收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于燃烧检测的电站锅炉分布参数建模与仿真研究

初云涛  
【摘要】: 锅炉是火电机组中最重要的部件之一,锅炉安全一直以来都是具有重大实用价值的研究课题。壁温、热流、质量流速等热力参数是影响锅炉安全性的重要因素,这些热力参数在锅炉受热面上的分布是不均匀的,常用的热电偶、热流计等只能逐点测量,难以实现实时的、分布式的检测,从而不能全面评价机组的安全性。本文在对烟气传热、工质流动等物理过程分析的基础上,利用实时的炉内三维温度场以及颗粒黑度等燃烧检测信息,开展了电站锅炉分布参数建模的研究,获得的模型可全面反映锅炉热力参数分布特性。同时,针对目前用于动态特性分析及控制系统研究的锅炉简化模型由于普遍忽略各控制系统相互影响而精度不高的现状,从复现水位控制系统、主汽温度控制系统对负荷压力特性的实际影响出发,对汽包锅炉简化建模方法进行了探讨。本文开展的研究工作和创造性成果如下: 考虑水位控制系统及主汽温度控制系统对负荷压力特性的影响,开展了汽包锅炉简化建模的研究。利用系统压力变动焓的概念把锅炉给水量与减温水量的影响引入汽包锅炉简化模型,该模型体现了控制系统间的耦合关系。同时,提出了一种新的水位控制系统和过热汽温控制系统前馈信号,可更好的削弱耦合回路的影响,进一步改善控制效果。 开展了基于三维燃烧检测的蒸发系统分布参数建模的研究。利用燃烧检测系统提供的实时的炉内三维温度场和颗粒相黑度,计算水冷壁的二维热流分布。同时提出用火焰黑度修正系数对黑度进行修正,以反映气体辐射和对流对炉膛传热的影响。考虑了汽包水空间含汽对水位的影响,同时注意到代表过热系统阻力特性的汽包出口蒸汽流量方程系数随负荷变化,提出一种根据汽包压力和汽机调门开度计算该系数的经验公式。利用蒸发系统分布参数模型进行仿真,结果表明该模型不仅可以准确反映汽包压力、水位以及汽包出口蒸汽流量的动态特性,而且还可全面反映热流、壁温、质量流速等参数的二维分布特性,从而为有效评价锅炉蒸发系统安全性和可靠性提供了重要依据。 利用蒸发系统分布参数模型对水冷壁水循环特性进行了仿真研究。结果表明,相对于其它因素,上升管管径和水冷壁热负荷偏差对水冷壁流量偏差有重要影响。存在上升管管径的最优设计值,在该管径下,机组可以有效适应热负荷、汽包压力、给水比焓等运行条件的变化,保持较好的水循环状态。当上升管管径等结构参数确定时,锅炉在较高汽包压力、较低给水比焓以及适当大循环泵增压的工况下运行,流量偏差小同时质量流速大,最有利于水循环。 开展了过热系统分布参数建模的研究。根据热量来源,对过热系统传递的能量进行分类,并利用烟窗把各种类型的传热归结到一个封闭的系统内,进而建立了一种形式统一的过热系统分布式传热模型。在前人对三通集箱静压分布研究的基础上,考虑了宽度方向热负荷不均匀性对集箱静压以及并联管组流量分配的影响,得到了并联管组流量分配的热态模型。在此基础上,获得了过热系统/再热系统的分布参数模型,并通过仿真验证了模型的有效性。该模型在揭示过热系统和再热系统的同屏热力参数分布特性以及屏间热力参数分布特性方面具有独特的优越性。 利用过热系统/再热系统分布参数模型对过热器和再热器壁温分布特性进行了仿真研究。结果表明:对于U型布置的后屏过热器及屏式再热器,高度方向烟温偏差较小时,外侧管圈存在出口段和水平段两个高壁温区域,内侧管圈则仅存在出口段一个高壁温区域。随着烟气偏差的增大,各管圈出口段壁温下降,而水平段壁温显著升高。对于蛇形布置的高温过热,当烟气偏差较小时,壁温最高点位于管圈尾部上升段内。随着烟气偏差的增大,壁温最高点由出口逆工质流程向管屏下部移动。这些结论可为锅炉的设计优化及运行优化提供有益的指导。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 初云涛;周怀春;;基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数建模[J];中国电机工程学报;2006年09期
2 施圣康;;新的化学水处理药剂的应用可大大提高电站锅炉蒸发系统的可靠性[J];电站辅机;1988年03期
3 王广军,李泓源,章臣樾;自然循环蒸发系统运行特性分析模型[J];热能动力工程;1998年01期
4 张军;;大型电站锅炉刮板链条式捞渣机链条断裂分析及改造方案[J];热电技术;2005年04期
5 陈静波;;余热电站锅炉的安装技术[J];中国新技术新产品;2011年10期
6 王顺;电站锅炉“四管”泄漏故障诊断专家系统[J];沈阳电力高等专科学校学报;1997年03期
7 陈立甲,王子才,朱群益;电站锅炉燃烧系统仿真模型的建立[J];热能动力工程;2001年03期
8 初云涛;周怀春;;蒸发系统分布参数特性动态仿真研究[J];中国电机工程学报;2006年11期
9 李金晶;吕俊复;米子德;;300MWe等级循环流化床电站锅炉技术特点[J];电站系统工程;2010年06期
10 王晓鹏;岳银福;冯勇;田红卫;;某电站锅炉炉膛卫燃带的一次技术改造[J];华电技术;2011年01期
11 向军,刘胜荣,唐必光,孙学信;锅炉水冷壁管故障诊断专家系统研究[J];华中理工大学学报;1999年09期
12 周萍,龚光彩,梅炽,张小绵;电站锅炉中煤粉燃烧的数值模拟与操作参数的优化(英文)[J];湖南大学学报(自然科学版);2002年02期
13 李正刚;王志武;赵博;冯亿生;;电站锅炉“四管”爆漏失效统计分析[J];金属热处理;2007年S1期
14 崔建国;;电站锅炉受热面管子安装焊口焊接缺陷的产生及预防[J];机电产品开发与创新;2009年04期
15 喻红梅,唐必光;平圩电厂1号炉水冷壁泄漏原因的分析研究[J];发电设备;2001年01期
16 张青,李光,佐晓燕,戴继玉;电站锅炉红外热像技术的应用[J];新疆石油学院学报;2002年02期
17 尚文科;;大型电站锅炉本体设备结构特点探讨[J];宁夏电力;2006年01期
18 周新刚;苗长信;;电站锅炉高温腐蚀产生的原因及防范措施[J];华电技术;2010年01期
19 王广军,胡华进,章臣樾;单相受热面通用动态计算模型[J];中国电机工程学报;1994年04期
20 樊泉桂;亚临界与超临界参数锅炉水动力特性的分析[J];华北电力大学学报;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李小琳;毛军发;;基于二阶电路的缓冲器时延模型[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第一册)[C];2006年
2 施光林;钟廷修;史维祥;李天石;;电液位置同步控制系统的三类标准化模型[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
3 叶昆;李黎;;改进的Kelvin碰撞分析模型[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
4 丁虎;陈立群;;轴向运动梁横向振动非线性模型数值研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
5 王德进;冯磊;;非线性模型结构辨识的一种逼近方法[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 任安禄;林雪纲;鲁晓东;;非线性模型方程线法特征值稳定性分析数值试验研究[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年
7 柯益华;胡学姝;;油气田产量预报Г模型参数估计的进化计算[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
8 井建辉;张振东;吴文琪;;摄像机定标在机器人视觉系统中的应用[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
9 周伟;李小青;邓海龙;;软土排水固结沉降数值分析研究[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
10 王德普;夏洪胜;;实船航向运动模型辨识[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 初云涛;基于燃烧检测的电站锅炉分布参数建模与仿真研究[D];华中科技大学;2007年
2 杨卫娟;电站锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力和吹灰在线模糊优化运行的基础理论研究[D];浙江大学;2003年
3 罗自学;引入辐射能信号的锅炉燃烧检测及优化控制[D];华中科技大学;2007年
4 王建国;锅炉受热面污垢在线监测理论及应用[D];华北电力大学;2001年
5 杨华;大型电站锅炉氮氧化物排放控制措施的技术经济比较[D];浙江大学;2007年
6 李文艳;电站锅炉煤粉燃烧过程及结渣的数值模拟[D];华北电力大学(北京);2003年
7 陈宝康;电站锅炉受热面污染监测及优化吹灰的理论与实验研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 罗毅丹;灵活的非线性时间序列模型及应用研究[D];华中科技大学;2010年
9 张松林;非线性半参数模型最小二乘估计理论及应用研究[D];武汉大学;2003年
10 张君;测量误差数据下半参数模型与非线性模型的若干研究[D];华东师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭新根;电站锅炉结渣问题分析及其解决途径[D];山东大学;2005年
2 鲁文华;电站锅炉受热面积灰、结渣在线监测的研究与应用[D];华北电力(北京)大学;2002年
3 张阔;电站锅炉启停优化[D];华北电力大学(北京);2005年
4 白杰;电站锅炉受热面积灰、结渣在线监测及智能吹灰的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
5 朱芳波;电站锅炉煤粉浓度的微波测量方法研究[D];南京理工大学;2007年
6 何常春;我国电站锅炉企业发展的竞争策略研究[D];华中科技大学;2006年
7 肖兵;一列非线性模型的LS估计及非线性度量[D];湖南大学;2002年
8 代庆生;电站锅炉钢结构改造加固可靠度研究[D];武汉理工大学;2003年
9 付强;锅炉过热器、再热器变工况三维壁温计算[D];武汉大学;2005年
10 卫宏强;燃煤锅炉超低负荷洁净高效运行的数值模拟[D];华北电力大学(北京);2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 赵宏耀;北京巴威公司:风雨兼程二十载[N];中国电力报;2006年
2 记者 苏勇;太钢超(超)临界电站锅炉用不锈钢管坯通过鉴定[N];中国冶金报;2008年
3 崔晓农;太钢又一科研产品领先国内同行业[N];山西经济日报;2008年
4 王力平;太钢超临界电站锅炉用不锈钢管坯通过鉴定[N];中国质量报;2008年
5 记者 韩维阳;无资质检验检测必须停止[N];中国质量报;2003年
6 靳明义;护航“平安山东”[N];中国质量报;2005年
7 记者 赵宏耀;中西合璧20年 北京巴威交完美答卷[N];中国电力报;2006年
8 邱慧玲;哈锅2005年产量实现2051万千瓦[N];中国工业报;2006年
9 记者  薛秀颖;哈产智能火焰检测装置畅销国内外[N];哈尔滨日报;2006年
10 记者 陈黎明 通讯员 谈琪芬;超超临界电站锅炉用不锈钢管国产化实现突破[N];中国冶金报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978