本文關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床全工況實時動態(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　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,這同實際物理現(xiàn)象是一致的。

(4)進風量與爐膛內(nèi)壓降的耦合特性

循環(huán)流化床是煙風流體回路上的一個阻力部件,當其操作條件變化時,爐膛壓降會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致回路流量變化。進風量與壓降的耦合計算原理比較簡單,但數(shù)學(xué)表達較煩瑣,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程,此時,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題之一。由于方程(2)描述的流化床內(nèi)殘?zhí)紕討B(tài)積累和動力學(xué)燃燒的本質(zhì)特性,而“脈沖”與否,不過是影響床料中總碳質(zhì)量的補充而已,因此方程(2)完全適用于脈沖給煤過程的描述。

(4)顯然,啟動過程的第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、停機、可能的事故等過程。由于正常工況模型是從機理角度建立的,這就使得我們有可能使用同一套數(shù)學(xué)模型來描述這些特殊過程。下面,例,3.1情況的疊加,3)描述。3.,逐步,增加啟動燃燒器的燃油量,,再逐步將燃油量減為零。停機過程模擬的難點在于描述在給煤停止后,床料內(nèi)的殘?zhí)贾饾u燃盡、床料溫度和鍋爐負荷緩慢降低的過程。由于本模型建立了殘?zhí)紕恿W(xué)燃燒和動態(tài)積累機制以及動態(tài)物料和能量平衡機制,停機過程的模擬沒有超出模型的適用范圍。

同樣道理,諸如“塌床”、“水冷壁爆管”等事故過程也可以使用同一套動態(tài)方程組來描述,只需改動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)動態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了使用一套機理方程描述循環(huán)流化床啟動、停機、事故及正常運行的全工況過程。

個階段:

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

(2)加熱床料:點燃啟動燃燒器(油槍),利用熱煙氣將床料加熱到一定溫度;

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

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

3.2　啟動過程建模分析

分析上述過程,不難發(fā)現(xiàn),啟動過程各個階段的本質(zhì)物理機理和正常運行過程完全一致,可以用基本相同的方程形式表達,具體分析如下:

(1)床料添加過程本質(zhì)上還是固體物料在流化床內(nèi)的動態(tài)積累過程,可以看作是式(1)的一個特例。此時,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表達為:

=BI-FLdΣ

(4)

I

[2]

4　模型實時性和多工況特性吻合

在解決了循環(huán)流化床動態(tài)過程模擬的原理問題后,實現(xiàn)實時仿真培訓(xùn)的另一個技術(shù)關(guān)鍵是模型計算速度(實時甚至超實時)和靜態(tài)點與多工況設(shè)計數(shù)據(jù)的吻合問題。

經(jīng)過深入的考慮和研究,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)因素與負荷變化過程的作用關(guān)系,從而同時解決了提高計算速度以及仿真結(jié)果與多工況設(shè)計數(shù)據(jù)精確吻合的關(guān)鍵問題。在前述鎮(zhèn)海煉化的循環(huán)流化床培訓(xùn)仿真機中,本模型在100%,90%,70%和40%的負荷點上,與設(shè)計數(shù)據(jù)精確吻合,而且工況間過渡過程趨勢正確,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)添加一項燃

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