循环流化床燃烧是一种高效、低污染、燃料适应性广的洁净煤燃烧发电技术,在当前及今后仍以燃煤发电为主的情况下,循环流化床燃煤发电技术将在国内外得到迅速发展。利用锅炉的整体动态数学模型开发的仿真系统能及时预测、分析及解决锅炉的现场运行问题,从而提高锅炉的安全性和经济性。旋风分离器是大型循环流化床锅炉系统中一个十分重要而复杂的装置,而在其实际运行当中,分离器的后燃现象又是非常常见的,后燃现象的存在对整个锅炉系统的动态特性有着不容忽视的影响。因此,对其建立准确的动态数学模型是十分有必要的。本文的工作就是基于上述出发点,以440t/h 循环流化床锅炉风烟系统各设备为研究对象,重点对旋风分离器建立了独立的动态数学模型。在对旋风分离器建立数学模型时,根据实际情况,考虑了分离器内物料的后燃现象,并对分离器入口烟气颗粒考虑了其宽筛分特性。所建立的数学模型包括分离器模型、过热器模型、省煤器模型、风机模型、泵和阀门模型等。在数学模型的基础上,本文运用面向对象的高级程序设计语言(FORTRAN)建立了仿真模型,考虑到锅炉设备的病态特性,模型算法采用能自动变阶变步长的数值积分算法-Gear 算法,以及求解雅可比矩阵的Jacobi 算法。随后,本文对各设备进行了阶跃扰动下的仿真试验。试验结果表明:各模块的动态规律正确合理,动态特性与理论分析结果吻合较好;添加扰动后模块的状态参数变化合理,与理论分析结果一致,正确的反映了各设备的动态特性;验证了本文建立的数学模型的正确性。本文在建模时采用了模块化建模的思想,故本文所建立的各设备模块具有通用性、开放性、可重用性及可扩展性等诸多优点。因此,作为电厂工程分析用仿真器的一部分,本文采用COMPAQ Visual Fortran 6.5 作为开发工具,开发了旋风分离器及锅炉风烟系统相关设备的动态模型模块。本文开发的通用设备模块能较好的应用于现场的工程设计和过程分析,有利于及时准确地分析解决工程实际问题。