基于动态仿真的35MWth富氧燃烧锅炉岛控制策略

《基于动态仿真的35MWth富氧燃烧锅炉岛控制策略》是一篇探讨富氧燃烧技术在大型锅炉系统中应用的论文。该研究针对35兆瓦热功率（MWth）规模的富氧燃烧锅炉岛，提出了基于动态仿真的控制策略，旨在提高系统的稳定性、效率和环保性能。富氧燃烧是一种将空气中的氧气浓度提升至高于常规空气水平的燃烧方式，通常通过空气分离装置获得高纯度氧气。这种燃烧方式能够显著减少氮氧化物（NOx）的生成，并有利于二氧化碳的捕集与封存，因此在低碳能源系统中具有重要的应用前景。

论文首先介绍了富氧燃烧的基本原理及其在锅炉系统中的应用背景。富氧燃烧技术的核心在于使用高浓度氧气替代传统空气进行燃烧，从而降低烟气中的氮气含量，使得燃烧产物更易于处理。然而，由于富氧燃烧过程中氧气浓度的变化较大，对锅炉系统的控制提出了更高的要求。传统的控制策略难以适应这种变化，因此需要开发新的控制方法。

为了应对这一挑战，论文提出了一种基于动态仿真的控制策略。动态仿真技术能够模拟锅炉岛在不同工况下的运行状态，为控制策略的设计提供理论依据。通过建立锅炉系统的数学模型，包括燃烧过程、热力循环、传热过程以及控制系统等关键环节，研究人员能够对锅炉岛的动态行为进行深入分析。

论文中采用的动态仿真模型涵盖了多个子系统，如燃料供给系统、空气和氧气混合系统、燃烧室、蒸汽发生器以及烟气处理系统等。通过对这些子系统的建模和仿真，研究人员可以评估不同控制策略对锅炉性能的影响，进而优化控制方案。此外，动态仿真还能够帮助识别系统在不同负荷条件下的潜在问题，例如温度波动、压力不稳定以及污染物排放超标等。

在控制策略设计方面，论文提出了一种多变量反馈控制方法，结合了前馈控制和闭环调节，以提高系统的响应速度和控制精度。该控制策略能够根据实时监测的数据调整氧气供应量、燃料输入量以及燃烧空气配比，从而维持锅炉的稳定运行。同时，该策略还考虑了锅炉在不同负荷条件下对控制参数的需求，确保系统在各种工况下都能保持良好的性能。

论文还对所提出的控制策略进行了实验验证。通过搭建一个35MWth规模的富氧燃烧锅炉岛试验平台，研究人员测试了不同控制策略的效果，并与传统控制方法进行了对比。实验结果表明，基于动态仿真的控制策略能够有效提升锅炉的运行效率，降低污染物排放，并增强系统的抗干扰能力。

此外，论文还讨论了富氧燃烧锅炉岛在实际应用中可能面临的挑战，如氧气供应的稳定性、设备成本的增加以及运行维护的复杂性等。针对这些问题，研究人员建议加强空气分离技术的发展，优化控制系统设计，并探索更加经济高效的运行模式。

总体而言，《基于动态仿真的35MWth富氧燃烧锅炉岛控制策略》为富氧燃烧技术在大型锅炉系统中的应用提供了重要的理论支持和技术指导。该研究不仅推动了富氧燃烧技术的发展，也为未来低碳能源系统的建设提供了可行的解决方案。