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循环流化床锅炉动态模型与仿真

　清华大学学报（自然科学版）循环流化床锅炉动态模型与仿真张永哲，徐向东（清华大学热能工程系，北京100084）基金项目：国家攀登计划B（ 8535）文摘：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、SO的生成与还原反应及受热面上的热传递。对一台35 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。

　　循环流化床（ CFB）燃烧技术的优势在于：燃烧效率高、可燃用劣质燃料、燃料制备系统简单、低温燃烧降低NO的排放、炉内脱硫、负荷调节性能好等。在中国目前主要应用在中小型锅炉上。

　　循环流化床（ CFB）锅炉在运行中，不仅要根据生产的需求稳定主蒸汽的压力和温度，还要控制床层温度，以防止结焦或熄火。除给煤量外，送风对物料流态化、燃烧效率和床温也有直接影响。对这样一个分布参数、非线性、时变、多变量紧密耦合的对象，建立相应的动态数学模型，研究其在各种参数变动下的动态特性是很有必要的。

　　锅炉动态数学模型因锅炉模型中的汽水系统与常规煤粉炉无明显区别，故本文重点介绍其燃烧系统动态模型。模型以小室模型为主模型，以炉内物料的流动、燃烧及相互间传热为子模型。