600MW超临界循环流化床锅炉动态仿真建模

发布时间：2017-10-19 03:29

  本文关键词：600MW超临界循环流化床锅炉动态仿真建模

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【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(Modular Modeling System)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。
【关键词】：循环流化床锅炉 动态仿真 模块化 整体模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 论文研究的背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状综述8-11
• 1.2.1 半经验模型9-10
• 1.2.2 计算流体动力学模型10-11
• 1.3 论文的主要工作和难点11-12
• 1.3.1 课题研究的主要工作11
• 1.3.2 课题研究的难点11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 仿真对象介绍13-18
• 2.1 锅炉整体布置13-15
• 2.2 锅炉主要系统介绍15-17
• 2.2.1 燃烧系统15-16
• 2.2.2 汽水系统16
• 2.2.3 风烟系统16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 仿真对象的数学描述18-37
• 3.1 概述18
• 3.2 燃烧系统模型18-29
• 3.2.1 燃烧室模型19-27
• 3.2.2 分离器模型27-29
• 3.3 汽水系统模型29-36
• 3.3.1 受热面模型29-32
• 3.3.2 外置式换热器模型32-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 整体动态模型的综合求解37-46
• 4.1 燃烧系统数学模型的综合37-39
• 4.2 汽水系统数学模型的综合39-44
• 4.2.1 MMS仿真平台简介39-40
• 4.2.2 ACSL简介40-41
• 4.2.3 外置式换热器模型开发41-43
• 4.2.4 汽水系统数学模型的综合43-44
• 4.3 整体数学模型的综合44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 模型建立和仿真结果分析46-61
• 5.1 燃烧系统仿真实验46-53
• 5.1.1 稳态计算结果及分析46-48
• 5.1.2 扰动试验结果及分析48-53
• 5.2 汽水系统仿真实验53-60
• 5.2.1 仿真模型的简化及建立53-54
• 5.2.2 模型稳态调试及分析54-55
• 5.2.3 扰动试验结果及分析55-60
• 5.3 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-63
• 6.1 全文结论61
• 6.2 工作展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67

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本文编号：1058795