電工杯數(shù)模競(jìng)賽論文

《電工杯數(shù)模競(jìng)賽論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、第一頁(yè)答卷編號(hào)：論文題目：鍋爐的優(yōu)化問(wèn)題姓名專(zhuān)業(yè)、班級(jí)有效聯(lián)系電話(huà)參賽隊(duì)員1錢(qián)劉宸參賽隊(duì)員2王亞堃參賽隊(duì)員3李新宇指導(dǎo)教師：參賽學(xué)校：西北工業(yè)大學(xué)證書(shū)郵寄地址及收件人：第二頁(yè)答卷編號(hào)：閱卷專(zhuān)家1閱卷專(zhuān)家2閱卷專(zhuān)家3專(zhuān)家簽字摘要鍋爐是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，在現(xiàn)代電站中，鍋爐效率是反映鍋爐運(yùn)行狀況好壞的主要性能指標(biāo),但是由于設(shè)備和運(yùn)行的原因，鍋爐的實(shí)際熱效率只能達(dá)到設(shè)計(jì)效率的80%左右，大大降低了能源的利用率。本文主要針對(duì)如何提升鍋爐效率，促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了分析與討論，并在此基礎(chǔ)上提出使其優(yōu)化的方法。在問(wèn)題一中，我們通過(guò)圖1可以發(fā)現(xiàn)，q2與α成正相關(guān)，q3、q4

2、與α成負(fù)相關(guān)，因此，我們考慮（補(bǔ)充上證明函數(shù)式運(yùn)用的方法），分別求出q2、q3、q4與α之間的函數(shù)表達(dá)式，由于q=q1+q2+q3占全部熱損失的80%左右，因此可以認(rèn)為，當(dāng)q最小時(shí)，即是鍋爐運(yùn)行中的最佳過(guò)量空氣系數(shù)α，根據(jù)函數(shù)求導(dǎo)法則可以計(jì)算出α的值為（？）。一、問(wèn)題重述鍋爐是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其效率直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)代電站中，反映鍋爐運(yùn)行狀況好壞的主要性能指標(biāo)是鍋爐效率。按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電站性能試驗(yàn)規(guī)程（GBPTC），電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率，即：，％（1）式中分別表示有效利用熱、排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或

3、固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失。促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗的重要手段之一是對(duì)鍋爐機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析，進(jìn)而優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)。鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過(guò)程，影響參數(shù)眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。目前，在國(guó)內(nèi)常常利用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差（或耗差）分析，來(lái)提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但由于無(wú)法進(jìn)行煤質(zhì)和灰渣含碳量的在線(xiàn)分析，現(xiàn)在還做不到鍋爐效率的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，這給鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化帶來(lái)很大困難。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過(guò)的部分稱(chēng)為過(guò)量空氣量，過(guò)量空氣系數(shù)是指實(shí)際空氣量與理論空氣量之比

4、。過(guò)量空氣系數(shù)直接影響排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失（如圖1）。可見(jiàn)，當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)增加時(shí)，先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對(duì)應(yīng)的空氣系數(shù)稱(chēng)為最佳過(guò)量空氣系數(shù)。以300MW鍋爐為例進(jìn)行分析（鍋爐參數(shù)見(jiàn)附錄1）。由于過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失影響較小，故可視為常數(shù)處理。附錄2給出了實(shí)測(cè)飛灰含碳量與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系。圖1過(guò)量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān)系曲線(xiàn)請(qǐng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行研究：1．確定鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)；2．給出鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系；3．研究鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響；4．探討鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行

5、方法。二、基本假設(shè)1、本題附錄中所給出的各類(lèi)數(shù)據(jù)真實(shí)可信。2、僅探究本題所給出的參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響，而不考慮其他額外因素。3、由于過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失（q3）影響較小，故可視為常數(shù)處理。三、符號(hào)說(shuō)明各符號(hào)及其含義見(jiàn)表1.表1符號(hào)含義說(shuō)明符號(hào)含義四、問(wèn)題引入與分析4.1問(wèn)題背景的理解鍋爐是火力發(fā)電廠必不可少的設(shè)備,為了提高鍋爐效率,以最小的經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)盡可能的節(jié)約能源損耗,許多廠家都致力于這方面的研發(fā)。我們的目標(biāo)就是根據(jù)題目中所給出的條件和數(shù)據(jù)五、模型的建立與求解5.1問(wèn)題一5.1.1模型一的建立在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中,為了保證燃料能夠盡可能地

6、完全燃燒,以得到較高的燃燒溫度,其空氣供給量必須比理論計(jì)算空氣供給量V0多一些,稱(chēng)實(shí)際空氣供給量Vk。實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值就稱(chēng)之為過(guò)量空氣系數(shù)α，即α=Vk／V0.由題目可知，過(guò)量空氣系數(shù)主要與各類(lèi)熱損失有關(guān)，包括q2（排煙熱損失）、q3（化學(xué)不完全燃燒熱損失）、q4（機(jī)械或固體不完全燃燒熱損失）。我們通過(guò)觀察題目給出的圖像發(fā)現(xiàn)，q2與α成正相關(guān)，q3、q4與α成負(fù)相關(guān)，因此，我們考慮（？），分別求出q2、q3、q4與α之間的函數(shù)表達(dá)式，由于q=q1+q2+q3占全部熱損失的80%左右，因此可以認(rèn)為，當(dāng)q最小時(shí)，即是鍋爐運(yùn)行中的最佳過(guò)量空氣系數(shù)α，根據(jù)函數(shù)求導(dǎo)法則可

7、以計(jì)算出α的值為（？）。首先，對(duì)于排煙熱損失q2與α的關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式【1】：q2=（0.5+3.5α）*（tpy-tk）（1）tpy——排煙空氣溫度，℃；tk——冷空氣溫度，℃；可以看出在保證燃料完全燃燒的前提下，為了得到較低的排煙溫度，應(yīng)盡可能的減少α，以減少q2的損失，提高鍋爐的熱效率。其次，對(duì)于化學(xué)不完全燃燒熱損失q3與α的關(guān)系：有q3=3.2aCO%（2）又CO={[21-（1+β）RO2]-O2}／（0.605+β）β——燃料特性系數(shù)，與燃料種類(lèi)有關(guān)β=2.35*(Har-0.126Oar+0.038