变量，依题目中数据，选取合理的参数取值区间，在matlab中

4、对每个变量随机生成10个值，分别建立因变量对所有自变量的线性回归模型，在SPSS软件中确定岀因变量关于自变量的冋归系数。根据冋归系数值，能够清楚地看出锅炉的运行参数对锅炉效率的影响。针对问题四，首先结合问题三中所得到的回归系数进行分析，分析除了一些对锅炉效率影响较大的参数，发现同一个口变量对于不同的因变量的影响效果也不同。选取合适的参数值，对于锅炉的优化运行很重要，不同的自变量，我们不仅要考虑其对一个因变量的影响，并且要考虑对英他因变量的影响，这就耍求对自变量参数做好的控制；为了更加准确的对口变量进行控制，我们可以利用锅炉入炉煤质在线监测与燃烧运行优化系统。关

5、键词：随机模拟多项式拟合多元线性回归模型ASME反平衡效率模型一、问题重述锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中,反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。按照屮华人民共和国国家标准的电站性能试验规程（GBPTC）,电厂锅炉采用反平衡计算锅炉效率，W：tja=q、=x100=100—（g°+么+§4+（/5+qj，%（1）式屮g,=#xl00（i=l,2,…,6）分别表示有效利用热⑺、排烟热损失的、化学不（或可燃气体未）'完全燃烧热损失如、机械（或固休）不完全燃烧热损失如、散热损失你和灰渣物理热损失条。促进锅炉节能降耗的重

6、要手段之一是对锅炉机组热力系统进行在线监测与分析，进而优化其运行参数。锅炉的运行是一个涉及化学反应、传热传质的复杂过程，影响参数众多，主要包括煤质参数、运行参数、设备状况和运行环境等。目前，在国内常常利用在线监测数据进行偏差（或耗差）分析，来提高锅炉运行的经济性。但由于无法进行煤质和灰渣含碳量的在线分析，现在还做不到锅炉效率的在线监测，这给锅炉的运行优化带来很大困难。在锅炉的实际运行中，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，过量空气系数是指实际空气量匕与理论空气量V。之比。过量空气系数直接影响排烟热损失乞、化学不（或可燃

7、气体未）完全燃烧热损失如、机械（或固体）不完全燃烧热损失％（如图1）。可见，当炉膛出I」过量空气系数〃增加时，的+如+如先减少后增加，冇一个最小值，与此最小值对应的空气系数称为最佳过量空气系数。以300MW锅炉为例进行分析（锅炉参数见附录1）。由于过量空气系数对化学不完全燃烧热损失影响较小，故可视为常数处理。附录2图1过量空气系数与热损失的关系曲线请对以下问题进行研究：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、问题分析2.1问题一的分析针对问题一，首先建立目

8、标函数9（）=92+如+纟4，其屮02