本文關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床全工況實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　第1期動(dòng)　力　工　程　　　　 513

量,由于其數(shù)值很大,因此,流化床溫度T變化的慣性很大,這同實(shí)際物理現(xiàn)象是一致的。

(4)進(jìn)風(fēng)量與爐膛內(nèi)壓降的耦合特性

循環(huán)流化床是煙風(fēng)流體回路上的一個(gè)阻力部件,當(dāng)其操作條件變化時(shí),爐膛壓降會(huì)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致回路流量變化。進(jìn)風(fēng)量與壓降的耦合計(jì)算原理比較簡(jiǎn)單,但數(shù)學(xué)表達(dá)較煩瑣,這里就不再詳述了。

油發(fā)熱量,就可描述出熱煙氣加熱床料使其升溫的過(guò)程,此時(shí),固體燃料的發(fā)熱量為零。具體方程就不列出了。

(3)“脈沖”給煤的模擬是流化床燃燒建模中最困難的問(wèn)題之一。由于方程(2)描述的流化床內(nèi)殘?zhí)紕?dòng)態(tài)積累和動(dòng)力學(xué)燃燒的本質(zhì)特性,而“脈沖”與否,不過(guò)是影響床料中總碳質(zhì)量的補(bǔ)充而已,因此方程(2)完全適用于脈沖給煤過(guò)程的描述。

(4)顯然,啟動(dòng)過(guò)程的第4階段是上述幾種

3　特殊工況建模的考慮

除了正常工況外,全工況還包括啟動(dòng)、停機(jī)、可能的事故等過(guò)程。由于正常工況模型是從機(jī)理角度建立的,這就使得我們有可能使用同一套數(shù)學(xué)模型來(lái)描述這些特殊過(guò)程。下面,例,3.1情況的疊加,3)描述。3.,逐步,增加啟動(dòng)燃燒器的燃油量,,再逐步將燃油量減為零。停機(jī)過(guò)程模擬的難點(diǎn)在于描述在給煤停止后,床料內(nèi)的殘?zhí)贾饾u燃盡、床料溫度和鍋爐負(fù)荷緩慢降低的過(guò)程。由于本模型建立了殘?zhí)紕?dòng)力學(xué)燃燒和動(dòng)態(tài)積累機(jī)制以及動(dòng)態(tài)物料和能量平衡機(jī)制,停機(jī)過(guò)程的模擬沒(méi)有超出模型的適用范圍。

同樣道理,諸如“塌床”、“水冷壁爆管”等事故過(guò)程也可以使用同一套動(dòng)態(tài)方程組來(lái)描述,只需改動(dòng)方程的邊界條件并增減某些物質(zhì)和能量流即可。

至此,本文在分析和描述循環(huán)流化床本質(zhì)動(dòng)態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了使用一套機(jī)理方程描述循環(huán)流化床啟動(dòng)、停機(jī)、事故及正常運(yùn)行的全工況過(guò)程。

個(gè)階段:

(1)加床料及流化:依次啟動(dòng)各種風(fēng)機(jī),將一定數(shù)量的床料逐漸投入爐膛,形成流化;

(2)加熱床料:點(diǎn)燃啟動(dòng)燃燒器(油槍),利用熱煙氣將床料加熱到一定溫度;

(3)“脈沖”給煤:開(kāi)啟一臺(tái)給煤機(jī),以脈沖方式向爐內(nèi)添加一定的固體燃料,通過(guò)床溫和氧氣濃度變化來(lái)確定固體燃料是否開(kāi)始燃燒;

(4)確定固體燃料已經(jīng)著火后,逐漸增加投煤,同時(shí)減少啟動(dòng)燃燒器燃油量,直至完全靠固體燃料維持燃燒時(shí),啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束,流化床進(jìn)入正常運(yùn)行工況。

3.2　啟動(dòng)過(guò)程建模分析

分析上述過(guò)程,不難發(fā)現(xiàn),啟動(dòng)過(guò)程各個(gè)階段的本質(zhì)物理機(jī)理和正常運(yùn)行過(guò)程完全一致,可以用基本相同的方程形式表達(dá),具體分析如下:

(1)床料添加過(guò)程本質(zhì)上還是固體物料在流化床內(nèi)的動(dòng)態(tài)積累過(guò)程,可以看作是式(1)的一個(gè)特例。此時(shí),加入爐膛的不是燃料,而是不含碳的固體床料;由于不排渣,Dout=0;由于流化風(fēng)速較小,飛灰損失也較小;另外,石灰石添加量、脫硫產(chǎn)生硫酸鈣的量以及碳燃燒反應(yīng)速率均為零。設(shè)B表達(dá)為:

=BI-FLdΣ

(4)

I

[2]

4　模型實(shí)時(shí)性和多工況特性吻合

在解決了循環(huán)流化床動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬的原理問(wèn)題后,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真培訓(xùn)的另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是模型計(jì)算速度(實(shí)時(shí)甚至超實(shí)時(shí))和靜態(tài)點(diǎn)與多工況設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的吻合問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)深入的考慮和研究,本文提煉和建立了影響循環(huán)量、傳熱系數(shù)和總碳反應(yīng)速率等關(guān)鍵參數(shù)的主導(dǎo)因素,并建立了這些主導(dǎo)因素與負(fù)荷變化過(guò)程的作用關(guān)系,從而同時(shí)解決了提高計(jì)算速度以及仿真結(jié)果與多工況設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精確吻合的關(guān)鍵問(wèn)題。在前述鎮(zhèn)海煉化的循環(huán)流化床培訓(xùn)仿真機(jī)中,本模型在100%,90%,70%和40%的負(fù)荷點(diǎn)上,與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精確吻合,而且工況間過(guò)渡過(guò)程趨勢(shì)正確,充分證明上述方法是正確有效的。

代表固體物料添加的速率,床料添加過(guò)程的數(shù)學(xué)

　　(2)不難發(fā)現(xiàn),只要在式(3)右側(cè)添加一項(xiàng)燃

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