【摘要】：隨著節(jié)能減排的不斷深入,我國對于能耗和污染物排放的要求也越來越高。燃煤發(fā)電作為我國電力供應(yīng)的主要來源,其節(jié)能減排壓力同樣巨大。燃煤鍋爐燃燒過程會產(chǎn)生灰污,這些灰污最后以積灰或結(jié)渣的形式依附在受熱面上,會導(dǎo)致鍋爐傳熱效率降低,排氣排煙管道的阻力增大,如果對此不加以控制,將會導(dǎo)致降低爐效、增加煤耗等問題,影響鍋爐的經(jīng)濟運行。解決這一問題的通常手段就是對受熱面進行吹灰,但是吹灰不及時和吹灰過多都會造成不必要的能源浪費。針對這一問題,本研究在構(gòu)建了灰污監(jiān)測模型的基礎(chǔ)上,通過基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方式、基于增量分布的方式和基于剩余時間的方式,建立相應(yīng)的吹灰優(yōu)化模型,并提出相應(yīng)的吹灰優(yōu)化策略,以提高燃煤電站的能源利用效率。本文研究工作主要分為以下幾個方面:(1)首先對鍋爐受熱面的關(guān)鍵參數(shù)的在線監(jiān)測問題進行了研究,以污染率(FF)表征受熱面清潔狀態(tài)對鍋爐受熱面?zhèn)鳠岬挠绊?建立了鍋爐省煤器受熱面的清潔狀態(tài)在線監(jiān)測模型實現(xiàn)了對鍋爐熱效率的在線實時獲取,為后續(xù)的優(yōu)化工作奠定基礎(chǔ)。(2)針對目前鍋爐受熱面吹灰方式不合理的情況,在權(quán)衡了吹灰引起的鍋爐效率和蒸汽損失,從鍋爐經(jīng)濟效益出發(fā),建立了一種基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的受熱面吹灰優(yōu)化模型。從統(tǒng)計的角度分析同一測量點的多個數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)分布,結(jié)合受熱面的優(yōu)化模型,得到鍋爐省煤器的最佳吹灰周期。(3)在前面的基礎(chǔ)上改進吹灰模型和數(shù)據(jù)分析方法。通過分析相同工況下的多組污染率,得到同一測量點在不同時間的增量分布,并根據(jù)分布曲線得到期望值。通過已知的初始清潔狀態(tài)預(yù)測未來加熱表面的加熱狀態(tài)。通過分析污染率的趨勢,結(jié)合吹灰優(yōu)化模型,提出了一種基于增量分布的吹灰優(yōu)化策略。(4)進而研究了剩余時間預(yù)測及預(yù)防性吹灰最優(yōu)決策問題,提出了一種基于剩余時間預(yù)測的燃煤電站鍋爐吹灰優(yōu)化策略。建立了以預(yù)測間隔、吹灰閾值為優(yōu)化變量和最小平均吹灰費用為目標的優(yōu)化模型,得到鍋爐最優(yōu)的監(jiān)測周期和吹灰閾值,并使鍋爐長期運行的平均費用率最低。
【圖文】：

圖 1-1 國際能源署預(yù)測盡管可再生能源電廠(風能、太陽能、水力、地熱、潮汐能)在過去 10 年經(jīng)歷了強展，但化石燃料發(fā)電廠仍然是許多國家的主要電力供應(yīng)源。據(jù)國際能源署預(yù)測，0 年，75%的能源將由化石燃料供應(yīng)[1]。目前，燃煤是化石燃料發(fā)電廠的主要形式來，隨著環(huán)境保護、節(jié)能降耗、節(jié)能降耗等方面的需求日益增加，燃煤電廠的節(jié)重要。2018 全年全社會用電量達到 68449 億千瓦時，同比 2017 年增長為 8.5%，

《國務(wù)院能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020）》和《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016-2020年)》中都對火電行業(yè)節(jié)能減排提出了更高的要求。到 2020 年火電的供電煤耗要從 2015年 318 克標準煤/千瓦時降低到 310 克標準煤/千瓦時以下；到 2020 年煤電機組平均供電煤耗控制在每千瓦時 310 克以下，其中新建機組控制在 300 克以下，二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放濃度分別不高于每立方米 35 毫克、50 毫克、10 毫克[3]。鍋爐是一種重要的燃煤動力設(shè)備，因為鍋爐運行穩(wěn)定、可靠，作為生產(chǎn)用能和生活用熱的重要熱量來源[4]。其中挖掘鍋爐節(jié)能潛力的核心是提高鍋爐各個換熱設(shè)備和整體傳熱效率，將燃煤的熱值最大限度的轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能。煤的成分中含有灰分，含量一般為 10-20%左右，，一些劣質(zhì)的煤炭的灰分甚至?xí)^ 30%。燃燒煤過程所產(chǎn)生的飛灰顆粒，這些灰分大約 90%為飛灰，隨煙氣帶到各受熱面。經(jīng)常隨煙氣流途經(jīng)鍋爐的各個受熱面時，無法避免地的沉積在鍋爐受熱面管道表面，一般將這種現(xiàn)象稱為積灰或結(jié)渣。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM621.2;X773

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李鵬;胡小梅;;火電廠鍋爐吹灰設(shè)備應(yīng)用情況及建議[J];新疆電力技術(shù);2011年04期

2 曹勤峰;崔巍;;鍋爐吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J];浙江電力;2015年04期

3 楊勇;;堿爐吹灰系統(tǒng)改造[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年13期

4 倪敏;魏向國;;火電廠吹灰運行系統(tǒng)操作方式優(yōu)化的研究與實現(xiàn)[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2013年13期

5 李凱;王r

本文編號：2664157