Aspen Plus模拟：煤粉工业锅炉燃烧与换热特性深度探究

本文主要探讨了基于Aspen Plus软件平台对SZS20-1.6-AIII型卧式煤粉工业锅炉的燃烧和换热特性进行建模与分析的过程。Aspen Plus是一款广泛应用于化学工程领域，特别是热力学和过程模拟的商业化软件，它提供了强大的工具来设计、优化和预测各种工业过程。 首先，作者针对煤粉燃烧、烟气换热、锅筒蒸发和除尘等四个关键过程进行了详细的建模。在Aspen Plus中，适合这些过程的模块包括燃烧反应器模块、热交换器模块、蒸发器模块以及烟尘处理单元，它们各自具有特定的物理和化学参数，能够精确反映实际锅炉运行中的动态变化。 燃烧过程的模拟主要通过收率反应器模块RYield实现，该模块允许用户输入煤粉的分解产物和碳转化率，通过嵌入Fortran语言程序，可以定制复杂的化学反应和能量转移过程，从而获得更精确的燃烧效率和产物分布。 在烟气换热过程中，作者发现随着空气温度的升高，换热量也随之增加，当空气过量系数达到0.96时，换热效果最佳。这表明良好的空气控制对于提高锅炉能效至关重要。另一方面，煤粉湿度对燃烧温度和换热也有显著影响，湿度越高，燃烧温度降低，导致总的热量交换减少，因此，合适的煤粉干燥处理是优化锅炉性能的重要手段。 本文的研究结果表明，通过Aspen Plus建立的模型能够有效地模拟煤粉工业锅炉的实际运行情况，这对于锅炉的设计优化、操作指导以及性能评估具有重要的理论和实践价值。此外，这项工作也为其他类似工业锅炉的模拟提供了宝贵的经验和参考，促进了洁净煤技术的发展和应用。 该研究深入挖掘了Aspen Plus在工业锅炉领域的潜力，展示了其在模拟复杂工业过程中的强大功能，为提升燃煤锅炉的能源效率和环境保护提供了科学依据。