超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)學模擬與設計方案優(yōu)化.pdf

1、超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術有機地結合了循環(huán)流化床燃燒和超臨界參數(shù)發(fā)電兩種技術的優(yōu)點，是我國潔凈煤燃燒利用的發(fā)展方向之一。依托于國家十一五支撐項目“600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐本體設計及研制”子課題的資助，本文開展了超臨界循環(huán)流化床鍋爐數(shù)學模型和設計方案優(yōu)化的研究工作。
　　 論文首先從討論發(fā)展超臨界循環(huán)流化床鍋爐的必要性和可行性入手，綜述了國內外超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術及其數(shù)學模型的研究與發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 其次，依據(jù)大

2、型超臨界循環(huán)流化床鍋爐的運行特性和最新研究進展，在現(xiàn)有適用于中小型循環(huán)流化床鍋爐整體數(shù)學模型的基礎上發(fā)展了適用于大型超臨界循環(huán)流化床鍋爐的整體數(shù)學模型。該模型由可以正確描述循環(huán)流化床鍋爐爐內各物理化學過程的子模型及其他部件的子模型有機耦合而成，這些子模型包括爐內流體動力特性模型，煤燃燒模型，顆粒磨損模型，爐內傳熱模型，SO2生成和脫除模型，NO和N2O的生成和脫除模型，分離機構、返料機構和外置式換熱器等部件的子模型，及尾部受熱面的換熱模

3、型等。同時，為了進一步正確描述煤顆粒在流化床燃燒過程中的破碎特性，本文在所建小型流化床反應器上開展了煤顆粒的灰分和粒徑對灰渣形成特性的實驗研究，并在所獲實驗結果的基礎上，結合國內外的相關研究建立了流化床煤燃燒過程中的顆粒破碎模型。
　　 然后，采用一臺300 MW循環(huán)流化床鍋爐的運行測試結果對所建立的大型循環(huán)流化床鍋爐的整體數(shù)學模型進行了驗證對比。結果表明，所建立的數(shù)學模型可以有效地預測大型循環(huán)流化床鍋爐的運行與性能參數(shù)。

4、>　　 在此基礎上，應用所建立的總體數(shù)學模型對600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐六個不同的設計方案進行了模擬計算，并從主循環(huán)回路結構布置、主循環(huán)回路熱負荷分配、爐內燃燒以及熱力特性參數(shù)等方面，分析比較了密相區(qū)結構、分離器數(shù)量及布置、爐內受熱面、外置式換熱器、受熱面系統(tǒng)等不同布置方案對鍋爐性能參數(shù)的影響，從而得到了優(yōu)化后的600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的設計方案。該推薦方案為H型布置，單爐膛褲衩腿雙布風板結構，鍋爐左右兩側各布置3臺高溫