進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,隨著我國人口增長和經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,能源消耗量大、利用率低、污染物排放超標(biāo)等問題日益突出。在“十二五”期間我國節(jié)能減排降耗等方面取得一些改進(jìn)成果的基礎(chǔ)上,“十三五”計劃中對節(jié)能減排任務(wù)提出了更高的要求。由于我國能源結(jié)構(gòu)方面的原因,燃煤發(fā)電將在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)繼續(xù)作為供電領(lǐng)域的主力軍承擔(dān)主要的發(fā)電任務(wù)。作為火力發(fā)電的核心,燃煤電站鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行顯得尤為重要,而鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開各個輔助設(shè)備的高效運(yùn)行。作為鍋爐系統(tǒng)尾部利用煙氣能量預(yù)熱空氣、提高鍋爐熱效率的關(guān)鍵設(shè)備,空氣預(yù)熱器的使用效能對機(jī)組效率的提升有很大影響。本文以燃煤電站鍋爐系統(tǒng)中空氣預(yù)熱器為研究對象,主要內(nèi)容如下:首先,研究空預(yù)器的漏風(fēng)監(jiān)測問題。基于空預(yù)器漏風(fēng)狀態(tài)的機(jī)理模型分析,比較兩種漏風(fēng)評定模型后選定漏風(fēng)率作為空預(yù)器漏風(fēng)狀態(tài)的評定指標(biāo);選擇軟測量建模的方式,優(yōu)化輔助變量選擇方法,應(yīng)用最小二乘支持向量機(jī)理論建立空預(yù)器漏風(fēng)率預(yù)測模型,并選擇粒子群算法對模型參數(shù)進(jìn)行滾動優(yōu)化,從而實現(xiàn)了空預(yù)器實時漏風(fēng)情況的在線監(jiān)測�；谌济弘娬緦嶋H運(yùn)行數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果顯示,本文建立的模型擬合能力較好,能夠滿足現(xiàn)場應(yīng)用的需要。然后,研究空預(yù)器的積灰監(jiān)測問題。從燃煤電站現(xiàn)場獲取的數(shù)據(jù)出發(fā),對數(shù)據(jù)中存在的誤差進(jìn)行分析,并針對火電數(shù)據(jù)中常常存在的顯著誤差和隨機(jī)誤差問題提出了解決方法;建立煙氣和工質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫,通過建立的煙氣實時成分分析模塊對物性參數(shù)庫進(jìn)行驗證;根據(jù)熱力學(xué)公式從逆煙氣流程的角度分析建立回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的傳熱模型,并基于此搭建空預(yù)器灰污狀態(tài)監(jiān)測模型。通過采集到的燃煤電站歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行建模與驗證,仿真結(jié)果表明模型能夠?qū)疹A(yù)器受熱面的積灰情況進(jìn)行有效監(jiān)測。最后,研究空預(yù)器運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)濟(jì)性評估問題。通過對空預(yù)器實時運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)理分析,選擇空預(yù)器積灰、漏風(fēng)、熱效率和電耗四個方面進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立了空預(yù)器熱效率模型,根據(jù)引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)的電耗情況建立了空預(yù)器電耗模塊,加之前文中介紹的積灰和漏風(fēng)監(jiān)測模塊,組成監(jiān)測集合實現(xiàn)空預(yù)器運(yùn)行狀態(tài)的模塊評估。在整體評估部分,基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立空預(yù)器運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)濟(jì)性評估模型,由現(xiàn)場數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果可知,模型評價結(jié)果與實際情況基本一致,證明了評估模型的合理性。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM621
【部分圖文】：

圖1 12016年發(fā)電量占比Fig. The power generation ratio of electricity in 2016016年底，全國全年燃煤發(fā)電量為42886億千瓦，占全年發(fā)年增長2.4%，見圖1 1。圖1 22016年發(fā)電裝機(jī)容量占比

2圖1 22016年發(fā)電裝機(jī)容量占比Fig. The power generation capacity ratio of electricity in 2016容量自2010年以來的平均增幅達(dá)到7.1%，在2014至2017.8%和6.4%。到 年底，我國的燃煤火電裝機(jī)容量在64.04%，如圖 ，截止到2017年10月底，全國6000167062萬千瓦，較年初增長1.5%；火電裝機(jī)容量為1083%，火電裝機(jī)容量占電力總裝機(jī)容量的比重為64.85%，預(yù)會保持在60%左右。內(nèi)的燃煤電站機(jī)組發(fā)展，國家出臺了相關(guān)政策法規(guī)，要求

圖1 3能量轉(zhuǎn)換示意圖Fig. Schematic diagram of energy conversion鍋爐是燃煤電站的三大主機(jī)之一，在爐膛內(nèi)部進(jìn)行著復(fù)雜的燃燒過程。一次風(fēng)機(jī)將一次風(fēng)送入磨煤機(jī)，空氣與煤粉充分混合后送入爐膛中在送風(fēng)機(jī)提供的二次風(fēng)的補(bǔ)充下充分燃燒并產(chǎn)生大量高溫?zé)煔�。這些高溫?zé)煔鈴臓t膛出口出發(fā)，沿著幾個主要換熱面的位置順序流動直至從鍋爐系統(tǒng)中排出。鍋爐系統(tǒng)入爐煤的成分主要由C 、H 、O、N 、S 、灰分和水分等組成。為了提高煤的燃燒效率，電站通常在磨煤機(jī)中將煤塊磨成煤粉與空氣充分混合后送入爐膛并給爐膛通入過量的空氣來保證煤粉能夠完全燃燒。因此，在爐膛高溫高壓與過量氧氣的環(huán)境下，煤粉充分燃燒，其主要產(chǎn)物為各種氣體混合而成的煙氣，具體包括了二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫、氮氧化物、多余的氧氣、氮?dú)夂筒豢扇嫉幕曳值�。其中灰分主要是由煤粉中一些不可燃的物質(zhì)構(gòu)成。這些灰分在煤粉燃燒之后，一部分形成粉塵混雜在煙氣中流向后方各個換熱器，而后粘連在換熱器表面形成積灰，造成換熱面的積灰問題；一部分熔點較低的物質(zhì)在高溫的爐膛中熔化形成灰渣，從下方的排渣口排出。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2856537