電工杯數(shù)學(xué)建模論文1

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1、第一頁(yè)答卷編號(hào):論文題目：鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行問題姓名專業(yè)、班級(jí)有效聯(lián)系電話參賽隊(duì)員1唐浩洋12級(jí)信息與計(jì)算科學(xué)（2）班18380460831參賽隊(duì)員2伊炯科12級(jí)信息與計(jì)算科學(xué)（2）班15397618216參賽隊(duì)員3廖秀梅12級(jí)信息與計(jì)算科學(xué)（2）班18228022042指導(dǎo)教師：蒲俊參賽學(xué)校：西華大學(xué)證書郵寄地址及收件人：成都市鄲縣西華大學(xué)2012級(jí)信科2班廖秀梅第二頁(yè)答卷編號(hào):閱卷專家1閱卷專家2閱卷專家3論文等級(jí)摘要本文解決了鍋爐運(yùn)行優(yōu)化問題。針對(duì)問題一，根據(jù)參考書的知識(shí)得到了排煙熱損失乞，化學(xué)不完全燃燒熱損失①，

2、機(jī)械不完全燃燒熱損失務(wù)的計(jì)算公式，得到了過量空氣系數(shù)、飛灰含碳量與（么+的+偽）的二元函數(shù)關(guān)系，進(jìn)行擬合后得到過量空氣系數(shù)與（血+如+么）的函數(shù)關(guān)系式，并且模型運(yùn)用殘差分析和相對(duì)誤差分析進(jìn)行檢驗(yàn),精度達(dá)到99%以上，進(jìn)而利用matlab求（①+如+如）的最小值對(duì)應(yīng)的過量空氣系數(shù)值，即最佳過量空氣系數(shù)。針對(duì)問題二，查資料得到么的值，查詢相關(guān)書籍推導(dǎo)岀了條的計(jì)算公式。使用反平衡計(jì)算方式，利用問題一所得出的結(jié)果，就求得了鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。并得到了一個(gè)鍋爐效率與過量空氣系數(shù)的關(guān)系圖。針對(duì)問題三，運(yùn)用了單位制屮

3、各個(gè)單位的相互關(guān)系，將物理單位問題數(shù)學(xué)化,得到了單位時(shí)間各個(gè)部分能量的輸入（或輸出）的計(jì)算公式。運(yùn)行參數(shù)（溫度、壓強(qiáng)等）決定各能量對(duì)應(yīng)的焙值，由于流量給定不變，也就決定了能量的大小。輸入的能量與未被利用的能量決定了鍋爐效率。針對(duì)問題四：通過查閱資料，分析導(dǎo)致各種能量損耗的因素，這些因素對(duì)鍋爐效率的影響程度不同，分別討論，得到了針對(duì)各項(xiàng)因素的優(yōu)化方案。關(guān)鍵詞：鍋爐優(yōu)化運(yùn)行擬合鍋爐效率一?問題的提出鍋爐是火力發(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

4、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：7如=4=#xioo=ioo-（込+弘+如+%+%），%（1）式中％.=尋><100（心1,2,???,6）分別表示有效利用熱如、排煙熱損失％、化學(xué)不（或可燃?xì)?體未）完全燃燒熱損失心、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失么、散熱損失弘和灰渣物理熱損失06°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)雜過程，影響參數(shù)眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參

5、數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。目前，在國(guó)內(nèi)常常利用在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差（或耗差）分析，來提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但由于無法進(jìn)行煤質(zhì)和灰渣含碳量的在線分析，現(xiàn)在還做不到鍋爐效率的在線監(jiān)測(cè)，這給鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化帶來很大困難。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行屮，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，超過的部分稱為過量空氣量，過量空氣系數(shù)是指實(shí)際空氣量匕與理論空氣量％之比。過量空氣系數(shù)直接影響排煙熱損失①、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失弘、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失％（如圖1）。可見，當(dāng)爐膛出口過量空氣系數(shù)增加時(shí)，如+如+偽

6、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)稱為最佳過量空氣系數(shù)。以300MW鍋爐為例進(jìn)行分析（鍋爐參數(shù)見附錄1）。由于過量空氣系數(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C〃與過量空氣系數(shù)的關(guān)系。請(qǐng)對(duì)以下問題進(jìn)行研究：1?確定鍋爐運(yùn)行的最佳過量空氣系數(shù)；2.給出鍋爐效率與過量空氣系數(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)行方法。二.模型假設(shè)[1]假設(shè)鍋爐正常工作，設(shè)備無任何故障[2]水，煤量充足，鍋爐運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)資源短缺[3]工作人員不

7、會(huì)出現(xiàn)怠工現(xiàn)象[4]題目屮給出的數(shù)據(jù)都是正確的[5]鍋爐齊部分溫度能均勻緩慢上升三.符號(hào)說明hpy——排煙的焰，%hlk——理論冷空氣焰，%a——過量空氣系數(shù)怙——干煙氣容積，%co——co容積占干煙氣容積百分?jǐn)?shù)，％cy——碳含量sv——硫含量Ay——灰分，％飛灰中灰量占入爐煤灰量的質(zhì)量百分率，％Cfll飛灰含碳量dlz一一爐渣中灰量占入爐煤灰量的質(zhì)量百分率，％Clz——爐渣中可燃物含量百分率，%由公式I,II和相關(guān)數(shù)據(jù)得的二2168-3x2620432.72（100?么）4.1問題一：確定鍋爐運(yùn)行的最佳過量空氣系數(shù)

8、(1)分析4.1.1過量空氣系數(shù)d與排煙熱損失的的關(guān)系根據(jù)相應(yīng)書籍⑴推導(dǎo)，得到了排煙熱損失么的計(jì)算公式:疔泊叫違絕㈣"％⑴查資料查表⑴得饑=2168,俎=26鍋爐輸入熱量Q的計(jì)算公式叫0二339xCv+1030X/T-109X（0V-Sy）-25xWv（2）根據(jù)附錄一的相關(guān)數(shù)據(jù)可以算出Q.二20432.72其中％?——排煙的焰，%hlk——理論