超臨界直流鍋爐爐內(nèi)熱負(fù)荷分布參數(shù)檢測(cè)及建模研究

探尋爐膛燃燒和鍋內(nèi)傳熱之間分布參數(shù)模型，對(duì)鍋爐的高效運(yùn)行有重要意義。本文利用爐內(nèi)溫度場(chǎng)信息，對(duì)不同爐型的直流鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行分布參數(shù)建模；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果分析了蒸發(fā)系統(tǒng)的受熱情況，給出了壁面熱流、壁溫和質(zhì)量含汽率分布；應(yīng)用模型的計(jì)算結(jié)果分析了水冷壁事故的原因，提出了相應(yīng)的防范措施。 將蒸發(fā)系統(tǒng)分布參數(shù)模型優(yōu)化后應(yīng)用到某亞臨界雙爐膛直流鍋爐進(jìn)行仿真研究。獲得了典型工況下雙爐膛直流爐四面墻的熱力參數(shù)分布特性，以及前墻在不同工況下的壁面熱流、壁溫以及質(zhì)量含汽率的分布特性，分析了水冷壁的水動(dòng)力特性。雙爐膛直流爐的熱流和壁溫分布均呈現(xiàn)單峰特性，質(zhì)量含汽率的變化呈現(xiàn)出“W”型分布，采用低質(zhì)量流速內(nèi)螺紋管使得水冷壁具有正流量響應(yīng)特性。 針對(duì)超臨界螺旋管圈水冷壁模型，將爐內(nèi)垂直方向的煙氣網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成鍋內(nèi)螺旋方向的壁面網(wǎng)格。研究發(fā)現(xiàn)在臨界含汽率附近，螺旋管圈水冷壁的熱流分布比垂直管圈顯得更合理。同時(shí)還注意到超臨界條件下最大對(duì)流換熱系數(shù)出現(xiàn)在擬臨界點(diǎn)，且隨著壓力的增大，工質(zhì)大比熱特性減弱，最大對(duì)流換熱系數(shù)會(huì)降低。另外，水動(dòng)力特性表明螺旋管圈水冷壁表現(xiàn)出明顯的負(fù)流量響應(yīng)特性。 分析了W型火焰鍋爐的結(jié)構(gòu)和燃燒特點(diǎn)。獲得了超臨界W型爐前墻和左墻各種工況下熱力參數(shù)的分布特性，研究表明受一、二、三次風(fēng)噴口位置的影響，前墻存在三個(gè)高熱流區(qū)；其壁溫分布隨著負(fù)荷的增加最大高溫區(qū)有下移趨勢(shì)，且W型爐前墻冷灰斗處同一寬度方向溫差較大，會(huì)對(duì)前墻冷灰斗中間水冷壁形成左、右相反方向的應(yīng)力作用。單根管的分析表明該爐膛在近臨界區(qū)避免了管內(nèi)壁換熱系數(shù)的最高點(diǎn)與區(qū)段熱負(fù)荷的最高區(qū)的重合，且隨著負(fù)荷的增加，最大比熱區(qū)有慢慢趨近于最大熱流密度區(qū)的趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，利用爐膛三維燃燒檢測(cè)系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)檢測(cè)信息，研究了W型爐在發(fā)生事故期間水冷壁的熱力參數(shù)分布特性，結(jié)合爐內(nèi)燃燒、鍋內(nèi)換熱以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況分析了產(chǎn)生事故的主要原因，并提出了防止措施。 本課題創(chuàng)新的將爐側(cè)燃燒信息與鍋側(cè)熱力系統(tǒng)結(jié)合起來，所建立的模型能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性，在揭示受熱面的熱力參數(shù)二維分布特性方面體現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)越性，模型所獲得的蒸發(fā)系統(tǒng)各個(gè)熱力參數(shù)的分布對(duì)實(shí)際運(yùn)行有一定的指導(dǎo)作用，本課題的研究為鍋爐水冷壁的設(shè)計(jì)及運(yùn)行優(yōu)化等實(shí)際問題提供了有益的指導(dǎo)。 2100433B

本課題利用數(shù)字圖像處理技術(shù)和輻射傳熱分析方法，研究超(超)臨界直流鍋爐爐內(nèi)熱負(fù)荷分布參數(shù)檢測(cè)及建模，包括：①根據(jù)爐內(nèi)燃燒介質(zhì)顆粒及氣體輻射特性等參數(shù)分布特點(diǎn)，采用輻射圖像處理技術(shù)，在線檢測(cè)爐內(nèi)熱負(fù)荷分布；并通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，建立爐內(nèi)熱負(fù)荷分布隨鍋爐負(fù)荷、燃料、風(fēng)量及配風(fēng)等因素變化的分析模型。②研究爐內(nèi)熱負(fù)荷分布與直流爐多變量耦合非線性特性，建立并仿真研究表征直流鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)的蒸汽壓力、蒸汽流量和中間點(diǎn)溫度與爐內(nèi)熱負(fù)荷分布之間的動(dòng)態(tài)模型。③針對(duì)不同輻射區(qū)水冷壁的吸熱和爐膛熱負(fù)荷分布的變化規(guī)律，提出直流鍋爐水冷壁安全性預(yù)警策略。本項(xiàng)研究對(duì)于開展以潔凈煤燃燒的超(超)臨界煤粉鍋爐低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。

《工業(yè)園區(qū)綜合負(fù)荷建模及電源容量配置優(yōu)化研究》對(duì)工業(yè)園區(qū)綜合負(fù)荷建模及電源容量配置優(yōu)化進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容涵蓋了工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)綜合負(fù)荷模型建模及其參數(shù)辨識(shí)、虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)建模研究、含多種分布式電源的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模、工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)等。

《工業(yè)園區(qū)綜合負(fù)荷建模及電源容量配置優(yōu)化研究》結(jié)構(gòu)合理，條理清晰，內(nèi)容豐富新穎，可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考使用。

前言

第1章 緒論

1．1 研究背景和意義

1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

第2章 工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)綜合負(fù)荷模型建模及其參數(shù)辨識(shí)

2．1 研究背景

2．2 綜合負(fù)荷模型的建立

2．3 混沌粒子群算法（CPSO）

2．4 仿真算例

2．5 應(yīng)用實(shí)例

2．6 討論

2．7 小結(jié)

第3章 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)建模研究

3．1 虛擬同步發(fā)電機(jī)的研究背景及意義

3．2 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)建模研究

3．3 系統(tǒng)仿真

3．4 仿真結(jié)果分析

第4章 含多種分布式電源的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模

4．1 研究背景及意義

4．2 風(fēng)力發(fā)電

4．3 光伏發(fā)電

4．4 燃料電池

4．5 微型燃?xì)廨啓C(jī)

4．6 工業(yè)園區(qū)電動(dòng)汽車充電站

4．7 小結(jié)

第5章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)

5．1 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

5．2 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

5．3 小結(jié)

第6章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)優(yōu)化配置研究

6．1 聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化方法

6．2 聯(lián)供系統(tǒng)方案配置

6．3 分供系統(tǒng)

6．4 聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化配置求解

6．5 小結(jié)

第7章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究

7．1 引言

7．2 多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行

7．3 典型日運(yùn)行策略分析

7．4 小結(jié)

第8章 工業(yè)園區(qū)多種能源發(fā)電設(shè)備模型

8．1 微型燃?xì)廨啓C(jī)模型及特性

8．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型及特性

8．3 光伏電池模型及特性

8．4 燃料電池模型及特性

8．5 蓄電池模型及特性

8．6 小結(jié)

第9章 混合粒子群算法

9．1 基本粒子群算法的原理和結(jié)構(gòu)

9．2 混合粒子群算法

9．3 測(cè)試函數(shù)實(shí)驗(yàn)

9．4 小結(jié)

第10章 基于混合粒子群算法的多能源容量多目標(biāo)優(yōu)化配置

10．1 工業(yè)園區(qū)多能源容量多目標(biāo)優(yōu)化配置模型

10．2 多目標(biāo)優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)

10．3 模型求解

10．4 案例分析

10．5 小結(jié)

第11章 總結(jié)與展望

11．1 總結(jié)

11．2 展望

參考文獻(xiàn)2100433B