3.2　燃燒部分

3.2.1　燃燒爐能量分析

煤燃燒過程能釋放的能量為［47］

式中：　B為耗煤量，kg/s；LHV為低位熱值，kJ/kg；Qcp的單位為kW。

煤燃燒過程為

式中：Car，Sar， Har， Oar為收到基的元素分析，%；V0，V分別為理論，實際上所需空氣量量，　Nm3/kg coal；α為過量空氣系數(shù)；ρ為標準狀況下空氣密度，值為1.295，kg/Nm3。

煤的組成決定了它自身的熱量。實際操作中能夠得到的參數(shù)通常是以收到基為基準，但是在Aspen計算中所需輸入的參數(shù)是在以干燥基為基準的，因此需要在兩個基準間進行轉換，轉換因子為

兩個基準下的低值發(fā)熱量關系為

式中：conv為不同基準間的轉換系數(shù)；Mar為收到基中的含濕量，%；LHVd，LHVar分別為干燥基及收到基的低值發(fā)熱量，kJ/kg。

3.2.2　燃燒爐模型的建立

煤是一種混合物，而且在不同地方的煤的組分不同，在軟件中需要根據(jù)實際需要將所需的煤的成分進行輸入，該模型煤的成分輸入見圖3-2。

煤燃燒過程是一個非常復雜的反應，而且在Aspen軟件中沒有針對燃燒爐的模塊，本文利用RGibbs模塊和一些其他模塊一起來模擬煤燃燒過程。［48］

在進入RGibbs模塊之前，首先要將煤分解成其組成成分，這個過程需要在RYield模塊中完成，分解過程中將釋放熱量Q-DE，這個熱量將視為燃燒過程的熱量之一。在計算RY-ield模塊的實際輸出時，需要定義一個Calculator模塊來實現(xiàn)從元素分析到組分分析的過渡。

在完成煤燃燒過程之后，利用SSplit模塊來實現(xiàn)煙氣及排渣的分離。采用兩個Heater模塊模擬煙氣通過鍋爐中所有換熱器的過程及排渣的熱輻射過程，兩者釋放的熱量之和為鍋爐的有效放熱量，建立的模型見圖3-3。

3.2.3　燃爐模型驗證及變工況討論

鍋爐部分的模擬結果見圖3-4，其中，Qcp為電站輸入總熱量，QB為鍋爐供熱量，QF為燃燒煙氣的熱量，QD為排煙的熱量。鍋爐效率約為88.6%，此效率值在參考范圍內(nèi)，證明模型比較可靠。

從圖中可以看出，當給煤量增加時，總熱量Qcp，鍋爐供熱量QB均上升。由于煙氣質量流量相對于固體排渣較大，因此鍋爐熱量來源主要為煙氣。