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第一页 答卷编号： 论文题目：锅炉的优化运行问题 参赛队员1参赛队员2参赛队员3 指 第二页 答卷编号： 阅卷专家1阅卷专家2阅卷专家3论文等级 PAGE \* MERGEFORMAT22 锅炉的优化运行问题 摘要 锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。因此在能源日益紧张的今天，优化锅炉运行和提高锅炉效率有重要意义。 对于问题1，为确定锅炉在接近额定功率（298MW）运行的最佳过量空气系数，我们通过（排烟热损失）和（机械不完全燃烧热损失）的代数表达式，求出与的和，求出和的最小值为3.8839，此时的值为1.1253。 对于问题2，我们利用了问题1中求出的与的表达式，并计算（化学不完全燃烧热损失）、(散热损失)、（灰渣物理热损失）的表达式，再利用公式得出锅炉效率关于的表达式。由表达式得出当在（1，1.3825）区间时，锅炉效率随增大而增大，在=1.3825时达到最大值93.73%，当继续增大时锅炉效率反而下降。 对于问题3，我们首先定性分析了不易量化的参数对效率的影响，再将可量化参数分别设置为变量，其余参数代入为最佳过量空气系数时的数值，以每个参数为自变量分别求出以锅炉效率为因变量的表达式，并画出图形，精确而直观表示锅炉效率与过量空气系数的关系。 对于问题4，我们通过问题3中参数对效率的影响，改进对效率影响较大的参数，从而改进效率。在制定优化运行方法时，还借鉴了资料，对实际运行中可能出现的一些问题做出了假设并制定了防治方案。不仅仅依赖理论依据并考虑了实际可行性，探讨出一些比较中肯的运行方法，可以运用于实际的锅炉发电。 关键字：过量空气系数 曲线拟合 优化模型 锅炉效率 一、问题重述 锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。按照中华人民共和国国家标准的电站性能试验规程（GB PTC），电厂锅炉采用反平衡计算锅炉效率，即： ，％ （1） 式中分别表示有效利用热、排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失、散热损失和灰渣物理热损失。 促进锅炉节能降耗的重要手段之一是对锅炉机组热力系统进行在线监测与分析，进而优化其运行参数。锅炉的运行是一个涉及化学反应、传热传质的复杂过程，影响参数众多，主要包括煤质参数、运行参数、设备状况和运行环境等。目前，在国内常常利用在线监测数据进行偏差（或耗差）分析，来提高锅炉运行的经济性。但由于无法进行煤质和灰渣含碳量的在线分析，现在还做不到锅炉效率的在线监测，这给锅炉的运行优化带来很大困难。 在锅炉的实际运行中，为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量，过量空气系数是指实际空气量与理论空气量之比。过量空气系数直接影响排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失（如图1）。可见，当炉膛出口过量空气系数增加时，先减少后增加，有一个最小值，与此最小值对应的空气系数称为最佳过量空气系数。以300MW锅炉为例进行分析（锅炉参数见附录1）。 由于过量空气系数对化学不完全燃烧热损失影响较小，故可视为常数处理。附录2给出了实测飞灰含碳量与过量空气系数的关系。 请对以下问题进行研究： 1．确定锅炉运行的最佳过量空气系数； 2．给出锅炉效率与过量空气系数的关系； 3．研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响； 4．探讨锅炉的优化运行方法。 二、问题分析 1、确定锅炉运行的最佳过量空气系数 根据图一 过量空气系数与热损失的关系曲线，过量空气系数主要通过、、影响热损失（其中视为常数）。即可通过相关公式导出以、 为变量的表达式，用matlab计算出+取最小值时的值，即为最佳过量空气系数。 2、给出锅炉效率与过量空气系数的关系 由表达式： %， 根据相关公式导入运行参数，得出锅炉效率与过量空气系数的关系。 3、研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响 由表达式： %， 求出锅炉效率的参数表达式，根据表达式首先定性分析相关参数对锅炉效率的影响，由此分析，忽略对锅炉效率影响甚微的因素，整理出需要研究的参数。再分别另某一参数为变量，其他参数值取附录给出数据或 为最佳过量空气系数时的值，导出以每个主要运行参数为变量的效率表达式，根据表达式画出参数与效率的关系图，并分析相关参数影响权重，得出结论。 探讨锅炉的优化运行方法 由3中得到的参数表达式求导，得到效率随每个参数的变化趋势，求得最优值。通过改进一些运行方法及环境条件使各个参数向最优值靠近。