超臨界直流鍋爐爐內熱負荷分布參數檢測及建模研究

探尋爐膛燃燒和鍋內傳熱之間分布參數模型，對鍋爐的高效運行有重要意義。本文利用爐內溫度場信息，對不同爐型的直流鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)進行分布參數建模；結合現場實測數據和仿真結果分析了蒸發(fā)系統(tǒng)的受熱情況，給出了壁面熱流、壁溫和質量含汽率分布；應用模型的計算結果分析了水冷壁事故的原因，提出了相應的防范措施。 將蒸發(fā)系統(tǒng)分布參數模型優(yōu)化后應用到某亞臨界雙爐膛直流鍋爐進行仿真研究。獲得了典型工況下雙爐膛直流爐四面墻的熱力參數分布特性，以及前墻在不同工況下的壁面熱流、壁溫以及質量含汽率的分布特性，分析了水冷壁的水動力特性。雙爐膛直流爐的熱流和壁溫分布均呈現單峰特性，質量含汽率的變化呈現出“W”型分布，采用低質量流速內螺紋管使得水冷壁具有正流量響應特性。 針對超臨界螺旋管圈水冷壁模型，將爐內垂直方向的煙氣網格轉化成鍋內螺旋方向的壁面網格。研究發(fā)現在臨界含汽率附近，螺旋管圈水冷壁的熱流分布比垂直管圈顯得更合理。同時還注意到超臨界條件下最大對流換熱系數出現在擬臨界點，且隨著壓力的增大，工質大比熱特性減弱，最大對流換熱系數會降低。另外，水動力特性表明螺旋管圈水冷壁表現出明顯的負流量響應特性。 分析了W型火焰鍋爐的結構和燃燒特點。獲得了超臨界W型爐前墻和左墻各種工況下熱力參數的分布特性，研究表明受一、二、三次風噴口位置的影響，前墻存在三個高熱流區(qū)；其壁溫分布隨著負荷的增加最大高溫區(qū)有下移趨勢，且W型爐前墻冷灰斗處同一寬度方向溫差較大，會對前墻冷灰斗中間水冷壁形成左、右相反方向的應力作用。單根管的分析表明該爐膛在近臨界區(qū)避免了管內壁換熱系數的最高點與區(qū)段熱負荷的最高區(qū)的重合，且隨著負荷的增加，最大比熱區(qū)有慢慢趨近于最大熱流密度區(qū)的趨勢。在此基礎上，利用爐膛三維燃燒檢測系統(tǒng)提供的實時檢測信息，研究了W型爐在發(fā)生事故期間水冷壁的熱力參數分布特性，結合爐內燃燒、鍋內換熱以及現場的實際情況分析了產生事故的主要原因，并提出了防止措施。 本課題創(chuàng)新的將爐側燃燒信息與鍋側熱力系統(tǒng)結合起來，所建立的模型能準確地評價鍋爐運行的安全性和可靠性，在揭示受熱面的熱力參數二維分布特性方面體現出了獨特的優(yōu)越性，模型所獲得的蒸發(fā)系統(tǒng)各個熱力參數的分布對實際運行有一定的指導作用，本課題的研究為鍋爐水冷壁的設計及運行優(yōu)化等實際問題提供了有益的指導。 2100433B

本課題利用數字圖像處理技術和輻射傳熱分析方法，研究超(超)臨界直流鍋爐爐內熱負荷分布參數檢測及建模，包括：①根據爐內燃燒介質顆粒及氣體輻射特性等參數分布特點，采用輻射圖像處理技術，在線檢測爐內熱負荷分布；并通過現場試驗，建立爐內熱負荷分布隨鍋爐負荷、燃料、風量及配風等因素變化的分析模型。②研究爐內熱負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行狀態(tài)的蒸汽壓力、蒸汽流量和中間點溫度與爐內熱負荷分布之間的動態(tài)模型。③針對不同輻射區(qū)水冷壁的吸熱和爐膛熱負荷分布的變化規(guī)律，提出直流鍋爐水冷壁安全性預警策略。本項研究對于開展以潔凈煤燃燒的超(超)臨界煤粉鍋爐低碳經濟運行有重要的理論和應用價值。

《工業(yè)園區(qū)綜合負荷建模及電源容量配置優(yōu)化研究》對工業(yè)園區(qū)綜合負荷建模及電源容量配置優(yōu)化進行了研究，主要內容涵蓋了工業(yè)園區(qū)配電網綜合負荷模型建模及其參數辨識、虛擬同步發(fā)電機技術建模研究、含多種分布式電源的配電網綜合負荷建模、工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)數學模型及評價指標等。

《工業(yè)園區(qū)綜合負荷建模及電源容量配置優(yōu)化研究》結構合理，條理清晰，內容豐富新穎，可供相關工程技術人員參考使用。

前言

第1章 緒論

1．1 研究背景和意義

1．2 國內外研究現狀

第2章 工業(yè)園區(qū)配電網綜合負荷模型建模及其參數辨識

2．1 研究背景

2．2 綜合負荷模型的建立

2．3 混沌粒子群算法（CPSO）

2．4 仿真算例

2．5 應用實例

2．6 討論

2．7 小結

第3章 虛擬同步發(fā)電機技術建模研究

3．1 虛擬同步發(fā)電機的研究背景及意義

3．2 虛擬同步發(fā)電機技術建模研究

3．3 系統(tǒng)仿真

3．4 仿真結果分析

第4章 含多種分布式電源的配電網綜合負荷建模

4．1 研究背景及意義

4．2 風力發(fā)電

4．3 光伏發(fā)電

4．4 燃料電池

4．5 微型燃氣輪機

4．6 工業(yè)園區(qū)電動汽車充電站

4．7 小結

第5章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)數學模型及評價指標

5．1 冷熱電聯供系統(tǒng)數學模型

5．2 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)性能評價指標

5．3 小結

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

6．1 聯供系統(tǒng)優(yōu)化方法

6．2 聯供系統(tǒng)方案配置

6．3 分供系統(tǒng)

6．4 聯供系統(tǒng)優(yōu)化配置求解

6．5 小結

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

7．1 引言

7．2 多目標優(yōu)化運行

7．3 典型日運行策略分析

7．4 小結

第8章 工業(yè)園區(qū)多種能源發(fā)電設備模型

8．1 微型燃氣輪機模型及特性

8．2 風力發(fā)電機模型及特性

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

第9章 混合粒子群算法

9．1 基本粒子群算法的原理和結構

9．2 混合粒子群算法

9．3 測試函數實驗

9．4 小結

第10章 基于混合粒子群算法的多能源容量多目標優(yōu)化配置

10．1 工業(yè)園區(qū)多能源容量多目標優(yōu)化配置模型

10．2 多目標優(yōu)化配置實現

10．3 模型求解

10．4 案例分析

10．5 小結

第11章 總結與展望

11．1 總結

11．2 展望

參考文獻2100433B