一种入炉燃煤发热量实时监视系统及其监视方法技术方案

本发明专利技术属于火力发电厂锅炉燃烧过程监测技术领域，具体涉及一种入炉燃煤发热量实时监视系统及其监视方法。该系统运用现代工程热物理算法，采用现代计算机技术，建立对锅炉燃烧实时监测，其包括分别与系统总线连接的工程师站和操作员站，该工程师站和操作员站分别通过系统总线与发电机组DCS系统的计算服务器相连接，所述实时监视系统通过以太网与发电机组DCS系统相连接，并从发电机组DCS系统的数据总线上获取实时计算数据，实时计算数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。通过本发明专利技术的入炉煤发热量监测系统投运后，能够指导发电厂运行人员及时准确地监测炉内发热量，调整锅炉燃烧，确保机组稳定、高效、安全运行。

Coal burning heat generation real-time monitoring system and monitoring method thereof

The invention belongs to the technical field of boiler combustion process monitoring in a thermal power plant, in particular to a real-time monitoring system for coal burning heat input into a furnace and a monitoring method thereof. The use of modern engineering thermal physics algorithm of this system, the use of modern computer technology, the establishment of the boiler combustion monitoring, which are respectively connected with the system bus engineer and operator station, the engineer station and operator station respectively through system bus and DCS power generation unit is connected to the server computing department system, the real-time monitoring system is connected DCS system through Ethernet and generating units, and obtain the real-time calculation of the data from the data bus DCS system of power plant, real-time calculation of data through the OPC protocol to send data to the bus for the operator station and engineer station call. After the operation of the coal heat monitoring system of the heating furnace of the present invention, it can guide the operators of the power plant to monitor the heat in the furnace in time and accurately, adjust the combustion of the boiler, and ensure the stable, efficient and safe operation of the unit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于火力发电厂锅炉燃烧过程监测
，具体涉及一种入炉燃煤发热量实时监视系统及其监视方法。
技术介绍
当前，我国电力行业正在由计划经济体制逐步向市场经济体制过渡，发电企业一方面面临厂网分开、竞价上网的电力市场竞争，另一方面由于能源紧张导致煤价上涨，进一步加大了发电企业的生产成本。因此发电企业迫切要求挖掘机组运行的潜力，提高机组运行效率，降低生产成本，提高企业竞争能力。目前，对我国的大部分火力发电厂而言，由于煤种变化大，燃用煤质普遍较差，再加之锅炉实际运行中，设备改造、变负荷运行、热力实验间隔时间长等原因，存在锅炉燃烧达不到最佳的现象。燃煤发热量是煤种的核心参数，燃煤发热量直接影响到机组的高效和稳定运行，煤炭的掺烧造成煤炭的发热量不断变化，掺烧的比例较难以控制，造成入炉发热量多变，经常造成锅炉熄火，目前缺乏有效的入炉燃煤发热量实时在线测试手段。煤种化验数据由于取样和掺烧的原因，往往偏离实际数据，并且存在滞后性，对运行指导意义不强。因此迫切需要通过实时监视入炉燃煤发热量等核心参数来指导优化运行，在一定范围内提高机组安全性、经济性和环保性能。目前关于燃烧监测的研究多集中在火电机组在线监测，如SIS系统：主要基于对现场DCS数据采集和分析，但未对发热量进行实时计算和数据输出。近阶段国内多个发电厂家安装昂贵但并不可靠的分析仪表，如烟气排放物成分仪表来监测锅炉燃烧后组份，这对现场的测控仪表有较高的要求，不符合中国的实际国情。同时，采用一些通用技术，缺乏对锅炉本体差异针对性处理。另外，国外的锅炉燃烧优化控制系统缺少本地化的开发，培训和服务也不到位，难以适应我国工业现场的现状。
技术实现思路
本专利技术是针对
技术介绍
中所述的大型火力发电站锅炉燃烧技术存在的问题，提出一种入炉燃煤发热量实时监视系统及其监视方法。通过本专利技术的监视系统可在线监测锅炉燃烧的入炉燃煤发热量的重要参数，给出锅炉运行燃烧过程中的最优发热量参数曲线，指导机组按照最佳方式运行，从而达到提高锅炉机组经济性、安全性和环保性能的目的。实现本专利技术目的而采用的技术方案为：一种入炉燃煤发热量实时监视系统，该系统运用现代工程热物理算法，采用现代计算机技术，建立对锅炉燃烧实时监测，该系统包括分别与系统总线连接的工程师站和操作员站，该工程师站和操作员站分别通过系统总线与发电机组DCS系统的计算服务器相连接，所述实时监视系统通过以太网与发电机组DCS系统相连接，并从发电机组DCS系统的数据总线上获取实时计算数据，实时计算数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。作为本专利技术一选优技术方案，本专利技术所述操作员站用于过程值采集、监控、报表打印；所述工程师站用于现场监控、修改控制终端。实现本专利技术另一目的而采用的技术方案为：一种入炉燃煤发热量实时监视系统的监视方法，其包括以下步骤：1)采集发电机组DCS系统的实时核心数据；2)根据锅炉热平衡和直接能量平衡，分别计算出锅炉和汽轮机效率及机组整体效率；3)根据单元机组整体效率、总给煤量和总负荷，计算出对应的实时发热量数据；4)将实时发热量数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。作为本专利技术一优选技术方案，步骤1)中所述实时核心数据，包括：发电机组轴承负荷、主汽压、主汽温、调节级压力、真空以及抽汽量和供汽量。作为本专利技术另一优选技术方案，步骤2)中采用基于神经元及小波分析方法计算出锅炉和汽轮机效率及机组整体效率。作为本专利技术另一优选技术方案，步骤3)中的实时发热量高于或低于某个警戒值时，系统将进行警告提示。本专利技术的有益效果为：1)通过本专利技术的入炉煤发热量监测系统投运后，能够指导发电厂运行人员及时准确地监测炉内发热量，调整锅炉燃烧，确保机组稳定、高效、安全运行。2)可结合火检和化学化验单可以准确地判断出煤质，适应锅炉燃烧煤质的多变问题，还可以有效防止煤种掺假的情况。3)若发热量估算值与化验值及掺配单加权平均发热量偏差大于某个值，可以认为化验数据不准确、掺烧不均匀，或者锅炉燃烧调整太差、机组煤耗高、整体效益差，有效解决锅炉运行特性的最佳工况偏离问题。4)采用本专利技术的入炉煤发热量监测系统后，避免锅炉熄火事故的发生，减少因锅炉熄火带来的直接损失，同时采用本专利技术系统后，可降低机组供电煤耗，节约用煤成本。附图说明图1为本专利技术入炉燃煤发热量实时监视系统的系统架构图。图2为本专利技术入炉燃煤发热量实时监视系统的工作状态图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本专利技术进行进一步描述。如图1所示，本专利技术一种入炉燃煤发热量实时监视系统，该系统运用现代工程热物理算法，采用现代计算机技术，建立对锅炉燃烧实时监测，该系统包括分别与系统总线连接的工程师站和操作员站，该工程师站和操作员站分别通过系统总线与发电机组DCS系统的计算服务器相连接，其特征在于：所述实时监视系统通过以太网与发电机组DCS系统相连接，并从发电机组DCS系统的数据总线上获取实时计算数据，实时计算数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。本专利技术的入炉燃煤发热量实时监视系统的监视方法，其主要包括以下步骤：1)采集发电机组DCS系统的实时核心数据；2)根据锅炉热平衡和直接能量平衡，分别计算出锅炉和汽轮机效率及机组整体效率；3)根据单元机组整体效率、总给煤量和总负荷，计算出对应的实时发热量数据；4)将实时发热量数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。其中，步骤1)中所述实时核心数据，包括：发电机组轴承负荷、主汽压、主汽温、调节级压力、真空以及抽汽量和供汽量。步骤2)中采用基于神经元及小波分析方法计算出锅炉和汽轮机效率及机组整体效率。步骤3)中的实时发热量高于或低于某个警戒值时，系统将进行警告提示。不同的负荷，不同的工况下机组效率不同，计算精度较高，误差不超过2％。基本算法：对热力系统进行计算，必须已知计算工况下的机组类型、容量、初终参数、回热参数、再热参数及供热抽汽参数、回热系统的连接方式、机组相对内效率、机械效率和发电机效率等。主要是三个基本平衡公式：热平衡公式、物质平衡公式和汽轮机功率方程式。汽机各级抽汽量主要由加热器热平衡计算出：ws(hs-hd)η＝ww(hw1-hw2)式中，ws－抽汽量；hs－抽汽焓，由抽汽压力和抽汽温度计算出；hd－加热器对应的饱和水焓；η－加热器效率；ww－加热器给水量；hw1－加热器进水焓；hw2－加热器出水焓；汽轮机质量平衡公式：式中，Dc-新蒸汽进入凝汽器的量；D0-汽轮机调节级进汽量；Dj各级抽汽量；汽轮机功率平衡公式：3600Pe＝Wiηmηg＝D0Wiηmηg式中，ηm－汽轮机机械效率；ηg－发电机电效率；Drh－再热汽流量；hrh－再热汽焓；Pe－发电机有功；本专利技术一种入炉燃煤发热量实时监视系统与锅炉燃烧状态联机在线，根据现有的监测数据预测燃烧过程的发展趋势，通过对锅炉的重要燃烧参数—入炉煤发热量变化趋势进行准确预测。优选地，本专利技术所述操作员站用于过程值采集、监控、报表打印；所述工程师站用于现场监控、修改控制终端。图2所示为本专利技术入炉燃煤发热量实时监视系统的工作状态图，在图界面，可实时显示入炉燃煤发热量数值，同时根据用户需要，将实时数据进行统计与分析，并生成实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种入炉燃煤发热量实时监视系统，该系统运用现代工程热物理算法，采用现代计算机技术，建立对锅炉燃烧实时监测，其特征在于：该系统包括分别与系统总线连接的工程师站和操作员站，该工程师站和操作员站分别通过系统总线与发电机组DCS系统的计算服务器相连接，所述实时监视系统通过以太网与发电机组DCS系统相连接，并从发电机组DCS系统的数据总线上获取实时计算数据，实时计算数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。

【技术特征摘要】
1.一种入炉燃煤发热量实时监视系统，该系统运用现代工程热物理算法，采用现代计算机技术，建立对锅炉燃烧实时监测，其特征在于：该系统包括分别与系统总线连接的工程师站和操作员站，该工程师站和操作员站分别通过系统总线与发电机组DCS系统的计算服务器相连接，所述实时监视系统通过以太网与发电机组DCS系统相连接，并从发电机组DCS系统的数据总线上获取实时计算数据，实时计算数据通过OPC协议发送至数据总线，供操作员站和工程师站调用。2.根据权利要求1所述的入炉燃煤发热量实时监视系统，其特征在于：所述操作员站用于过程值采集、监控、报表打印；所述工程师站用于现场监控、修改控制终端。3.一种如权利要求1或2所述的入炉燃煤发热量实时监视系统的监视方法，其特征在于：包括以下步骤：1)采集发电机组DCS系统的实时核心数据；2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贤明，
申请(专利权)人：江苏铭彦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32