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1、答卷編號(hào)：論文題目：鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行姓名專(zhuān)業(yè)、班級(jí)有效聯(lián)系電話(huà)參賽隊(duì)員1陳恒帥電自111513704429547參賽隊(duì)員2熊佳明電自111513804428365參賽隊(duì)員3孫武斌熱動(dòng)11413804416219指導(dǎo)教師：劉洪憲參賽學(xué)校：東北電力大學(xué)證書(shū)郵寄地址及收件人：電自1115陳恒帥答卷編號(hào)：閱卷專(zhuān)家1閱卷專(zhuān)家2閱卷專(zhuān)家3論文等級(jí)鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題摘要鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過(guò)程，影響參數(shù)眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。針對(duì)鍋爐效率問(wèn)題，我們建立模型并結(jié)合鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況，對(duì)
2、鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化分析。對(duì)于問(wèn)題1，根據(jù)排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失的相關(guān)計(jì)算公式，在已知圖1中、、與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，建立熱損失與過(guò)量空氣系數(shù)模型，求得函數(shù)關(guān)系式，并利用折算與求導(dǎo)等數(shù)學(xué)手段確定出鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)為1.360。對(duì)于問(wèn)題2，我們首先在問(wèn)題1的基礎(chǔ)上，保持與的函數(shù)關(guān)系；其次查閱書(shū)籍明確散熱損失，灰渣物理熱損失，過(guò)量空氣系數(shù)的物理定義，并排除與和的相關(guān)性；然后根據(jù)300MW機(jī)組的相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，引入能量損耗比例系數(shù)；最后，采用反平衡法推導(dǎo)
3、出鍋爐的效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系式。對(duì)于問(wèn)題3，我們建立了鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化模型，結(jié)合問(wèn)題1中所建立的模型，利用兩個(gè)模型的交叉部分求解出引入的參數(shù)，綜合考慮了鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)是機(jī)組負(fù)荷、煙氣含氧量、主汽流量、排煙溫度對(duì)鍋爐效率的影響，并繪制出圖像，以便于觀察和應(yīng)用。對(duì)于問(wèn)題4，我們根據(jù)問(wèn)題2和3中的規(guī)律，確定出排煙熱損失，機(jī)械不完全燃燒熱損失是主要的熱量損耗，并分析影響這些損耗的運(yùn)行參數(shù)，提出優(yōu)化運(yùn)行的可行性建議。關(guān)鍵詞：反平衡法；函數(shù)擬合；折算系數(shù)；運(yùn)行參數(shù)201．問(wèn)題的重述鍋爐是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其效率
4、直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)代電站中，反映鍋爐運(yùn)行狀況好壞的主要性能指標(biāo)是鍋爐效率。按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電站性能試驗(yàn)規(guī)程（GBPTC），電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率，即：（1）式中分別表示有效利用熱、排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失。促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗的重要手段之一是對(duì)鍋爐機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析，進(jìn)而優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)。鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過(guò)程，影響參數(shù)眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。目前，在
5、國(guó)內(nèi)常常利用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差（或耗差）分析，來(lái)提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但由于無(wú)法進(jìn)行煤質(zhì)和灰渣含碳量的在線(xiàn)分析，現(xiàn)在還做不到鍋爐效率的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，這給鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化帶來(lái)很大困難。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過(guò)的部分稱(chēng)為過(guò)量空氣量，過(guò)量空氣系數(shù)是指實(shí)際空氣量與理論空氣量之比。過(guò)量空氣系數(shù)直接影響排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失（如圖1）。可見(jiàn)，當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)增加時(shí)，先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對(duì)應(yīng)的空氣系數(shù)稱(chēng)為最佳
6、過(guò)量空氣系數(shù)。本題以300MW鍋爐為例進(jìn)行分析（鍋爐參數(shù)見(jiàn)附錄1）。由于過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失影響較小，故可視為常數(shù)處理。附錄2給出了實(shí)測(cè)飛灰含碳量與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系。圖1熱損失與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)我們要對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行研究：1．確定鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)；2．給出鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系；3．研究鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響；4．探討鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行方法。202．問(wèn)題的分析本題要求我們采用反平衡法計(jì)算鍋爐的效率，并根據(jù)其運(yùn)行過(guò)程中面臨的問(wèn)題，建立數(shù)學(xué)模型促進(jìn)鍋爐的節(jié)能降耗，進(jìn)而優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，提高鍋
7、爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于問(wèn)題1，我們需要了解反平衡法計(jì)算鍋爐效率中相關(guān)熱量的概念。有效利用熱、排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失。借助于過(guò)量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān)系圖，建立與的數(shù)學(xué)模型，得到函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)而計(jì)算出鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)。對(duì)于問(wèn)題2，在問(wèn)題1所建立模型的基礎(chǔ)上，利用反平衡法，并按照鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一些指標(biāo)要求和經(jīng)驗(yàn)公式，查詢(xún)出散熱損失和灰渣物理熱損失的相關(guān)值，并最終確定出鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。對(duì)于問(wèn)題3，首先我們根據(jù)正反應(yīng)平衡
8、法重新定義了鍋爐的效率，該效率表達(dá)式可以在非額定運(yùn)行下應(yīng)用；然后結(jié)合問(wèn)題1中所建立的模型，利用兩個(gè)模型的交叉部分求解出引入的參數(shù)，最后建立了鍋爐效率與運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化模型，并逐個(gè)計(jì)算四組不同運(yùn)行狀態(tài)下鍋爐的效率，得出主要運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率影響的規(guī)律。對(duì)于問(wèn)題4，綜合考慮模型1和模型2中對(duì)鍋爐效率產(chǎn)生影響的
