3.3技術(shù)關(guān)鍵

　　(1)完成受熱面的計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)咽皮，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地直接考察設(shè)計(jì)變量的變化對目標(biāo)函數(shù)的影響轿跌，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中將不可計(jì)算的項(xiàng)目轉(zhuǎn)化成可計(jì)算性項(xiàng)目。

　　(2)在參數(shù)設(shè)計(jì)這個環(huán)節(jié)中浅涛，將受熱面的重要指標(biāo)受熱面作為考核目標(biāo)注寥，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)優(yōu)的方法，直接搜索最優(yōu)解恤锣，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)廷蓉。

　　220t/H煤粉爐空預(yù)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　在鍋爐的對流受熱面中，尾部受熱面尤其是空氣預(yù)熱器傳熱量較少马昙，但是傳熱面積卻比過熱器的傳熱面積大得多桃犬，因此尾部受熱面的設(shè)計(jì)和布置問題是一個關(guān)系到鍋爐造價(jià)的重要經(jīng)濟(jì)問題。以某220t/H煤粉爐為例行楞，過熱器系統(tǒng)包括頂棚過熱器攒暇、屏式過熱器土匀、高溫對流過熱器、低溫對流過熱器以及包墻管等形用，過熱器的總面積為1700m2就轧，該鍋爐的尾部受熱面采用雙級布置，兩級空氣預(yù)熱器的總傳熱面積高達(dá)14000m2尾序，是過熱器總傳熱面積的8倍钓丰。其原因是空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)和空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)都比較低，因此傳熱系數(shù)相當(dāng)?shù)?再者每币，空氣預(yù)熱器又處于煙氣流程中溫度最低的部位携丁，傳熱溫壓也比其它受熱面小得多。因此峰遇，尾部受熱面尤其是空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和布置問題是影響鍋爐造價(jià)的主要問題拿详。

　　本文作者采用上述增廣目標(biāo)函數(shù)方法對該220t/H鍋爐的空氣預(yù)熱器進(jìn)行過具體設(shè)計(jì)計(jì)算。以傳熱面積最小作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)篡前。高溫級空氣預(yù)熱器的部分計(jì)算結(jié)果示于表1中户克。

　　表1220t/H煤粉爐高溫空氣預(yù)熱器優(yōu)化結(jié)果

　　dw(m) S1(m) S2(m) Z1 Z2 H(m2)原設(shè)計(jì) 0.040 0.062 0.040 32 44 4800.30

　　優(yōu) 0.037 0.058 0.037 34 47 4507.54

　　化 0.039 0.061 0.039 32 43 4601.30

　　設(shè) 0.040 0.060 0.040 32 43 4675.78

　　計(jì) 0.041 0.062 0.041 31 43 4777.18

　　筆者對該220t/H鍋爐的低溫級空氣預(yù)熱器也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。原設(shè)計(jì)方案的傳熱面積是9408m2泡愉，優(yōu)化設(shè)計(jì)后傳熱面積僅為7489.01m2输僻，可節(jié)省傳熱面積20.4%。

　　5結(jié)論及展望

　　5.1結(jié)論

　　(1)鍋爐的計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)對于設(shè)計(jì)制造部門具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義锄灾，為設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化組合提供了科學(xué)的春庇、簡便可靠的計(jì)算依據(jù)，克服了傳統(tǒng)的單純憑經(jīng)驗(yàn)或有限的試驗(yàn)結(jié)果來確定設(shè)計(jì)參數(shù)的盲目性覆霹。

　　(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法在鍋爐正交優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中是十分有效的猜逮，它不僅完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，成為優(yōu)化的關(guān)鍵煞陵，同時(shí)在最佳參數(shù)組合確定后照菱，能迅速完成其它參數(shù)的設(shè)計(jì)工作。

　　(3)鍋爐受熱面的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型是一個約束非線性的混合離散變量優(yōu)化模型航邢，用改進(jìn)正交試驗(yàn)方法進(jìn)行迭代求解計(jì)算是非常有效的耕赘，它能夠直接快速地找到最優(yōu)解，獲得目標(biāo)函數(shù)最佳時(shí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)膳殷。

　　(4)在鍋爐的設(shè)計(jì)計(jì)算過程中操骡，可以將曲線、表格進(jìn)行擬合秽之，在優(yōu)化迭代的過程中当娱，通過引入擬合公式迅速完成迭代進(jìn)程吃既。

　　5.2展望

　　(1)鍋爐受熱面優(yōu)化設(shè)計(jì)問題是一個影響經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要問題考榨。在確保安全的前提下跨细，采用最優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可以獲得減少傳熱面積、節(jié)省金屬耗量河质、降低受熱面造價(jià)的顯著經(jīng)濟(jì)效果冀惭。

　　(2)省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇外掀鹅，還應(yīng)該用最優(yōu)化方法來確定是用單級布置還是雙級布置散休，以及如何進(jìn)行最優(yōu)雙級布置等問題。

　　(3)尾部受熱面雙級布置時(shí)出蛾，合理分配高低溫級省煤器及高低溫空氣預(yù)熱器的吸熱量促讶，對降低整個尾部受熱面的造價(jià)、提高經(jīng)濟(jì)性是很有利的掏躬。

　　(4)鍋爐是一個有機(jī)的熱工機(jī)械系統(tǒng)侮捷，建立一個鍋爐的整體優(yōu)化模型，并進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)续疲，是我們今后面臨的一個主要課題偶画。

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