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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李博然
研究生(外文):Po-Jan Lee
論文名稱:燃油鍋爐動態程式設計
論文名稱(外文):Dynamic Simulation of Oil-fired Boiler
指導教授:林顯聖
口試委員:張志雄陳誠亮
口試日期:2008-07-11
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:燃油鍋爐程式設計動態模擬壓力控制
外文關鍵詞:oil-fired boilerdynamic simulation
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燃油鍋爐在化學工業和電廠中扮演一個極為重要的角色,其用途在於供給熱能。石化燃料的燃燒,煙氣對鍋爐的熱傳,鍋爐中壓力及燃油量的控制,都會影響操作時的穩定,使得壓力超出容許的範圍,進而造成危險。所以利用電腦程式模擬真實鍋爐的情況,有助於設備人員對鍋爐的瞭解,降低事故發生的機率。本研究希望利用個人電腦開發一座自然循環水管式鍋爐動態模擬程式。
程式的建構是將燃油鍋爐中質量,能量平衡方程式,燃燒熱平衡及飽和狀態下的熱力學性質加以整理,建立數個副程式模組,利用Visual Basic 2005撰寫程式,並加入壓力控制器對鍋爐燃油流量進行控制,以避免壓力變化過於劇烈。
從模擬結果得知開發完成的燃油鍋爐動態程式已可以表現出真實鍋爐在各種擾動下各項變數的應答。
Oil-fired boilers play important roles in chemical industry and power plant, the main purpose is to provide heat energy. Fuel burning, the heat transfer for flue gas to boiler, pressure in boiler and control of fuel flow rate will influence stability of operation and may cause pressure over the allowable range. Therefore, simulating real boiler by computer program can help engineers more familiar with boiler, and decrease the frequency of accident consequentially. This research developed a dynamic simulation program of natural circulation water-tube boiler.
Developing program with solving the mass balance, energy balance, heat balance of firing, arranging the thermodynamic property of saturated state, and then construct them into a series of subroutine models. Visual Basic 2005 was used to develop the program. The pressure controller was used to control fuel flow rate.
From the result, the program can simulate the response of boiler output variables under disturbances.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 文獻回顧 1
1.2 研究動機 3
1.3 章節安排 3
第二章 蒸汽鍋爐 4
2.1 前言 4
2.2 鍋爐構造 7
2.2.1 上升管和降流管 8
2.2.2 水牆管 8
2.2.3 汽鼓 8
2.2.4 燃燒室 9
2.2.5 過熱器 9
2.2.6 空氣預熱器與燃料節省器 9
2.3 鍋爐水管理及爐水沖放 10
2.4 燃料 10
2.5 鍋爐控制 11
2.5.1 鍋爐壓力控制 12
2.5.2 鍋爐液位控制 13
第三章 鍋爐程式開發 18
3.1 前言 18
3.2 燃料燃燒 19
3.3 降流管和上升管質能平衡 22
3.4 水牆管熱平衡 24
3.5 總質能平衡 25
3.6 液位計算 30
3.7飽和狀態的熱力學性質 31
第四章 鍋爐動態模擬 34
4.1程序輸入變數改變的影響 34
4.1.1 燃油與空氣量的影響 34
4.1.2 蒸汽需求量的影響 37
第五章 鍋爐壓力與液位控制 40
5.1 PID控制器 40
5.2 壓力控制器與燃油流量及空氣流量設定 42
5.3 液位控制器與進水量設定 43
5.4 在控制下負荷擾動對程序的影響 44
第六章 結論與未來展望 52
6.1 結論 52
6.2 未來展望 52
參考文獻 53
符號說明 55










表目錄

表 2.1 不同種類燃料的總發熱量及淨發熱量 11
表 2.2 鍋爐中欲控制量與所對應操作量的組合 12
表 2.3 不同種類汽鼓液位控制功能表 14
表 4.1 模擬鍋爐在穩態下的值 34
表 5.1 控制器參數表 43
















圖目錄

圖 2.1 火管式鍋爐構造圖 6
圖 2.2 水管式鍋爐構造圖 6
圖 2.3 鍋爐系統塊解圖 7
圖 2.4 單元件液位控制圖 15
圖 2.5 二元件液位控制圖 16
圖 2.6 三元件液位控制圖 17
圖 3.1 公式符號與設備之示意圖 18
圖 3.2 主程式計算流程圖 29
圖 3.3 液位高度與相對應圓截面積示意圖 30
圖 4.1 燃油流量和空氣量改變對壓力的影響 35
圖 4.2 燃油流量和空氣量改變對上升管中蒸汽重量分率的影響 35
圖 4.3 燃油流量和空氣量改變對循環水流率的影響 36
圖 4.4 燃油流量和空氣量改變對液位的影響 36
圖 4.5 蒸汽需求量改變對壓力的影響 37
圖 4.6 蒸汽需求量改變對上升管中蒸汽重量分率的影響 38
圖 4.7 蒸汽需求量改變對循環水流率的影響 38
圖 4.8 蒸汽需求量改變對液位的影響 39
圖 5.1 鍋爐控制結構圖 41
圖 5.2 蒸汽需求量減少10%下壓力變化應答圖 45
圖 5.3 蒸汽需求量減少10%下液位變化應答圖 45
圖 5.4 蒸汽需求量減少10%下進水量變化應答圖 46
圖 5.5 蒸汽需求量減少10%下燃油流量變化應答圖 46
圖 5.6 蒸汽需求量減少10%下空氣量變化應答圖 47
圖 5.7 蒸汽需求量增加10%下壓力變化應答圖 47
圖 5.8 蒸汽需求量增加10%下液位變化應答圖 48
圖 5.9 蒸汽需求量增加10%下進水量變化應答圖 48
圖 5.10 蒸汽需求量增加10%下燃油流量變化應答圖 49
圖 5.11 蒸汽需求量增加10%下空氣量變化應答圖 49
圖 5.12 進水溫度從25℃改變至50℃下壓力變化應答圖 50
圖 5.13 進水溫度從25℃改變至50℃下液位變化應答圖 51
圖 5.14 進水溫度從25℃改變至50℃下燃油流量變化應答圖 51
[1] A. Tyss φ, "Modeling and Parameter Estimation of a Ship Boiler," Automatica, Vol. 17, No. 1, pp. 157-166 (1981)
[2] E. J. Adam and J. L. Marchetti, "Dynamic Simulation of Large Boilers with Natural Recirculation," Computers & Chemical Engineering, Vol. 23, pp.1031-1040 (1999)
[3] K. J. Astrom and W. D Bell, "Drum-Boiler Dynamics," Automatica, Vol. 36, pp. 363-378 (2000)
[4] T. M. I. Mahlia, M. Z. Abdulmuin, T. M. I. Alamsyah and D. Mukhlishien, "Dynamic Modeling and Simulation of Palm Wastes Boiler," Renewable Energy, Vol. 28, pp. 1235-1256 (2003)
[5] H. Kim and S. Choi, "A Model on Water Level Dynamics in Natural Circulation Drum-Type Boilers," International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 32, pp. 786-796 (2005)
[6] MYNAH Technologies, mimic Boiler Simulation Application Package Product Data Sheet, St. Louis: MYNAH Technologies (2004)
[7] K. S. Bhambare, S. K. Mitra and U. N. Gaitonde, "Modeling of a Coal-Fired Natural Circulation Boiler," Journal of Energy Resources Technology, Vol. 129, pp. 159-167 (2007)
[8] B. Li, T. Chen and D. Yang, "DBSSP-A Computer Program for Simulation of Controlled Circulation Boiler and Natural Circulation Boiler Start up Behavior," Energy Conversion and Management, Vol. 46, pp. 533-549 (2005)
[9] 陳永富,蒸汽鍋爐綜合診斷專家系統之研究,碩士論文,國立高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系,高雄市 (2003)
[10] 經濟部貿易調查委員會,產業調查報告書,台北市:台灣經濟研究院 (1997)
[11] 謝明輝,最新鍋爐學,臺中市:台灣省鍋爐安全協會 (1981)
[12] 邱茂信、吳瀧川、塗漢欽,公用設施,臺北市:高立圖書有限公司 (1986)
[13] 中技社節能技術發展中心,蒸汽鍋爐高效率作業技術手冊,台北縣:台灣綠色生產力基金會-節約能源中心 (2000)
[14] 蔡國隆,模糊控制在高壓鍋爐程式之運用,碩士論文,臺北科技大學化學工程研究所,臺北市 (2003)
[15] S. I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics 3rd edition, New York: John Wiley & Sons (1997)
[16] 王學婉,蒸餾塔啟動程式即時動態模擬視窗程式設計,碩士論文,臺北科技大學化學工程研究所,臺北市 (1997)
[17] D. E. Seborg, T. F. Edgar and D. A. Mellichamp, Process Dynamics and Control 2nd edition, New York: John Wiley & Sons (2004)
[18] Y. Chu, C. Lou, Q. Cheng and H. Zhou, "Distributed Parameter Modeling and Simulation for the Evaporation System of a Controlled Circulation Boiler Based on 3-D Combustion Monitoring," Applied Thermal Engineering, Vol. 28, pp. 164-177 (2008)
[19] C. P. Rodrigues, M. A. Lansarin, A. R. Secchi and T. F. Mendes, "Simulation of Pulverized Coal Fired Boiler: Reaction Chamber," Thermal Engineering, Vol. 4, No. 1, pp. 61-68 (2005)
[20] M. Z. Zhao, L. W. Wu, A. R. Secchi and M. G. Rodd, "Distributed Multivariable Control System Design for Coal-Fired Boilers," Control Eng. Practice, Vol. 1, No. 6, pp. 963-969 (1993)
[21] Z. Niu and K. V. Wong, "Adaptive Simulation of Boiler Unit Performance" Energy Convers Mgmt, Vol. 39, No. 13, pp. 1383-1394 (1998)
[22] C. Maffezzoni, "Boiler-Turbine Dynamics in Power-Plant Control," Control Eng. Practice, Vol. 5, No. 3, pp. 301-312 (1997)
[23] 許寶東,水管式鍋爐最佳設計之電腦軟體程式的建立,碩士論文,成功大學機械工程研究所,台南市 (1984)
[24] 葛平亞,火管式鍋爐動力模式研究,碩士論文,台灣大學機械工程學研究所,臺北市 (1984)
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