电站锅炉低氮燃烧与高温受热面换热的联合模拟及分析

基于CFD和Matlab平台,建立660MW超临界切圆锅炉炉内燃烧与高温受热面换热的耦合模型。针对不同管屏形状特点,提出Fluent结构和非结构化网格与Matlab离散微元的映射方法,实现了高温受热面壁温在风烟侧和汽水侧的迭代计算。模拟预测值和变工况趋势与锅炉热态试验吻合较好。结果表明,锅炉满负荷运行时,上调SOFA风摆角能降低化学未完全燃烧损失且抑制NO_x的生成,但燃尽风在炉内的消旋长度也减小,导致水平烟道烟温偏差和受热面局部高温区面积增加,使高温再热器炉内最高壁温难以始终维持在材料许用温度以内,对机组长期运行的安全性会产生影响。建议锅炉在以高效、低NO_x生成为燃烧优化目标的同时,兼顾运行调整对高温受热面壁温的影响。

计及先验知识及烟温偏差约束的四角切圆锅炉燃烧优化

对某660 MW切圆燃烧锅炉进行了单因素调整试验。基于试验数据,建立强化趋势学习的先验支持向量机(先验SVR)模型,实现了CO、飞灰含碳量、NO_x浓度、烟温偏差等参数的软测量。结果表明,先验SVR模型比基于交叉验证法的PSO-SVR模型具有更好的泛化能力,建模平均相对误差降低2%左右,能正确地描述燃烧特性。在此基础上,采用多目标遗传优化算法,计算不同烟温偏差限值条件下的锅炉效率最高、NO_x最低的Pareto前沿线,推荐运行方式的烟温偏差较传统燃烧优化结果降低25℃,电站锅炉在安全范围内能够更加经济、环保地运行。