基于風(fēng)粉監(jiān)測的煤粉鍋爐燃燒工況動(dòng)態(tài)仿真與操作優(yōu)化專家系統(tǒng)研究.pdf

1、四角切圓燃燒煤粉鍋爐的燃燒監(jiān)測與仿真優(yōu)化專家系統(tǒng)(簡稱CMSOES:the Combustion Monitoring and Simulation & Optimization Expert System)的研究,對增強(qiáng)鍋爐運(yùn)行監(jiān)測手段,提高監(jiān)控質(zhì)量,優(yōu)化操作制度,達(dá)到節(jié)能降耗的目的具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義.該文針對切圓燃燒煤粉鍋爐在燃燒監(jiān)測與診斷方面普遍存在的不足,在廣泛查閱文獻(xiàn)資料和對現(xiàn)有技術(shù)手段進(jìn)行充分論證比較的基礎(chǔ)上,從生產(chǎn)實(shí)際

2、需要和經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度出發(fā),應(yīng)用數(shù)字化軟測量技術(shù)和數(shù)值仿真技術(shù),對風(fēng)粉在線監(jiān)測與燃燒工況動(dòng)態(tài)仿真及操作優(yōu)化指導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行了較全面的研究與開發(fā).主要工作包括:1.通過對現(xiàn)有技術(shù)手段進(jìn)行充分的論證比較,選用可靠性和經(jīng)濟(jì)性均較好的"動(dòng)壓法"和"能量法"軟測量技術(shù),對鍋爐四角一、二次風(fēng)各噴口風(fēng)量與風(fēng)速及各個(gè)一次風(fēng)所輸送的煤粉流量進(jìn)行在線測定,并對傳統(tǒng)的"能量法"測量模型進(jìn)行了完善和修正,提高了測量精度和系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性.2.應(yīng)用k-ε雙方程氣相湍流模

3、型、Lagrangian顆粒相隨機(jī)軌道模型、雙揮發(fā)熱解模型、k-ε-f-g氣相燃燒模型、Gibb多孔炭粒燃燒模型以及混合有限差分格式、多塊非均勻結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)與SIMPLEC算法,利用計(jì)算流體力學(xué)軟件CFX4.3,對煤粉爐內(nèi)速度場、溫度場、濃度場以及燃燒釋熱場進(jìn)行了多場耦合計(jì)算,并應(yīng)用實(shí)測值檢驗(yàn)了仿真結(jié)果的可靠性,進(jìn)而全面系統(tǒng)地研究了各種操作參數(shù)對爐內(nèi)燃燒狀況(溫度場)的定量影響規(guī)律.3.提出了基于風(fēng)粉在線監(jiān)測的爐內(nèi)燃燒工況二重?cái)?shù)值

4、仿真方法,通過將爐內(nèi)溫度分布直接與操作參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)(建立了相應(yīng)的解析模型),解決了將離線數(shù)值計(jì)算結(jié)果向在線動(dòng)態(tài)仿真過程的移植問題,實(shí)現(xiàn)了對爐內(nèi)溫度場的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,并達(dá)到了必要的精度,有效地實(shí)現(xiàn)了對爐內(nèi)燃燒狀況的監(jiān)測與診斷,進(jìn)而可有效地指導(dǎo)操作參數(shù)的調(diào)整.4.根據(jù)風(fēng)粉在線監(jiān)測結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場工藝專家和操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用深淺兩個(gè)層次的知識(shí)和模糊理論,建立了風(fēng)粉監(jiān)測系統(tǒng)的故障診斷專家系統(tǒng)、最佳風(fēng)煤比的計(jì)算推理模型和操作參數(shù)優(yōu)化指導(dǎo)模糊專