锅炉优化问题_数学建模论文.doc

2013 电工杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) ,必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是: B 我们的参赛报名号为: 所属学校: 参赛队员:. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期: 年月日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 2013 电工杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用): 评阅人评分备注全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号): 锅炉的优化运行摘要针对优化锅炉运行,提高锅炉效率的要求,文章深入分析研究了各因素之间的关系, 并通过公式具体讨论了锅炉运行参数对锅炉效率的影响。对于问题 1 ,我们根据炉膛口飞灰含量 fhC 与过量空气系数的数据,采用最小二乘法拟合函数图像,从而得到二者的关系,再通过求函数在给定区间最小值得出最佳过量空气系数?= 。对于问题 2 ,因无法直接确定锅炉效率与过量空气系数的关系,因此找出联系二者的中间量,即各部分热损失,由此将二者关联起来,得到关系式。对于问题 3 ,利用控制变量模型分析过热蒸汽压力、过热蒸汽温度等运行参数对锅炉效率的影响。针对论文的实际情况,对论文的优缺点做了评价,文章最后还给出了其他的改进方向,以用于指导实际应用。关键词: 过量空气系数;最小二乘法;锅炉效率;运行参数;控制变量 1 .问题的重述众所周知,火力发电厂中锅炉是关键设备之一,锅炉效率的高低对于电厂的经济有着极其重要的影响。因此,提高锅炉效率一直是人们追求的目标。锅炉效率与其各项热能损失密切相关,其中包括排烟损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失等部分,而这些损失又受诸如过量空气系数等因素的影响。本题中给出采用反平衡计算效率的公式: )(100 100 65432 11qqqqqQ Qq r gl??????????又给出)6,,2,1(????iq i所代表的各项损失类型,过量空气系数?的定义,锅炉的运行参数和符号表示(详见附录 1),以及?与炉膛出口飞灰含碳量 fhC 的数据表: 实验得到炉膛口飞灰含碳量 fhC 与过量空气系数数据? fhC /% 要求根据所给的数据和量值研究与优化锅炉效率有关的问题,并通过具体分析说明各参数对其的影响,由此给出锅炉的优化运行方法。 2. 模型假设 5q 和灰渣物理热损失 6q 很小,可忽略不计; 作假设时需要注意的问题: ①对问题有帮助的所有假设都应该在此出现,包括题目中给出的假设! ②重述不能代替假设! 也就是说,虽然你可能在你的问题重述中已经叙述了某个假设,但在这里仍然要再次叙述! ③与题目无关的假设,就不必在此写出了。④假设不宜过多过细,应抓住主要方面进行假设。 3. 变量说明?过量空气系数 amb t 环境温度 2 RO 空气预热器出口烟气中二氧化碳含量?燃料特性系数 CO 一氧化碳含量 arA 与燃料种类有关的系数 3q 化学不(或可燃气体未)完全燃烧热损失py?排烟温度 4q 机械(或固体)不完全燃烧热损失 rQ 锅炉输入热量 yC C 含量yH H 含量 yO O 含量yN N 含量 hz?灰渣占入炉燃料总灰分的质量份额 hzC 灰渣的碳含量、、 fh?飞灰占入炉燃料总灰分的质量份额 fhC 飞灰的碳含量 lm?漏煤占入炉燃料总灰分的质量份额 lmC 漏煤的碳含量 1h 过热蒸汽的初始温度对应的焓值 d?循环效率 2h 汽轮机做功后主蒸汽的焓值 cpb 标准煤耗 3h 冷凝后主蒸汽的焓值 b?锅炉效率 p?管道热效率 e?绝对电效率 py?排烟温度当前实测值' py?排烟温度基准值 2q 排烟热损失当前实测值'2q 排烟热损失基准值 OHQ .2 烟气所含水蒸气显热, kJ/ kgrQ 燃料的输入热量, kJ/ kg 2Q 干烟气带走的热量, kJ/ kg gyV 燃料燃烧生成的实际干烟气体积 kgm/ 34 .模型的准备(一) 拟合函数模型的建立( 1) 首先将题目中的数据用 e