双进双出磨煤机钢球磨损模型与装补球优化研究

摘要

双进双出磨煤机凭借其众多优点广泛应用于我国火电行业，其运行的好坏直接影响锅炉和整个机组的安全、经济、稳定。目前，国内对双进双出磨煤机的研究多集中于料位的监测与控制方面，但是针对双进双出磨煤机制粉系统的建模和控制方面的研究尚处于初级阶段，很难找到一个较为准确的数学模型来从机理上分析其动态特性。
　　本文采用机理建模方法，基于质量和能量平衡，考虑原煤水分及磨煤过程中机械热参与能量平衡，建立了双进双出磨煤机三入三出动态数学模型，分别分析了给煤量、热风量、冷风量的变化对料位、出口温度、磨煤出力的影响。根据某600MW机组配备的MGS-4060-A型双进双出磨煤机的主要参数对所建模型进行计算，并利用Matlab/Simulink仿真，得到阶跃输入下的输出曲线，仿真结果与实际运行相符。该模型可为火电厂双进双出磨煤机制粉系统的控制设计以及运行优化等提供数学素材。
　　从钢球运动理论学角度出发，基于钢球三相混合运动模型来求取钢球在落回打击点的法向速度表达式。钢球的磨损具有可迭加性，即总磨损量等于冲击磨损分量、磨剥磨损分量和腐蚀磨损分量之和。磨煤区别于磨矿，磨煤过程中腐蚀磨损分量相对其他两者小许多，可忽略，即磨煤条件下钢球的磨损方式主要是机械磨损而不考虑化学磨损。在此基础上建立了钢球机械磨损与磨煤工况间的钢球磨损数学模型，并给出了模型的主要未知参数k1和k2的求解方法。该模型可模拟和预测不同磨煤机直径、转速率、装球率时钢球直径的变化规律，对稳定钢球装球率、降低钢耗及电耗等具有实际意义。
　　针对双进双出磨煤机初装球、钢球直径配比以及实际电厂确定最佳装球量的方法等问题进行了介绍。随着钢球的磨损，磨煤机筒体钢球的级配必然发生改变，紧接着就是补球来维持原钢球装载量以及球荷的粒度特性不变。根据本文所建的钢球磨损数学模型，分析和推导出钢球磨损的粒度特性方程模型，将之应用到合理补加钢球中，并将磨矿中简单易行的“作图法”补加球引入到双进双出磨煤机中为其制订合理补加球方案提供了理论基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题选题背景及意义

1.2 双进双出磨煤机制粉系统建模与仿真研究现状

1.3 国内外钢球的磨损规律模型与装补球研究现状

1.4 论文主要研究内容

第2章 双进双出磨煤机制粉系统数学模型的建立

2.1 引言

2.2 双进双出磨煤机的结构特点

2.3 双进双出磨煤机制粉系统的工作原理及特点

2.4 双进双出磨煤机制粉系统建模的分析与简化

2.5 双进双出磨煤机制粉系统数学模型的建立

2.6 双进双出磨煤机制粉系统数学模型的应用

2.7 双进双出磨煤机制粉系统数学模型的仿真

2.8 本章小结

第3章 双进双出磨煤机钢球磨损规律数学模型研究

3.1 引言

3.2 钢球磨煤的原理分析

3.3 钢球的磨损机理

3.4 钢球磨损的影响因素分析

3.5 钢球磨损规律数学预测模型的建立

3.6 钢球磨损规律数学模型的求解

3.7 本章小结

第4章 双进双出磨煤机初装球与补加球优化研究

4.1 引言

4.2 双进双出磨煤机的初装球制度研究

4.3 双进双出磨煤机的补加球特性研究

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢