一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，包括以下步骤：步骤一、检测电厂中烟气各组成成分的含量后计算得到煤的收到基元素成分及其含量，并转化成干燥无灰基成分及其含量；步骤二、根据所述干燥无灰基成分及其含量得到煤的挥发分含量；步骤三、根据所述煤的元素成分及其含量计算得到煤的低位发热量；步骤四、将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到一次风速和二次风的模式。本发明专利技术通过一系列的分析和对比，来调节煤的一次风速，并确定二次风模式，提高煤的利用率。

An Optimal Method of Combustion Air Distribution Based on Coal Soft Sensing Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法
本专利技术涉及锅炉炉膛配风调节领域，尤其涉及一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法。
技术介绍
在我国火力发电在所有发电方式中依旧处于主导地位，如何保证煤炭的高效清洁燃烧是电力行业从业人员在相当长的时间内需要研究的课题。我国幅员辽阔，不同产地的煤品质参差不齐，而电厂对于煤炭的消耗量巨大，受地域、成本、交通等因素影响，电厂无法长期大量地燃用单一煤种。火力发电机组都对应着其参考煤种，当锅炉燃用与参考煤种偏离较大的煤种时，锅炉运行的安全性及经济性都会受到影响。煤质变差一般表现为挥发分和低位发热量降低，水分和灰分含量升高，燃用煤质较差的煤种会导致锅炉的运行工况偏离设计工况，导致燃烧不稳定，甚至熄火，以及煤粉燃尽程度低，排烟温度高，污染物排放量增大等问题。获取煤的煤质信息，并根据煤质的变化对锅炉进行燃烧调整，是优化锅炉燃烧情况的一种有效手段。锅炉燃烧调整即根据入炉的煤质成分及负荷要求，调节给煤量及锅炉的配风方式，使燃料在炉内稳定、充分地燃烧，在保证锅炉运行安全性的基础上，提高其经济效益并减小污染物的排放，优化锅炉运行情况。电厂对锅炉进行燃烧调整一般采用燃烧调整试验的方式，但这种方法多用于新机组投运时使用，且耗时耗力，试验工况有限。计算流体力学方法的出现，为研究锅炉在不同工况下的燃烧情况提供一种有效途径。
技术实现思路
本专利技术为解决目前的技术不足之处，提供了一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，通过一系列的分析和对比，来调节煤的一次风速，并确定二次风模式，提高煤的利用率。本专利技术提供的技术方案为：一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，包括以下步骤：步骤一、检测电厂中烟气各组成成分的含量后计算得到煤的收到基元素成分及其含量，并转化成干燥无灰基成分及其含量；步骤二、根据所述干燥无灰基成分及其含量得到煤的挥发分含量；步骤三、根据所述煤的元素成分及其含量计算得到煤的低位发热量；步骤四、将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下一次风速：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量时，则降低一次风速；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量时，则提高一次风速；将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下二次风的模式：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量高于参考煤种的低位发热量时，二次风采用倒宝塔式配风。优选的是，所述参考煤种为褐煤。优选的是，在所述步骤一中，计算得到煤的收到基元素成分及其含量的过程如下：其中，Car、Har、Oar、Nar、Sar分别为煤的收到基成分中碳、氢、氧、氮、硫的含量；Aar为煤的收到基灰分的含量，Mar为煤的收到基水分含量，分别为以收到基计算的烟气中二氧化碳、二氧化硫、氮气、氧气、水的体积，和分别为二氧化碳、二氧化硫、氮气、氧气、水在标况下的密度，α为过量空气系数，Vgk为考虑未燃尽碳损失后的理论干空气量，ρA为烟气在标况下的密度，ρi为其它i类气体对应的标况下的密度，Vi为以收到基计算的烟气中其它i类气体的体积，i＝CO,H2S...，dk为空气含湿量，Cucr为飞灰和炉底渣的平均未燃尽碳含量。优选的是，在所述步骤一中，所述干燥无灰基成分的含量计算方法为：其中，Ndaf＝100-Cdaf-Hdaf-Odaf-Sdaf；其中，Cdaf、Hdaf、Odaf、Ndaf、Sdaf分别为煤的干燥无灰基中元素碳、氢、氧、氮、硫的含量；分别为烟气在湿烟气下的二氧化碳、二氧化硫的含量；分别为以干燥无灰基成分计算的氮气、氧气的体积，ΓCucr为未燃尽碳的修正系数。优选的是，在所述步骤三中，计算煤的低位发热量Qnet,ar过程如下：Qnet,ar＝339Car+1028Har-109(Oar-Sar)-25Mar。优选的是，在所述步骤二中，根据所述干燥无灰基成分及其含量得到煤的挥发分含量计算过程如下：Vdaf＝Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf其中，Cdaf、Hdaf、Odaf、Ndaf、Sdaf分别为煤的干燥无灰基中元素碳、氢、氧、氮、硫的含量。优选的是，所述未燃尽碳的修正系数ΓCucr计算方式为：其中，煤的收到基灰分的含量Aar为：煤的收到基水分含量Mar为：其中，飞灰和炉底渣的平均未燃尽碳含量Cucr为：Cucr＝αfhCfh+αlzClz；其中，αfh为飞灰份额，取0.9；αlz为炉渣份额，取0.1；Cfh为飞灰含碳量，Clz表示炉渣含碳量；过量空气系数α其中，Vgk,daf＝0.0889(Cdaf+0.375Sdaf)+0.265Hdaf；Vgk为考虑未燃尽碳损失后的理论干空气量:Vgk＝0.0889(Cb+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar。优选的是，的计算方法分别为：其中，为空气中O2的体积份数。优选的是，的计算方法分别为：的计算方法分别为：优选的是，在所述步骤四中，煤的挥发分含量与参考煤种的华发分含量每差别1％，则对一次风速改变量为0.5m/s-2m/s。本专利技术所述的有益效果：本专利技术提供了一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，通过一些列的分析和对比，根据入炉的煤质成分及负荷要求，调节给煤量及锅炉的配风方式，提高煤的利用率，使燃料在炉内稳定、充分地燃烧，在保证锅炉运行安全性的基础上，提高其经济效益并减小污染物的排放，优化锅炉运行情况。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、检测电厂中烟气各组成成分的含量，根据物质守恒及能量守恒定律建立测量模型，求解出煤的收到基元素成分及其含量，并转化成干燥无灰基成分及其含量；步骤二、根据门捷列夫公式求解煤的低位发热量；步骤三、建立元素分析与工业分析的数学模型，将所述煤的元素成分及其含量带入所述数学模型，求解出煤的挥发分含量；步骤四、将煤的挥发分含量及低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，并以此得一次风速和二次风的模式：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量时，则降低一次风速；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量时，则提高一次风速；当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量高于参考煤种的低位发热量时，二次风采用倒宝塔式配风。其中，所述参考煤种为褐煤。所述步骤一中的测量模型为：其中，Car、Har、Oar、Nar、Sar分别为煤的收到基成分中碳、氢、氧、氮、硫的质量百分含量，Aar为煤的收到基灰分的质量百分含量，Mar为煤的收到基水分质量百分含量，％；分别为以收到基计算的烟气中二氧化碳、二氧化硫、氮气、氧气、水的体积，单位Nm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、检测电厂中烟气各组成成分的含量后计算得到煤的收到基元素成分及其含量，并转化成干燥无灰基成分及其含量；步骤二、根据所述干燥无灰基成分及其含量得到煤的挥发分含量；步骤三、根据所述煤的元素成分及其含量计算得到煤的低位发热量；步骤四、将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下一次风速：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量时，则降低一次风速；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量时，则提高一次风速；将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下二次风的模式：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量高于参考煤种的低位发热量时，二次风采用倒宝塔式配风。

【技术特征摘要】
1.一种基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、检测电厂中烟气各组成成分的含量后计算得到煤的收到基元素成分及其含量，并转化成干燥无灰基成分及其含量；步骤二、根据所述干燥无灰基成分及其含量得到煤的挥发分含量；步骤三、根据所述煤的元素成分及其含量计算得到煤的低位发热量；步骤四、将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下一次风速：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量时，则降低一次风速；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量时，则提高一次风速；将所述挥发分含量及所述低位发热量与参考煤种的挥发分含量和低位发热量作比较，得到如下二次风的模式：当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量高于参考煤种的挥发分含量、低位发热量低于参考煤种的低位发热量时，二次风采用缩腰式配风；当煤的挥发分含量低于参考煤种的挥发分含量、低位发热量高于参考煤种的低位发热量时，二次风采用倒宝塔式配风。2.根据权利要求1所述的基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，所述参考煤种为褐煤。3.根据权利要求1所述的基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，在所述步骤一中，计算得到煤的收到基元素成分及其含量的过程如下：其中，Car、Har、Oar、Nar、Sar分别为煤的收到基成分中碳、氢、氧、氮、硫的含量；Aar为煤的收到基灰分的含量，Mar为煤的收到基水分含量，分别为以收到基计算的烟气中二氧化碳、二氧化硫、氮气、氧气、水的体积，和分别为二氧化碳、二氧化硫、氮气、氧气、水在标况下的密度，α为过量空气系数，Vgk为考虑未燃尽碳损失后的理论干空气量，ρA为烟气在标况下的密度，ρi为其它i类气体对应的标况下的密度，Vi为以收到基计算的烟气中其它i类气体的体积，i＝CO,H2S...，dk为空气含湿量，Cucr为飞灰和炉底渣的平均未燃尽碳含量。4.根据权利要求2所述的基于煤质软测量技术的燃烧配风优化方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述干燥无灰基成分的含量计算方法为：其中，Ndaf＝1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英爱，邢耀宏，颜士娟，马纯强，蒋志鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22