基于最佳过量空气系数的电厂锅炉优化运行-论文.pdf

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1、2014年21期科技一向导◇科技论坛◇基于最佳过量空气系数的电厂锅炉优化运行李敏(华北电力大学中国北京102206)【摘要】本文针对发电厂锅炉优化运行问题，运用MATLAB回归分析拟合出运行参数和过量空气系数的函数关系，然后建立过量空气系数与各项损失之间的物理模型．对热损失之和取最小得出最佳过量空气系数，再利用反平衡法建立锅炉效率与过量空气系数的模型。最后基于锅炉效率最大化和运行安全性。对锅炉的优化运行提出建议。【关键词】多项式拟合；过量空气系数；锅炉效率；优化运行1．反平衡法计算锅炉效率概述无机物水分：WY=lO．10％电厂锅炉通常采用反平衡计算锅炉效率，即：应用基低位发

2、热量：Q=一rב9_61：tI~_+)：23953KJ／kg=ql=1o0=100一(q2+q~+q4+q5+q6)，％(1)输入热量：Q=Q=23953KJ／kg2．2．2计算排烟热损失q：式中q=×mo(i=1，2，⋯，6)分别表示有效利用热q。、排烟热损．理论空气量失q2、化学不(或可燃气体未)完全燃烧热损失q、机械(或固体)不完y庐1(1866Cr+15．全燃烧热损失、散热损失qs和灰渣物理热损失。．55~1-+0．7_0_7而0y)：63l57m3／2．最佳过量空气系数的确定理论烟气中二氧化碳和二氧化硫的体积：锅炉实际运行中．实际供给的空气量与燃料燃烧需要的理论

3、=1～66(cY+0"375Sr~}=1．1759m3／Kg(标准状态)空气量v。之比称为过量空气系数。过量空气系数直接影响q、q，、q，1uu而-q主要取决于q、q，、q4，所以要提高锅炉效率，需要确定最佳的过理论氮气体积：N2=0．8+0_79Vo_55348m，Kg量空气系数o6．7107m3／K2．1机械(固体)不完全燃烧热损失q4的模型理论干烟气量：o：VR02+：g对于煤粉炉．固体不完全燃烧热损失按下式计算：实际干烟气量：：+(a-1)。而Chz+盘)，％飞灰焓：。o=24-233KJ／kg已知：炉底排渣率：“=0．1干烟气平均比热容按求混合气体比热容的方法计算

4、，得：飞灰系数：=1一a=O．9：!!1(炉底灰渣可燃物含量：Ck=2％(其中由表插值得cRo2=1．7391，CN2=1．2972，Cm=1．3244，RO：灰分：A=14．70％代人实验得到数据得：，o2=代人上式)，Lqa=。．2007(。．9—100C~+。一0o2o4)-烟气中水蒸气体积：vH2。=V。(d一1)x0．0161+V。表1实验得到炉膛出口飞灰含碳量与过量空气系数数据—理论水蒸气量：VH02u-l-24+1l_21．11．151．2I1．251．3l1．35I_41．451．5~1-+0．0161=0_6324m屈g)——n～排烟焓：I4y=(VC+V

5、0C)ep+Cm，％5．905．104．754．64．554．5O4．454．434．50』由表1炉膛出口飞灰含碳量c与过量空气系数关系，运用排烟热损失q2：q：(Hy-aH~)(100-q,)nMATLAB回归分析．发现运用多项式拟合最优。C=533．33ct一4498．46ct+16064．1Oet一30994．69ct+33973．4Od一2．3计算化学(可燃气体)不完全燃烧热损失q，2o0O1．14ct+4933．80由于过量空气系数对化学不完全燃烧热损失q，影响较小，故将c带人q,t得到q模型可视为常数k处理，煤粉炉q，10。2．2排烟热损失q’的模型2．4计算机

6、械(固体)不完全燃烧热损失q排烟损失是由于排出锅炉的烟气焓高于进入锅炉的空气焓而造由表1可得炉膛出口飞灰含碳量与过量空气系数Or．关系为：成的热损失．计算公式如下：C=16．71430【一46．22710~+36．3229q2=MOO％=(H,-％rH~)(1O0-q,)固体不完全燃烧热损失：02．2．1计算总输入热量Q，矗+击，％由于在一般的锅炉排烟温度(110160℃)，烟气中的水蒸气通常炉底排渣率：0【=0．1炉底灰渣可燃物含量：c=2％不会凝结．所以锅炉的总输入量即为燃料的低位发热量。灰分：=l4．70％飞灰系数：=1一d=0．9已知：应用基的高位发热量：Q2502

7、0KJ／kg代人数据得：水的汽化潜热：r=2500KJ／kg碳含量：c=62．61％q=O．2007(0．9—tooc0·002o4)，其中可由上面求得关系代-~氢含量：HY=3．62％◇科技论坛◇科技一向导2014年21期人得q。小。同时，降低炉内温度，着火困难，燃烧也不易完全，q4增加，灰分是当0【从1开始增大时，q4先减小后增大，q2一直增大。q2q也是有害成分，灰分含量增加，煤中可燃成分减少，降低了发热量，灰分多，先减小后增大。对q+q取最小值，求得最佳过量空气系数，为还会是炉内结扎，降低传热效果，增加排烟