电工杯数学建模优秀论文==

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2009年电工杯数学建模一等奖论文

2009年电工杯数学建模一等奖论文

xi x2 xn
(n 12,13,14)
显然,铁心柱几何截面积不会超过其外接圆的面积,故约束如下: s.t.
650 4 xi yi 2 x1 y1 2 i 1
n
2
(n 12,13,14)
2x 2x 由于取整函数 i i 5 5
三、符号说明
问题一
3
xi :第 i 级宽度的一半; yi :第 i 级厚度; n :铁心柱截面的级数; 问题二 d :铁心柱外接圆的直径增加量; r1i :铁心柱截面上位于外接圆之内的第 i (i 2,3, ,14) 级顶点到圆心的距离; r2i :铁心柱截面上位于外接圆之外的第 i i 1, 2, ,14 级顶点到圆心的距离; w :铁心柱截面上各顶点到直径为 650mm 的外接圆的平均距离; 问题三 a 、 b :分别表示油道在半圆内所在的位置 a b ; s1 :两个 a 油道之间的截面积之和; s2 :半圆内 a 、 b 油道之间的截面积之和; s3 :半圆内 b 油道之外的截面积之和; c :油道的累积厚度。 注:以上长度单位均为 mm。
4
增加油道后,一方面我们要使油道分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相 等,以使得循环流动的油带走更多的热量,同时,我们还要保证增加油道设计后 的铁心柱截面的有效面积尽量大。两个目标综合考虑,再分别对问题一和问题二 重新进行设计。
五、模型建立及求解
5.1 问题一 5.1.1、模型 1 的建立 题目要求给出铁心柱截面的级数、各级宽度和厚度,使得铁心柱的有效截面 积最大,我所以们设决策变量为铁心柱截面的级数 n 、第 i 级的宽度的一半 xi 、 第 i 级的厚度 yi 。 文中提出“铁心柱有效截面的面积,等于多级铁心柱的几何截面积(不包括 油道)乘以叠片系数” ,而叠片系数的与硅钢片的材料和制作工艺有关,在设计、 制造铁心柱的过程中选取不同的级数及各级厚度宽度对以上各要素来说均相差 无几,可以认为叠片系数为常量,故在此题的设计中,要求铁心柱的有效截面积 尽量大等价于要求几何截面积尽量大。 可用数学表达式表示出铁心柱的几何截面积为: 4 xi yi 2 x1 y1 。

电工杯建模论文

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数学建模之电力变压器铁芯柱截面的优化设计【摘要】:针对铁心柱截面的优化设计问题,建立直角坐标系对截面进行分析并建立数学模型并根据实际工艺流程的操作难易假设各级宽度成等差数列变化将求解i个未知数限定最优解的问题简化为只有一个未知数限定的最优解的问题。

通过matlab函数ezplot 绘制曲线观察比较,有效果直观明了的特点,得出当铁心柱外接圆直径为650毫米时选取铁心柱截面的级数n=14能使几何截面积最大比率达到0.9853,通过条件限制得出外接圆直径公差带为[648,650],内筒直径公差带为[650,656.5]。

并针对前两问的限制得出外接圆直径为650毫米时的两油道位置为1,2级之间和4,5级之间关键词:直角坐标系;等差数列;截面积比率;取值范围1.问题重述电力变压器的铁心柱的截面常采用多级阶梯型结构,如题图1:各小阶梯均为矩形。

截面除第一级本身在圆内是上下轴对称的外,其他各级均有与之相对称的对级,阶梯形的每级都是由许多同种宽度的硅钢片迭起来的,由于叠片系数与制作工艺有关不由计算具体得出因此如何确定小矩形的级数和各个小矩形得长和宽,使几何截面积最大就是使电力变压器铁心柱有效截面积最大的优化问题。

实际生产中线圈的内筒直径和铁心柱的外接圆直径不是精确地相等,而留有一定的间隙以便于安装和维修。

结合铁心柱截面的设计,建立模型求解出内筒直径和外接圆直径得取值范围。

为了改善铁心柱内部的散热,在某些相邻阶梯形之间留下一些水平空隙,放入冷却油。

油道的位置应使其分割的各部分铁心柱截面积近似相等。

在确定各级的设计后,再考虑油道的设计,指出油道的位置。

2.初步分析由于铁心柱截面结构在圆内上下左右结构对称,故考虑构建直角坐标系对其中一个象限的截面积进行分析,并以截面积的大小为目标函数构建模型。

利用计算机进行求出最优解。

通过改变外接圆直径的大小观察截面积的变化,在截面积变化较小的区间讨论出相应的直径取值范围。

根据各矩形面积的大小和限定条件的规定以及增加油道后对截面积的影响设计模型进行比较分析得出油道位置。

电工杯数模竞赛论文

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答卷编号:论文题目:锅炉的优化问题姓名专业、班级有效联系电话参赛队员1 钱刘宸参赛队员2 王亚堃参赛队员3 李新宇指导教师:参赛学校:西北工业大学证书邮寄地址及收件人:答卷编号:阅卷专家1 阅卷专家2 阅卷专家3 专家签字摘要锅炉是火力发电厂的关键设备之一,在现代电站中,锅炉效率是反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标,但是由于设备和运行的原因,锅炉的实际热效率只能达到设计效率的80%左右,大大降低了能源的利用率。

本文主要针对如何提升锅炉效率,促进锅炉节能降耗这个问题进行了分析与讨论,并在此基础上提出使其优化的方法。

在问题一中,我们通过图1可以发现,q2与α成正相关,q3、q4与α成负相关,因此,我们考虑(补充上证明函数式运用的方法),分别求出q2、q3、q4与α之间的函数表达式,由于q=q1+q2+q3占全部热损失的80%左右,因此可以认为,当q最小时,即是锅炉运行中的最佳过量空气系数α,根据函数求导法则可以计算出α的值为(?)。

一、问题重述锅炉是火力发电厂的关键设备之一,其效率直接影响电厂的经济性。

在现代电站中,反映锅炉运行状况好坏的主要性能指标是锅炉效率。

按照中华人民共和国国家标准的电站性能试验规程(GB PTC ),电厂锅炉采用反平衡计算锅炉效率,即:)-(6543211100100q q q q q Q Qq rgl ++++=⨯==η,% (1) 式中)(6,,2,1 =⨯=i Q Qq ri i 100分别表示有效利用热1q 、排烟热损失2q 、化学不(或可燃气体未)完全燃烧热损失3q 、机械(或固体)不完全燃烧热损失4q 、散热损失5q 和灰渣物理热损失6q 。

促进锅炉节能降耗的重要手段之一是对锅炉机组热力系统进行在线监测与分析,进而优化其运行参数。

锅炉的运行是一个涉及化学反应、传热传质的复杂过程,影响参数众多,主要包括煤质参数、运行参数、设备状况和运行环境等。

目前,在国内常常利用在线监测数据进行偏差(或耗差)分析,来提高锅炉运行的经济性。

电工杯论文

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B题食品安全的抽检问题摘要本文主要研究食品安全的抽检问题,针对这个问题分以下三步解决:第一步,解决问题1,分析影响各类食品安全的因素,对其可能的危害性做出定量的比较评估分析。

为解决此问题,我们查阅了大量资料和相关文章归纳出了生产加工、运输储存、销售三个影响因素,并用权数来衡量它们的作用,进而做出比较分析。

第二步,需要解决如下三个问题:问题 2 针对部分主要食品,结合实际建立合理的抽检模型,并对模型进行模拟检验。

对于模型的建立,我们主要应用计量抽检模型,对于模型的模拟检验主要应用OC特性曲线。

问题 3 制订一种合理的抽检方案,并分析其检测的可靠性。

为了做到全面的质量检查,把每个环节,每个批次都考虑,进行随机抽样。

至于可靠性的分析,应用统计学中置信区间。

问题4 在问题3的基础上,给出最佳的抽检数量,使其检测可靠性尽量高、成本尽量低、工时尽量少,并用计算机进行模拟检验。

这是一个多目标规划问题,建立多目标优化模型,并用LINGO程序求解,求得最佳的抽检数量为72。

第三步,解决问题5,深入分析食品安全存在的隐患和根源,并提出有效可行的解决问题办法和建议。

这里我们也是参考大量的资料和附件材料,对安全隐患做出充分分析,并给出了相应的解决方案。

本文中采用多目标规划模型,使问题要求考虑的更加全面,条件的重要程度体现明显,并利用LINGO程序求解,计算简便,结果准确,最关键是节省了不少时间。

关键词:计量抽检模型;置信区间;多目标规划一、问题重述食品安全关系到广大人民群众的身体健康和生命安全,关系到经济健康发展和社会稳定,关系到政府和国家的形象。

随着我国改革开放三十年来,人民生活水平在不断地提高,食品安全和卫生问题越来越受到人们的关注。

近几年来,先后出现了苏丹红、瘦肉精、三聚氰胺等事件,以及各种不利于健康的食品添加剂、强化剂问题,食品安全和卫生的检测已成为全社会,乃至政府有关部门重点关注的问题之一。

食品的质量和卫生问题涉及到原材料的使用、生产加工、运输与贮存、流通与销售等环节,在每一个环节上出现差错,都会导致食品出现安全和卫生问题,食品质量和卫生的检测工作在实际显得非常重要。

2013电工杯数学建模A题论文(国家二等奖)

2013电工杯数学建模A题论文(国家二等奖)

答卷编号:论文题目:A题:风电功率波动特性的分析姓名专业、班级有效联系电话参赛队员1参赛队员2参赛队员3指导教师:冯玉昌参赛学校:证书邮寄地址及收件人:答卷编号:阅卷专家1 阅卷专家2 阅卷专家3 专家签字风电功率波动特性的分析摘 要本论文针对“风电功率波动特性的分析”问题,根据所给的风电机组功率数据建立风电功率波动特性的概率分布模型和灰色预测模型。

由此,进行相关的问题分析及解决。

对于问题一、二,借鉴分离min 级负荷的算法,采用滑动平均法分离s 级风电功率,且处理了丢失数据及错误数据,以此提高数据的准确性。

经过如此处理所给数据后,再采用Matlab 的概率密度拟合工具箱dfittool 得出五台风电机组的功率概率直方图及t location-scale 分布、正态分布、逻辑斯特分布的概率分布图。

发现t location-scale 分布比其他分布更适于拟合各风电场概率密度函数,并作相关分析及检验。

再用t location-scale 分布以每日为时间窗宽,对5个风电功率分别计算30个时段的概率分布参数并做出检验。

问题二与问题一方法一致,只需要从从上述5台机的风电功率数据中提取出间隔为1分钟的数据序列)(k m i t P ,重复问题一的方法即可。

对于问题三,由上可以分别获得采样间隔为5s 和1min 的相关波动特性参数,以此为依照进行波动特性与时间尺度关系的分析。

对于问题四,整合出20台机组的数据,再分别将采样间隔改为1min ,5min ,15min ,使用问题一中同样的方法分析处理即可。

对于问题五,预测未来四小时的风电场总功率,我们采用了灰色模型(Grey Model ,GM ),使用MATLAB 对灰色模型GM (1,1)编程得到预测值,残差,级比偏差等相关数据结果。

由于初步编程得出的预测模型为其累加后的方程,通过生成序列预测值及模型还原值之间的关系及之前所求的预测值模型易求的未来四小时风电场总功率预测模型。

电工数模竞赛论文--旋转磁场与电路

电工数模竞赛论文--旋转磁场与电路

论文题目:旋转磁场与电路旋转磁场与电路摘要:本文在全面分析所选竞赛题的基础上,对永磁体发电机在突然开路,突然加负荷,稳态运行以及部分甩负荷等各种运行状态进行了研究和讨论,并系统地分析了各参数的变化对运行状态的影响。

根据已知条件可列出电势平衡方程,转矩平衡方程式和功率平衡方程式,得出了l, r, a, b, B, L, R, n等参数对电路和运行状态的影响。

本文使用MATLAB 软件系统进行了求解和形象演示。

关键词:电工数学建模;永磁体发电机;运行状态分析;MATLAB软件1.问题的重述在自然界的各种能源中,电能具有大规模集中生产,远距离经济传输,智能化自动控制的突出特点,它成为人类生产和生活中的主要能源,而且对近代人类文明的不但已产生和发展产生了重要的作用.与此相呼应,作为电力传输,生产,使用和电能特性变换的核心装备,电机在现代社会所有行业和部门中占有着越来越重要的地位.对于电机的投入电网以及甩掉负荷时电机中各分量的变化的研究就越显重要。

我国的稀土矿的储藏量是世界各国总和的4倍以上,同时我国稀土永磁材料已达到国际先进水平,随着永磁材料热稳定性和耐腐蚀性的改善及价格的逐步降低,使得永磁发电机在国防、工农业生产和曰常生活方面得到了广泛的应用,与电励磁发电机相比,稀土永磁发电机具有体积小、结构简单、运行可靠、损耗小、效率高等诸多特点,因此它的问世不仅可以替代部分传统的励磁电机,而且还可以实现电励磁发电机难以达到的高技术性能。

所以对永磁电机进行研究和探讨具有理论价值和实际应用价值。

本论文对于一个简化的单相永磁电机进行了建模和仿真。

“旋转磁场与电路”是2005年电工数模竞赛的A题。

该题目中,认为转子在其表面附近形成一个均匀磁场,磁感强度为B,方向垂直于通过两槽底中线的平面;在计算转动惯量时,转子的槽可忽略,按圆柱计。

图1-1为方便讨论,将问题(1)到问题(6)复述如下(1)转子转速恒定,外电路突然开路时,求出线圈感生电动势的时间表达式;(2)初始转速为n,在t=0时突然接通外电路(A1、B1分别与A2、B2相接),且不再给转子输入能量,转子靠惯性运动。

优秀的数学建模论文范文(通用8篇)

优秀的数学建模论文范文(通用8篇)

优秀的数学建模论文范文第1篇摘要:将数学建模思想融入高等数学的教学中来,是目前大学数学教育的重要教学方式。

建模思想的有效应用,不仅显著提高了学生应用数学模式解决实际问题的能力,还在培养大学生发散思维能力和综合素质方面起到重要作用。

本文试从当前高等数学教学现状着手,分析在高等数学中融入建模思想的重要性,并从教学实践中给出相应的教学方法,以期能给同行教师们一些帮助。

关键词:数学建模;高等数学;教学研究一、引言建模思想使高等数学教育的基础与本质。

从目前情况来看,将数学建模思想融入高等教学中的趋势越来越明显。

但是在实际的教学过程中,大部分高校的数学教育仍处在传统的理论知识简单传授阶段。

其教学成果与社会实践还是有脱节的现象存在,难以让学生学以致用,感受到应用数学在现实生活中的魅力,这种教学方式需要亟待改善。

二、高等数学教学现状高等数学是现在大学数学教育中的基础课程,也是一门必修的课程。

他能为其他理工科专业的学生提供很多种解题方式与解题思路,是很多专业,如自动化工程、机械工程、计算机、电气化等必不可少的基础课程。

同时,现实生活中也有很多方面都涉及高数的运算,如,银行理财基金的使用问题、彩票的概率计算问题等,从这些方面都可以看出人们不能仅仅把高数看成是一门学科而已,它还与日常生活各个方面有重要的联系。

但现在很多学校仍以应试教育为主,采取填鸭式教学方式,加上高数的教材并没有与时俱进,将其与生活的关系融入教材内,使学生无法意识到高数的重要性以及高数在日常生活中的魅力,因此产生排斥甚至对抗的心理,只是在临考前突击而已。

因此,对高数进行教学改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么让学生发现高数的魅力,并积极主动学习高数也是作为教师所面临的一个重大问题。

三、将数学建模思想融入高等数学的重要性第一,能够激发学生学习高数的兴趣。

建模思想实际上是使用数学语言来对生活中的实际现象进行描述的过程。

把建模思想应用到高等数学的学习中,能够让学生们在日常生活中理解数学的实际应用状况与解决日常生活问题的方便性,让学生们了解到高数并不只是一门课程,而是整个日常生活的基础。

电工杯优秀论文

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电工杯优秀论文 The document was finally revised on 2021A题:级联型H桥变换器的阶梯波特定消谐技术研究摘要我们的模型主要包括四部分:1)基于经验公式与波形拟合相结合的初值设定模型,用于获取对不同单元级联个数n能使非线性消谐方程尽快收敛的初值;2)等步长的检验搜索模型,用于确定(1)、(2)、(3)问中特定单元个数下使非线性消谐方程有解的调制比幅值m的取值范围;3)基于步长搜索模型中开关角范围的包含关系分析模型,用以分析出m特定时随n增加所解得开关角的包含关系以及输出电压波形质量改善效果;4)通过设定控制角改变单元输出正负的功率均衡求解模型使各H桥变换器单元在一定周期内实现功率均衡。

在问题一中,主要思路就是初值设定使阶梯波尽可能拟合正弦波;基于此想法建立了一种基于波形拟合的初值设定模型,在n和m为已知的情况下,把阶梯波的转折上边沿点和正弦曲线拟合,根据在正弦曲线上的阶梯拐点的纵坐标运用反三角函数确定初始的开关角;针对不能取反三角的m范围对最后一个初值点采用前点切线取角的方法,得到完整的开关角初值。

解方程采用matlab中fsolve 函数迭代求解。

但是该模型对m的范围要求较高,超出范围便不适用;采用一种综合简便性和精确性考虑较优的经验公式,建立了改进的补充经验公式的初值设定模型,得到较为完整的初值设定方法。

对n=3,m=和m= 以及n=5,15 时不同m 值的情况设定初值后求解结果表明初值与结果差值很小,而且均能较快收敛。

针对问题二,对特定的模块数n ,m只有在一定范围内开关角求解方程才会有解;因为要直接解非线性超越方程中m的范围难以实现;所以建立了一种等步长的检验搜索模型,采用对m的值在一定精度下进行搜索使方程有解来确定其范围的方法,在给定步长下变化m的值,代入方程看是否有解,逐步搜索出m在该精度下的范围。

在n=3,5,15 的情况下搜索得出m的范围,在 m范围内根据公式计算THD的结果表明THD随着m变化波动范围很小,说明求出的范围较为合理。

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电工杯数学建模优秀论文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C与过量空气系数的数据,采用最小二乘fh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 =1.3828。

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:)(1001006543211q q q q q Q Q q rgl ++++-=⨯==η 又给出)6,,2,1(⋅⋅⋅=i q i 所代表的各项损失类型,过量空气系数α的定义,锅炉的运行参数和符号表示(详见附录1),以及α与炉膛出口飞灰含碳量fh C 的数据表:实验得到炉膛口飞灰含碳量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1.假设散热损失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α过量空气系数amb t环境温度 2RO空气预热器出口烟气中二氧化碳含量 β燃料特性系数 CO一氧化碳含量ar A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 θ排烟温度 4q机械(或固体)不完全燃烧热损失r Q锅炉输入热量y C C 含量 y HH 含量y OO 含量y NN 含量hz α 灰渣占入炉燃料总灰分的质量份额 hz C灰渣的碳含量、、 fh α飞灰占入炉燃料总灰分的质量份额 fh C飞灰的碳含量 lm α 漏煤占入炉燃料总灰分的质量份额 lm C漏煤的碳含量 1h 过热蒸汽的初始温度对应的焓值 d η循环效率 2h汽轮机做功后主蒸汽的焓值 cp b标准煤耗 3h 冷凝后主蒸汽的焓值 b η 锅炉效率 p η管道热效率 e η 绝对电效率 py θ排烟温度当前实测值 'py θ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 O H Q 2.2烟气所含水蒸气显热,kJ /kg r Q燃料的输入热量,kJ /kg 2Q干烟气带走的热量,kJ /kggy V燃料燃烧生成的实际干烟气体积kg m/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excel 提取出来,得到的数据可以很方便的放到Matlab 里进行处理;(2)在Matlab 中利用提取出来的数据绘制函数图像; 以上两步源代码见附录2。

(二)5.模型的建立与求解5.1 问题一:确定锅炉运行的最佳过量空气系数1. 建模思路:α的确定主要取决于锅炉燃烧的经济性,α过大会增加排烟热损失2q ,过小则会增加气体不完全燃烧热损失3q 和固体不完全燃烧热损失4q 。

所以需要确定一个最佳α使432q q q ++的和最小。

文献认为飞灰含碳量fh C 随着氧量的升高而降低,这是由于喷入炉膛的煤粉不可能完全燃烧,提高α,氧量增大,煤粉燃烧的彻底,fh C 降低,锅炉效率提高。

但当α过高时,炉膛出口温度升高,烟气量增加,又使fh C 升高,锅炉效率降低。

因此最低时对应的α即为最佳过量空气系数[]1。

2. 模型建立和求解:由数据表直接画出其大概图像为显然,记录数据时可能存在误差,因此考虑采用函数拟合法求解(代码详见附录2)。

得到拟合函数为:3229.362271.467143.162+-=x x y ,其图像为:利用Matlab 可求出最低点对应坐标:解得飞灰含碳量fh C =4.3601,过量空气系数α=1.3828 3. 求解结果:锅炉运行的最佳过量空气系数3828.1=α。

5.2 问题二:锅炉效率与过量空气系数的关系1. 建模思路:由于无法直接得出gl η与α的关系,又因为锅炉效率公式为:)(1001006543211q q q q q Q Q q rgl ++++-=⨯==η 因此,可通过各部分热量损失将gl η和α联系起来。

2. 模型建立和求解:由于5q 主要与锅炉散热表面积的大小、管道的保温以及周围环境有关;6q 决定于燃料的灰分、燃料的发热量等,这两项损失在锅炉机组的实际运行中不能调整控制,因此在假设中将二者忽略,则效率公式可简化为)(100432q q q gl++-=η (1)2q ----排烟热损失 3q ----化学不(或可燃气体未)完全燃烧热损失 4q ----机械(或固体)不完全燃烧热损失 由经验公式[]32-有%2.33CO q α=, (2)α----过量空气系数 CO ----一氧化碳含量 )605.0()1(2122ββ+---=O RO CO , (3)β----燃料特性系数(燃料一定,β值便可算出,而且是一定值。

如:对于无烟煤β≈0.1;对于烟 煤,β≈0.2;对于褐煤,β≈0.06) 2RO ----空气预热器出口烟气中二氧化碳含量yyyyyS C N O H 375.0038.0835.2++-=β (4) y C 、y H 、y O 、yN 分别表示C 、H 、O 、N 的含量100)1001)((42ambpy t q n m q --+=θα (5)10014q -----由于热损失4q 的存在,1kg 燃料中有一部分燃料并没有燃烧成烟气,此项是对1kg 燃料所生成的烟气容积的修正;m,n----计算系数,随燃料种类而异,可由附录3查取。

rarlm lm lm fh fh fh hz hz hzQ A C C a C C a C C a q 32866)100100100(4-+-+-= (6) 其中hz α、fh α、lm α分别表示灰渣、飞灰、漏煤占入炉燃料总灰分的质量份额 32866----kg 1纯碳的发热量 ar A ----与燃料种类有关的系数 hz C 、fh C 、lm C 分别表示灰渣、飞灰、漏煤的碳含量。

r Q ----锅炉输入热量在问题一中已经得到α与fh C 的关系3229.362271.467143.162+-=ααfh C (7) 由上述各式即可得到锅炉效率与过量空气系数关系。

3.求解结果:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++--+-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++---+--+-=r ar lm lm lm fh hz hz hz amb py gl Q A C C C C q q O RO t q n m 32866100)3229.362271.467143.16(1003229.362271.467143.16100%605.0)1(212.3100)1001)((1002244224αααααααββαθαη5.3 问题三:研究锅炉的运行参数对锅炉效率的影响表示锅炉的运行状态的参数有很多,其中主要有过热蒸汽压力、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉排烟温度和锅炉排烟含氧量等。

下面就依次对这些主要参数进行分析:5.3.1 过热蒸汽温度对锅炉效率的影响对应于具有过热的朗肯循环,从过热器出来的主蒸汽温度下降,则吸热过程的平均有效温度1T 降低,放热过程的平均有效温度2T 不变,循环热效率121T T -=η必然降低,导致热耗增大。

以我们在网上找到的某电厂MW 300机组为例,其蒸汽参数:过热蒸汽出压MPa P 171=,背压MPa P 52=,初温550=T ℃。

温度变化过程,锅炉效率为93.0,管道热效率为99.0,汽轮机效率为9.0,机械效率为995.0,发电机效率为988.0,而且保持不变。

计算主蒸汽温度变化时,机组循环效率、标准煤耗的变化[]4。

3121h h h h d --=η (1)ep b cp b ηηη123=(2)1h --------过热蒸汽的初始温度对应的焓值 d η--------循环效率 2h --------汽轮机做功后主蒸汽的焓值 cp b --------标准煤耗3h --------冷凝后主蒸汽的焓值 b η--------锅炉效率 p η--------管道热效率e η--------绝对电效率当初始过热蒸汽温度5501=T ℃时,有公式(1)得:ηd=44.48%,以初始过热蒸汽额定温度550℃为基准,上下各升高15℃的变化围(535℃~565℃)求机组的循环效率、标准煤耗如图1、图2[]4所示。

可见在额定温度附近,随过热蒸汽温度的升高循环效率逐渐增大、标准煤耗逐渐降低。

5.3.3 研究锅炉排烟温度变化引起的耗差:假设只有锅炉的排烟温度偏离了基准值而其它所有参数均为基准值,则根据排烟损失2q 的计算式,可以得到排烟温度偏离基准值引起的排烟损失变化量[]5:2'22q q q -=∆=100)()(22,2,2,2',2⨯+-+rO H gy O H gy Q Q Q Q Q =100)')((22,,⨯-+rpy py H p O H gy p gy Q c V c V O θθ(1) 锅炉效率相对变化值:100')'(22,,2⨯-+-=∆-=∆=rb py py H p H gy p gy bbbb Qc V c V q O O ηθθηηηδη (2)式中'py θ--------排烟温度基准值; '2q --------排烟热损失基准值 py θ--------排烟温度当前实测值; 2q --------排烟热损失当前实测值2Q --------干烟气带走的热量,kJ /kg O H Q 2.2--------烟气所含水蒸气显热,kJ /kgr Q --------燃料的输入热量,kJ /kg ;gy V --------燃料燃烧生成的实际干烟气体积kg m /3由式(2)知:由于燃料燃烧生成的gv V (燃料燃烧生成的实际干烟气体积)、O H V 2(燃料燃烧生成的水蒸气及相应空气湿分带入的水蒸气体积)为实际试验测得,cgyp .(干烟气的平均定压比热容)与O H Q 2.2(水蒸气的平均定压比热容)可根据当时气温来查表得到,故以上四个量在这里将它们看做常量,仅仅就'py θ(排烟温度基准值)与py θ(排烟温度当前实测值)差值变化来讨论温度引起的2q 变化。

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