電站鍋爐燃煤結(jié)渣預(yù)測模型及診斷軟件的研究
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本書以電站鍋爐燃煤結(jié)渣為主題,主要研究電站鍋爐的結(jié)渣機(jī)理及結(jié)渣過程。從煤質(zhì)的單項指標(biāo)入手,建立煤種在電站鍋爐結(jié)渣的靜態(tài)預(yù)測模型,分析鍋爐運行過程中的動態(tài)結(jié)渣判斷方法,討論運行鍋爐防止結(jié)渣的措施,建立鍋爐動態(tài)結(jié)渣預(yù)測模型。鍋爐吹灰是防止結(jié)渣的重要手段,本書推導(dǎo)并建立了受熱面最佳吹灰周期模型。
本書還研究了利用多種因素建立鍋爐結(jié)渣的綜合預(yù)測模型。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論,建立了幾個綜合預(yù)測模型:單一煤種的結(jié)渣預(yù)測模型CSM1,該模型可為現(xiàn)場購煤提供參考;混煤結(jié)渣判斷模型CBM2,該模型可為現(xiàn)場配煤、鍋爐混煤優(yōu)化燃燒提供依據(jù);運行鍋爐結(jié)渣判斷模型BMM3,利用該模型可為現(xiàn)場優(yōu)化運行提供幫助。隨后利用編程工具將各種模型用計算機(jī)來實現(xiàn),為生產(chǎn)現(xiàn)場提供燃煤鍋爐預(yù)測軟件。最后,本書還對鍋爐結(jié)渣的研究方向進(jìn)行了展望。
本書可以供動力類科技工作者參考,尤其是供電廠運行人員參考借鑒,也可作為大中專院校能源類專業(yè)學(xué)生的參考用書。
力求從不同的角度,用不同的學(xué)術(shù)觀點對鍋爐結(jié)渣的原因進(jìn)行分析。
用不同的方法對鍋爐結(jié)渣進(jìn)行預(yù)測判斷,力求對電站燃煤鍋爐結(jié)渣預(yù)測和判斷有較全面的認(rèn)識。
通過幾個典型的電站鍋爐結(jié)渣案例,分析結(jié)渣原因以及防止結(jié)渣的措施,以便同類機(jī)組進(jìn)行參考借鑒。
引 言
我國電站鍋爐大都以燃煤為主,燃煤鍋爐受熱面的狀態(tài),尤其是鍋爐受熱面以及爐膛的結(jié)渣,對電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著極其重要的影響。本書針對電站燃煤鍋爐的結(jié)渣問題進(jìn)行了深入探討研究,主要討論了以下問題:
(1)根據(jù)煤質(zhì)結(jié)渣特性,分析討論了煤質(zhì)的結(jié)渣機(jī)理以及在鍋爐內(nèi)的結(jié)渣過程。
(2)從不同的單項指標(biāo)入手建立判斷煤種在電站鍋爐結(jié)渣的靜態(tài)預(yù)測模型。
(3)分析鍋爐運行過程中的動態(tài)結(jié)渣判斷方法,討論了運行鍋爐防止結(jié)渣的措施。通過幾個典型鍋爐結(jié)渣案例,分析結(jié)渣原因以及防止結(jié)渣措施。鍋爐吹灰是防止結(jié)渣的重要手段,本書推導(dǎo)并建立了受熱面最佳吹灰周期模型。
(4)綜合多種因素研究預(yù)測燃煤鍋爐的結(jié)渣預(yù)測模型。分別討論了幾種預(yù)測結(jié)渣的綜合方法,如RTSQ法、Altmann法、溫度回歸計算等。
重點是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)了幾個綜合預(yù)測模型:單一煤種的結(jié)渣預(yù)測模型CSM1,該模型可為現(xiàn)場購煤提供參考;混煤結(jié)渣判斷模型CBM2,該模型可為現(xiàn)場配煤、鍋爐混煤優(yōu)化燃燒提供依據(jù);運行鍋爐結(jié)渣判斷模型BMM3,分析討論了鍋爐動態(tài)結(jié)渣指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn),利用模型BMM3可為現(xiàn)場優(yōu)化運行提供幫助。
(5)將鍋爐結(jié)渣預(yù)測模型編制成燃煤鍋爐結(jié)渣傾向預(yù)測軟件。根據(jù)入爐的煤質(zhì)特性數(shù)據(jù)和實際運行數(shù)據(jù),利用該軟件便可預(yù)測出煤種結(jié)渣傾向以及判斷鍋爐結(jié)渣狀況。
(6)本書還對鍋爐結(jié)渣的研究方向進(jìn)行了展望。
本書的特點之一是力求從不同的角度,用不同的學(xué)術(shù)觀點對鍋爐結(jié)渣的原因進(jìn)行分析;特點之二是用不同的方法對鍋爐結(jié)渣進(jìn)行預(yù)測判斷,力求對電站燃煤鍋爐結(jié)渣預(yù)測和判斷有較全面的認(rèn)識;特點之三是通過幾個典型的電站鍋爐結(jié)渣案例,分析結(jié)渣原因以及防止結(jié)渣的措施,以便同類機(jī)組進(jìn)行參考借鑒。
由于鍋爐結(jié)渣問題的復(fù)雜性,所以,本書通過對鍋爐結(jié)渣問題的討論和爭鳴,力圖為相關(guān)人員提供參考借鑒,方便人們對鍋爐結(jié)渣問題進(jìn)一步研究,以便達(dá)到燃煤電廠安全經(jīng)濟(jì)運行的目的。
由于作者理論水平有限、實踐經(jīng)驗的局限性以及資料的欠缺,本書難免存在不妥甚至錯誤的地方,祈望專家同行不吝賜教。
本書可以供動力類科技工作者參考,尤其是供電廠運行人員參考借鑒,也可作為大中專院校的能源動力類專業(yè)學(xué)生的參考用書。
第1章 鍋爐結(jié)渣的機(jī)理及其過程 1
1.1 背景資料 1
1.2 鍋爐結(jié)渣的機(jī)理及其過程 4
1.2.1 受熱面污染的幾個重要問題 4
1.2.2 爐內(nèi)污染的形成 6
1.2.3 對流受熱面積的積灰和結(jié)渣 8
1.2.4 鍋爐受熱方面的結(jié)渣機(jī)理 10
1.3 主要內(nèi)容與目的 11
1.3.1 主要內(nèi)容 11
1.3.2 目的 12
第2章 燃煤鍋爐結(jié)渣的靜態(tài)預(yù)測 14
2.1 根據(jù)煤灰的成分特性來預(yù)測 14
2.1.1 根據(jù)鐵含量來預(yù)測 14
2.1.2 堿金屬含量預(yù)測 17
2.1.3 根據(jù)煤灰中的氯的含量 19
2.1.4 利用煤灰的硅比G 19
2.1.5 根據(jù)灰中的堿/酸(B/A)比 20
2.1.6 酸堿性比與硅鋁比的乘積預(yù)測結(jié)渣 21
2.1.7 根據(jù)硫份預(yù)測結(jié)渣 22
2.1.8 用污染指數(shù)Rf 22
2.2 用煤灰物理特性對結(jié)渣傾向進(jìn)行預(yù)測 23
2.2.1 煤灰熔化的溫度 23
2.2.2 灰渣粘溫特性評判煤質(zhì)結(jié)渣傾向 33
2.2.3 用煤灰的燒結(jié)強(qiáng)度預(yù)測 36
2.2.4 類試燒判斷法 37
2.2.5 根據(jù)焦渣比預(yù)測 38
2.3 非常規(guī)判斷方法 38
2.3.1 根據(jù)煤中的鐵含量判斷結(jié)渣 38
2.3.2 相圖法 44
2.3.3 熱顯微鏡法 46
2.4 小結(jié) 47
第3章 鍋爐結(jié)渣的動態(tài)判斷及防止措施 48
3.1 爐膛結(jié)渣的動態(tài)判斷 48
3.1.1 運行鍋爐結(jié)渣判斷的依據(jù) 48
3.1.2 運行鍋爐結(jié)渣的判斷方法 51
3.2 運行中防止鍋爐結(jié)渣的措施 59
3.2.1 我國鍋爐結(jié)渣的狀況 59
3.2.2 爐膛結(jié)渣及出口粘灰的特征 60
3.2.3 選擇較低的爐膛熱負(fù)荷 60
3.2.4 合理的爐內(nèi)溫度水平 63
3.2.5 爐膛內(nèi)合理燃燒氣氛 65
3.2.6 良好的爐內(nèi)空氣動力場 65
3.2.7 加強(qiáng)燃燒調(diào)節(jié)——合理配風(fēng) 68
3.2.8 進(jìn)行混煤的燃燒 68
3.2.9 合理的吹灰 68
3.2.10 最佳吹灰周期的確定 72
3.2.11 其他方面 77
3.2.12 鍋爐結(jié)渣案例分析 77
3.3 小結(jié) 87
第4章 燃煤鍋爐結(jié)渣的綜合判斷 89
4.1 單一指標(biāo)判斷結(jié)渣的局限性 89
4.2 煤灰的熔化溫度回歸算法 90
4.3 綜合判斷指數(shù)R 91
4.4 RTSQ判別法 93
4.5 Altmann結(jié)渣判斷模型 96
4.6 模糊綜合判斷 97
4.6.1 模糊評判的數(shù)學(xué)原理 97
4.6.2 單一煤中結(jié)渣傾向判斷模型 98
4.6.3 混煤結(jié)渣傾向的判斷模型 100
4.6.4 分析討論 106
4.7 運行鍋爐結(jié)渣的綜合判斷模型 107
4.8 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合預(yù)測法 109
4.9 鍋爐結(jié)渣診斷與監(jiān)控 110
4.10 小結(jié) 111
第5章 鍋爐結(jié)渣預(yù)測軟件 113
5.1 前言 113
5.2 軟件的設(shè)計 113
5.3 軟件編碼和測試 115
5.4 主要模塊功能 115
5.5 軟件主要特點 121
5.6 討論 121
第6章 總結(jié)與展望 123
6.1 總結(jié) 123
6.2 展望 124
參考文獻(xiàn) 127
后記 132