6. Bố cục của luận án
2.2.2 Quá trình cháy và truyền nhiệt trong lò hơi
Quá trình cháy và sinh nhiệt trong lò hơi là một quá trình phức tạp. Trong luận án này, mô hình quá trình cháy và sinh nhiệt được đơn giản hóa bằng một khâu quán tính bậc nhất giữa lưu lượng nhiên liệu và lượng nhiệt cháy sinh ra như sau:
C
f dQ C v f
Q c D
dt (2.4)
trong đó cvlà nhiệt trị của nhiên liệu (kJ/kg); Tf là hằng số thời gian của quá trình cháy (s).
Nhiệt lượng truyền từ đường khói thải đến vách kim loại và từ vách kim loại đến môi chất thường được mô hình hóa theo hai cách. Một cách là xem xét các
phương trình truyền nhiệt liên quan đến nhiệt độ khói thải ra khỏi buồng lửa, nhiệt độ vách kim loại, nhiệt độ môi chất thông qua các cơ chế trao đổi nhiệt hoặc bức xạ, hoặc dẫn nhiệt hoặc đối lưu của từng bộ trao đổi nhiệt. Các phương trình này có thể tìm thấy trong các công trình [31, 40, 42, 55, 60, 64]. Tuy nhiên trong thực tế quá trình trao đổi nhiệt trong lò hơi là sự kết hợp của cả 3 cơ chế bức xạ, dẫn nhiệt và đối lưu hết sức phức tạp. Phương pháp tiếp cận thứ 2 đó là nhiệt lượng cung cấp cho các bề mặt trao đổi nhiệt (truyền nhiệt từ các vách kim loại của các bộ trao đổi nhiệt đến môi chất chứa trong nó) đều được giả thiết tỉ lệ với
nhiệt lượng cháy QC. Phương pháp này có thể tìm thấy trong các công trình mô
hình hóa nhà máy nhiệt điện như [43, 44, [54]
Từ quan điểm điều khiển, trong luận án này quan hệ giữa nhiệt lượng cháy và nhiệt lượng hấp thụ để sinh hơi trong bao hơi được mô tả bằng một khâu quán tính bậc nhất:
1 EV
C dQ EV EV C
Q k Q
dt (2.5)
Tương tự như vậy, ta có quan hệ giữa nhiệt lượng cháy và nhiệt lượng hấp thụ trong bộ quá nhiệt là:
2 SH
C dQ SH SH C
Q k Q
dt (2.6)
Lưu ý rằng, hằng số thời gian quán tính của quá trình cháy tương đối nhỏ so với hằng số thời gian của các quá trình truyền nhiệt, do đó ta có thể mô tả quan hệ giữa lưu lượng nhiên liệu với nhiệt lượng hấp thụ trong bao hơi và nhiệt lượng hấp thụ trong bộ quá nhiệt là các khâu quán tính bậc nhất (với các hằng số thời gian quán tính và hệ số khuếch đại là các tham số cần xác định):
1 EV EV EV f EV dQ Q k D dt (2.7) 1 SH EV SH f SH dQ Q k D dt (2.8)
23