3.2　燃烧部分

3.2.1　燃烧炉能量分析

煤燃烧过程能释放的能量为［47］

式中：　B为耗煤量，kg/s；LHV为低位热值，kJ/kg；Qcp的单位为kW。

煤燃烧过程为

式中：Car，Sar， Har， Oar为收到基的元素分析，%；V0，V分别为理论，实际上所需空气量量，　Nm3/kg coal；α为过量空气系数；ρ为标准状况下空气密度，值为1.295，kg/Nm3。

煤的组成决定了它自身的热量。实际操作中能够得到的参数通常是以收到基为基准，但是在Aspen计算中所需输入的参数是在以干燥基为基准的，因此需要在两个基准间进行转换，转换因子为

两个基准下的低值发热量关系为

式中：conv为不同基准间的转换系数；Mar为收到基中的含湿量，%；LHVd，LHVar分别为干燥基及收到基的低值发热量，kJ/kg。

3.2.2　燃烧炉模型的建立

煤是一种混合物，而且在不同地方的煤的组分不同，在软件中需要根据实际需要将所需的煤的成分进行输入，该模型煤的成分输入见图3-2。

煤燃烧过程是一个非常复杂的反应，而且在Aspen软件中没有针对燃烧炉的模块，本文利用RGibbs模块和一些其他模块一起来模拟煤燃烧过程。［48］

在进入RGibbs模块之前，首先要将煤分解成其组成成分，这个过程需要在RYield模块中完成，分解过程中将释放热量Q-DE，这个热量将视为燃烧过程的热量之一。在计算RY-ield模块的实际输出时，需要定义一个Calculator模块来实现从元素分析到组分分析的过渡。

在完成煤燃烧过程之后，利用SSplit模块来实现烟气及排渣的分离。采用两个Heater模块模拟烟气通过锅炉中所有换热器的过程及排渣的热辐射过程，两者释放的热量之和为锅炉的有效放热量，建立的模型见图3-3。

3.2.3　燃炉模型验证及变工况讨论

锅炉部分的模拟结果见图3-4，其中，Qcp为电站输入总热量，QB为锅炉供热量，QF为燃烧烟气的热量，QD为排烟的热量。锅炉效率约为88.6%，此效率值在参考范围内，证明模型比较可靠。

从图中可以看出，当给煤量增加时，总热量Qcp，锅炉供热量QB均上升。由于烟气质量流量相对于固体排渣较大，因此锅炉热量来源主要为烟气。