煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法技术

本发明专利技术提供了一种煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，该方法包括获取锅炉运行参数的实时数据，并对实时数据进行预处理，得到可靠的有效数据，然后根据获取的有效数据计算得到入炉煤气热值与锅炉热效率。该方法通过高炉煤气与转炉煤气混烧锅炉的运行参数在线辨识出高炉煤气和转炉煤气的干基热值，并用于锅炉热效率的在线监测，可为锅炉的性能分析和燃烧调整提供可靠依据，具有重要的实用意义。

On-line Monitoring Method for Calorific Value of Input Gas and Boiler Thermal Efficiency of Gas Mixed Burning Boiler

【技术实现步骤摘要】
煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法
本专利技术是涉及热能工程的锅炉
，具体的说是煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法。
技术介绍
钢铁企业在冶炼工序中产生大量的高炉煤气和转炉煤气，作为冶炼过程的副产资源，高炉煤气和转炉煤气的有效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。近年来，随着煤气燃烧技术的发展与进步，一些钢铁厂采用混烧煤气锅炉来吸收钢厂富余的高炉煤气和转炉煤气，并取得了较好的效果。燃料热值是煤气锅炉燃烧调整的重要依据，同时也是锅炉热效率的基本输入参数，燃料热值的变化与波动会对锅炉的安全和经济运行产生很大影响。然而，由于条件所限，目前大多数钢铁企业自备电厂煤气锅炉都未配置煤气热值在线测量装置，电厂基本上仍然是以人工输入定期化验分析值作为当前的锅炉入炉燃料热值，许多中小型钢铁厂的自备电厂甚至连煤气定期取样化验分析的条件都不具备，其惯用做法是直接取人工设定值或者上一次热态试验值。而实际上，受上游冶炼工序等因素的影响，煤气的成分和热值很难保持稳定，经常处于波动状态，人工输入的定期化验值很可能会大大偏离当前真实值，取人工设定值或者取上一次热态试验值的方式更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：锅炉混烧高炉煤气和转炉煤气，所述监测方法的具体步骤如下：步骤1，实时采集机组的在线运行数据；步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，得到用于求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率的有效数据；步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉的入炉煤气热值与锅炉热效率，具体包括以下步骤：步骤3.1，假定一个初始的高炉煤气干基热值

【技术特征摘要】
1.煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：锅炉混烧高炉煤气和转炉煤气，所述监测方法的具体步骤如下：步骤1，实时采集机组的在线运行数据；步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，得到用于求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率的有效数据；步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉的入炉煤气热值与锅炉热效率，具体包括以下步骤：步骤3.1，假定一个初始的高炉煤气干基热值假定一个初始的转炉煤气干基热值步骤3.2，分别根据假定的高炉煤气干基热值和转炉煤气干基热值进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算，计算内容包括：步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基热值进行高炉煤气燃烧计算：步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量步骤3.2.1.2，通过理论干空气量和理论干烟气量计算高炉煤气特性因子χBFG；步骤3.2.1.3，通过高炉煤气特性因子χBFG计算高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG；步骤3.2.1.4，计算每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG；步骤3.2.1.5，计算每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量步骤3.2.2，根据假定的转炉煤气干基热值进行转炉煤气燃烧计算：步骤3.2.2.1，通过假定的转炉煤气干基热值计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量步骤3.2.2.2，通过理论干空气量和理论干烟气量计算转炉煤气特性因子χLDG；步骤3.2.2.3，通过转炉煤气特性因子χLDG计算转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG；步骤3.2.2.4，计算每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG；步骤3.2.2.5，计算每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量步骤3.3，分别计算入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG；步骤3.4，分别计算空气预热器进、出口换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓和空气焓；步骤3.5，计算空气预热器烟气侧总放热量Qy；步骤3.6，计算标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk；步骤3.7，计算流经空气预热器的干空气流量Vgk中高炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)BFG；步骤3.8，计算高炉煤气干基热值(Qd)BFG；步骤3.9，将(Qd)BFG与的差值的绝对值与设定的误差限值ε1进行比较：当大于误差限值ε1时，重新假定高炉煤气干基热值并再次执行步骤3.2至步骤3.9，当小于或等于误差限值ε1时，输出高炉煤气干基热值(Qd)BFG；步骤3.10，计算锅炉输入热量Qr；步骤3.11，计算煤气锅炉的各项热损失；步骤3.12，根据步骤3.11中的热损失数据计算锅炉热效率η；步骤3.13，根据机组运行参数计算锅炉有效利用热Ql；步骤3.14，计算转炉煤气干基热值(Qd)LDG；步骤3.15，将(Qd)LDG与的差值的绝对值与设定的误差限值ε2进行比较：当大于误差限值ε2时，重新假定转炉煤气干基热值并再次执行步骤3.2至步骤3.15，当小于或等于误差限值ε2时，进入下一步骤；步骤3.16，输出(Qd)LDG作为最终转炉煤气干基热值，输出(Qd)BFG作为最终高炉煤气干基热值，输出η作为最终煤气锅炉热效率。2.如权利要求1所述的煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：所述的步骤3.2中高炉煤气和转炉煤气燃烧计算的内容包括：步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基热值进行燃烧计算：步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式如下：其中，为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；为假定的高炉煤气干基热值；a1、b1为高炉煤气燃烧理论干空气量计算系数；每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为假定的高炉煤气干基热值；a2、b2为高炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数；步骤3.2.1.2，高炉煤气特性因子χBFG的计算公式如下：其中，χBFG为高炉煤气特性因子；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；步骤3.2.1.3，步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下：其中，αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(O2)为烟气含氧量；当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下：其中，αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(O2)为烟气含氧量；φ′(CO)为烟气中CO含量；步骤3.2.1.4，每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG的计算公式如下：其中，(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；步骤3.2.1.5，每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；dk为空气的绝对湿度；(dg)BFG为高炉煤气含湿量；步骤3.2.2，根据假定的转炉煤气干基热值进行燃烧计算：步骤3.2.2.1，通过假定的转炉煤气干基热值计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式如下：其中，为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；为假定的转炉煤气干基热值；a3、b3为转炉煤气燃烧理论干空气量计算系数；每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为假定的转炉煤气干基热值；a4、b4为转炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数；步骤3.2.2.2，计算转炉煤气特性因子χLDG的计算公式如下：其中，χLDG为转炉煤气特性因子；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；步骤3.2.2.3，步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下：其中，αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(O2)为烟气含氧量；当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下：其中，αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(O2)为烟气含氧量；φ′(CO)为烟气中CO含量；步骤3.2.2.4，每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG的计算公式如下：其中，(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；步骤3.2.2.5，每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；dk为空气的绝对湿度；(dg)LDG为转炉煤气含湿量。3.如权利要求2所述的煤气混烧锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：所述的步骤1中采集到的机组的在线运行数据包括转炉煤气温度、当地大气压力、转炉煤气压力、转炉煤气流量、高炉煤气温度、高炉煤气压力和高炉煤气流量，所述的步骤3.3中入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG的计算公式如下：入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG的计算公式如下：其中，(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；(tg)LDG为转炉煤气温度；pa为当地大气压力；(pg)LDG为转炉煤气压力(表压)；为实测的入炉转炉煤气流量；(dg)LDG为转炉煤气含湿量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶亚兰，王宏明，安翔，
申请(专利权)人：江苏海事职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32