440 t/h循环流化床锅炉整体动态模型及仿真

建立循环流化床锅炉的整体动态模型对循环流化床锅炉设计、生产优化、自动控制系统的开发研究等有至关重要的影响.本文在综合分析循环流化床锅炉床温和汽包压力的动态特性的基础上,采用集中参数化的方法,分别建立了燃烧系统模型和汽水系统模型;并通过炉膛传热量,将燃烧系统模型和汽水系统模型结合起来,从而建立了以给煤、一、二给风为输入变量的循环流化床锅炉的整体动态模型.并对所建立的模型方程进行仿真,结果分析证实了该模型的正确性.     

循环流化床锅炉动态模型与仿真

循环流化床 ( CFB)燃烧是一项高效、低污染的技术。建立了 CFB锅炉的动态数学模型。模型沿气体和固体的主要流动方向将流化床系统划分成连续的一系列小室 ,在每一小室内对各物质建立质量和能量的非稳态方程。同时 ,模型考虑了气固两相流动、煤颗粒燃烧、SOx、NOx 的生成与还原反应及受热面上的热传递。对一台 3 5 t/h CFB锅炉进行了动态仿真计算。计算结果表明 :该模型可以准确反映所仿真锅炉的动态特性。该模型可以预测锅炉特性 ,为设计和运行提供指导 ;可用于开发模拟培训仿真器 ;还可以为控制策略的选择和控制系统的设计提供指导     

410t／h Pyroflow循环流化床锅炉流动过程数学模型

采用小室模型建立了引进４１０ｔ／ｈ Ｐｙｒｏｆｌｏｗ循环流化床锅炉燃烧系统的流动过程数学模型。模型模拟了循环流体床内的“核心－环”流动结构,考虑了给料爆裂,固体颗粒摩损以及床料的宽筛分特性。数值仿真结果表明该循环流化床锅炉具有流动性能,高温旋风分离器分离效率高的特点。     

循环流化床锅炉动态仿真试验平台研制

针对循环流化床燃烧与运行的本质特点,建立了以床内全部未燃烬碳为对象的残碳动力学燃烧及动态能量平衡数学模型,加上以排渣量为主动操作量的动态物料平衡模型、考虑流化床压降与风量间相互作用的复合压降模型、以及有关流动参数及传热系数分布特性的考虑,构成了基本反映循环流化床本质特性的完整动态数学模型.借助先进图形化建模工具,建立了包括流化床燃烧系统、蒸汽发生器系统和各种辅助系统在内的循环流化床锅炉系统仿真平台,并为控制策略研究和控制系统测试设置了必要的接口.仿真计算及实验验证了模型及平台的正确性及实时性.     

循环流化床锅炉床温动态建模与仿真

在分析了循环流化床锅炉床内温度动态特性的基础上，通过对循环流化床锅炉动态特性的主导过程-动态物料平衡．动态残碳量平衡以及动态能量平衡以及辅助过程-氧气浓度平衡，焦炭颗粒能量平衡的描述，建立了以给煤、一次风、二次风和排渣为输入变量的动态模型．结合某220t／h循环流化床锅炉的现场数据．采用MATLAB6．5软件对所建模型进行了连续脉冲动态仿真和实时仿真，连续脉冲动态仿真结果可以很好地反映输入脉冲变量发生变化时床温的动态响应情况．实时仿真结果与现场采集到的数据能够很好吻合．     

循环流化床锅炉变工况下的传热系数计算

为了提高循环流化床锅炉变工况下传热计算的精度,克服现有的关于炉内平均传热系数模型的不确定性,针对75 t/h循环流化床锅炉,依据在大量变工况试验的基础上所获得的不同负荷下沿炉膛高度的固体物料浓度分布,建立了变工况下分三区计算的传热模型。该传热模型正确反映了炉膛上部过渡区和稀相区平均固体物料浓度随循环流化床锅炉运行主导因素的变化规律。计算结果表明:依据三区传热模型计算的各区温度与试验运行值在各个工况下都吻合较好,该结果为循环流化床锅炉的动态特性研究和仿真研究提供了技术支持。     

基于Aspen平台的Oxy-CFB燃烧侧动态特性模拟

以某循环流化床富氧燃烧中试系统为模拟对象,借助Aspen Plus流程模拟软件搭建了Oxy-CFB燃烧系统的稳态模型.在此基础上针对动态过程模拟进行改进,并利用Aspen Dynamics平台建立了该燃烧系统的动态模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证.基于动态模型对Oxy-CFB床温以及燃烧排放产物中二氧化碳、氧气、一氧化碳、一氧化氮等进行了仿真研究.研究表明,基于Aspen平台的动态过程模拟为Oxy-CFB锅炉燃烧系统的动态特性分析提供了新的研究手段,模拟所得的床温及烟气各组分随给煤量、一次风量阶跃变化的动态响应规律可为今后Oxy-CFB燃烧系统的控制设计提供重要依据.     

差速循环流化床的数学模型研究

介绍了差速循环流化床,即利用不同气速下飞灰携带率的差异,使燃烧室内具有３个不同的气速区,形成飞灰在燃烧室的内循环,构成差速内循环。针对差速循环流化床的结构及特有形式,采用小室模型的方法,对炉内煤的燃烧及其物理、化学反应过程进行了相应的仿真计算。模型结构为模块化方式,分为流动、传热、燃烧及求解等部分;而差速循环流化床的模型又可作为一个整体模块,成为联合循环系统的一部分,为其性能预测及结构设计提供仿真计算。清华大学热能工程系根据现有技术及锅炉设备于１９９２年提出差速循环流化床的构想并获得了专利。     

JSSC系统下440t/h循环流化床锅炉建模与仿真

以某发电厂440 t／h循环流化床锅炉为仿真对象,基于JSSC仿真支撑系统,建立了CFB锅炉燃烧系统的仿真模型,包括流动模型、燃烧模型、传热模型等．模型的仿真结果能正确反映循环流化床锅炉的实际运行及控制情况,同时也证明JSSC仿真支撑系统建模的可靠性．     

440t／h循环流化床锅炉汽冷式旋风分离器动态仿真

以440t／h循环流化床锅炉汽冷式旋风分离器为研究对象，建立了对象的动态数学模型．在数学模型的基础上，采用高级连续系统仿真语言（ACSL）建立了对象的仿真模型．通过仿真试验及分析，证明了模型的正确性，该模型能为旋风分离器的运行及优化设计提供一定的理论指导．     

循环流化床锅炉传热特性分析

作为循环流化床锅炉整体数学模型和控制系统研究工作的一部分,结合环核结构的流动数学模型,建立了循环流化床锅炉的传热数学模型,对对流传热系数和辐射传热系数随炉膛高度的变化情况以及运行参数改变对循环流化床锅炉传热特性的影响进行了仿真研究,仿真结果表明,一二次风配比的改变和过量空气系数的改变都会使循环流化床锅炉的传热系数改变,但对对流传热系数的影响更大一些,即传热系数与辐射传热份额的变化方向相反。     

循环流化床锅炉吸热量在线预测模型

基于图像处理的实时性和快速性,提出了一种循环流化床锅炉吸热量在线预测模型,建立了锅炉吸热量与火焰温度及其黑度的数学模型.从CCD探测器捕捉到的火焰图像中计算出火焰温度及其黑度,根据预测模型就可得出锅炉的吸热量.在480t/h超高压循环流化床（CFB）锅炉上安装了可视化在线检测系统并进行了模型验证试验.试验结果显示该模型...     

A Revised CFB Wall-to-suspension Heat Transfer Model

Based on the Cluster Renewal Model of the particle motion in a CFB riser, a revised heat transfer model is developed, which introduces the latest research results of the hydrodynamics of the suspension flow in CFB. This model divides the heat transfer into two parts, which are due to the transient heat conduction by the covered clusters and the convection between the uncovered wall and the dispersed phase. Radiation at high temperature is regarded as being additive. The fraction of the covered wall by clusters is revised by a new formula, which is a function of the operating condition and the particle properties. The radiation between the dispersed phase and the uncovered wall includes not only the direct radiation to the uncovered wall, but also the radiation to the clusters and then reflected to the uncovered wall. Calculation was carried out for the CFB heat transfer model. The results were compared with the published typical experimental data of other researchers and showed a good agreement between them.     

Two-Phase Flow Modeling in a Single Closed Loop Pulsating Heat Pipes

Mathematical modeling of pulsating heat pipes through 'first’ principles is a contemporary problem which remains quite elusive. Simplifications and assumptions made in all the modeling approaches developed so far render them unsuitable for engineering design. In this paper, a more realistic modeling scheme is presented which provides considerable try for thought toward the next progressive step. At high enough heat flux level, closed loop pulsating heat pipes experience a bulk internal unidirectional fluid circulation. Under such a condition, conventional two-phaseflow modeling in capillary tubes may be applied. This has been attempted for single-loop PHPs. A homogeneous model and a separated two-fluid flow model based on simultaneous conservation of mass, momentum and energy, have been developed for an equivalent 'open flow' system. The model allows prediction of two-phase flow parameters in each subsection of the device thereby providing important insights into its operation. The concept of 'void fraction constraint'in pulsating heat pipe operation is introduced and its relevance to future modeling attempts is outlined.     

CFB锅炉内等密度颗粒的分层模型研究

CFB锅炉的床料由碳，灰，脱硫剂等具有不同密度，宽筛分的颗粒构成，因此分层现象很普遍。颗粒的终端速度对于颗粒分层（segregation）具有十分重要的影响，本利用终端速度表示不同粒径，不同密度的颗粒的分层倾向，提出一模型来描述CFB整个炉膛内颗粒分层现象，并通过最优化已有的实验数据，推导出分层参数的经验式。     

循环流化床中颗粒团浓度沿轴向的分布

循环流化床中存在分散固体颗粒的连续上升气相和相对紧密的颗粒团两部分．颗粒团聚物对气固两相流动、传热和反应等行为有重要影响．通过拟Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ动力学理论研究循环流化床中聚团流动的颗粒数份额沿轴向床高的分布,分析和讨论了气体表观流速、固体循环率等对聚团流动的颗粒数份额沿轴向分布的影响．所得结果可为深入研究循环流化床内气固传热传质和反应模型提供理论基础．     

离心流化床的连续介质模型

基于连续介质理论建立了离心流化床内气固两相运动和热质传递的物理模型，对控制方程中的各项进行了分析，提出了相应的本构方程，获得了描述离心流化床中气固运动规律和能量传递规律的闭合方程组。初步计算结果与实验结果吻合得很好，为离心流化床的进一步理论和实验研究奠定了基础。