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论文题目：锅炉的优化运行问题

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锅炉的优化运行问题
摘要
本文对锅炉的优化运行问题根据给出的数据进行了深入研究。最后给出了过量空气系数与效率的关系以及最后的锅炉和煤耗的优化方案。
针对问题一，首先根据数据拟合Cfh与α的函数关系，然后根据相关文献查阅出排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失的具体计算式，除了q3视为常数以外，其余两个两均与Cfh有关，这样通过Cfh将α与Q建立起关系式，最后可通过Lingo来优化出最佳过量空气系数。
针对问题二，想要建立起锅炉效率与α的关系还需要确定的量是q5和q6，对于q5的求解，需要对300MW锅炉的体积，材料，内部结构进行合理假设来缩小计算范围，进而通过对热辐射及对流换热的计算来求出q5。对于灰渣物理热损失q6的求解，需要根据相关文献通过过滤掉无关因素整理出的公式进行求解。q6同样与α有关，最后便可以建立起与α的关系。
针对问题三，对锅炉运行效率的影响因素十分复杂，首先需要收集所有对运行效率有影响的参数，将其整理成图，然后过滤掉影响较小的因素，最后通过影响大的参数的控制变量，即假设某一参数变化对其它参数不产生影响。来推导出锅炉效率甚至是煤耗的变化百分比。
针对问题四，在问题二、三中，已经求出各参数是如何影响效率以及煤耗的。在这里则需要针对主要影响参数进行改进，根据我们建立的模型可以看出排烟热损失q2和机械未完全燃烧热损失q4是两个大影响参数，最后提出几个有效的改进措施来优化锅炉的这两方面。

关键词：回归分析法；过量空气系数；控制变量法；运行优化

1.问题的重述
锅炉是火力发电厂的关键设备之一，其效率直接影响电厂的经济性。在现代电站中，反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。按照中华人民共和国国家标准的电站性能试验规程（GBPTC），电厂锅炉采用反平衡计算锅炉效率，即：

式中分别表示有效利用热、排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失、散热损失和灰渣物理热损失。
为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，过量空气系数是指实际空气量与理论空气量之比。过量空气系数直接影响排烟热损失、化学不（或可燃气体未）完全燃烧热损失、机械（或固体）不完全燃烧热损失。有一个最小值，与此最小值对应的空气系数称为最佳过量空气系数。以300MW锅炉为例进行分析。
请对以下问题进行研究：
1．确定锅炉运行的最佳过量空气系数；
2．给出锅炉效率与过量空气系数的关系；
3．研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响；
4．探讨锅炉的优化运行方法。
2.问题的分析
针对问题一，题目要求确定锅炉运行的最佳过量空气系数α，由于α影响q2、q3、q4的值，且题目给出由于过量空气系数对q3影响较小，故可视为常数处理。而且q2，q4可以根据已知数据运用回归函数分析法拟合出其与过量系数α的关系，最后应用LINGO软件规划出当α取何值时，q2+q3+q4取得最小值，此时的α即为最佳过量空气系数。
针对问题二，题目要求给出锅炉效率与过量空气系数α的关系，由于q2+q3+q4
的值可以由问题一求解出，故只需要求出散热损失q5和灰渣物理热损失q6。即可根据
平衡锅炉效率公式求得。由于题目没有给出换热面积。q5的求解需要假设炉膛的换热面积。根据对流换热公式可以求出。对于q6的求解，需要根据参考文献中的理论公式获得。并需要假设灰渣温度。
针对问题三，需要研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响，有一种方法是通过锅炉整体热力计算，通过对各项损失的计算公式进行分析,可以总结出影响锅炉热效率的各项参数，Δη是由于该项参数变化ΔM引起的,因此可以得到该参数变化单位数值对锅炉热效率的影响幅度，。采用同样的方法,即可得到所有参数变化对锅炉热效率影响的幅度。
针对问题四，我们认为锅炉运行优化方法则是根据之前建立的模型进行进一步的优化，对锅炉效率影响大的参数要着重考虑，影响小的可以近似忽略不计。最后，可以给出重要参数的数值来实现锅炉的优化运行。

3.模型的假设与符号说明
3.1模型的假设
（1）假设灰渣的温度为固定600℃。
（2）假设炉壁的对流换热系数及传热系数已知，可根据标准300MW锅炉材料查得。
（3）假设锅炉燃煤均为无烟煤。
（4）灰渣和飞灰中灰量占入炉灰量百分比为通常值，已知。
（5）锅炉的体积为标准立体形状。
（6）假设当锅炉的各项参数独立变化时，其它参数