一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，首先采集电厂实时生产数据和煤质化验数据；然后根据煤质内硫元素在锅炉的运行轨迹和质量守恒原理，构建入炉煤硫分与现场采集参数之间的数学关系；之后，计算入炉煤成分与脱硫系统原烟气参数之间的滞后时间，以及煤质取样点到炉膛入口位置的延迟时间，计算入炉煤硫分计算值与现场采集参数的时刻偏差；最后进行入炉煤硫分计算值和化验值的对比，计算最新的修正系数，最后计算得到不同时刻下的入炉煤硫分。本方法能有效利用电厂历史数据和煤质化验数据，通过自动实时采集和关联数据分析，获取入炉煤硫分信息，为电厂燃料管理、绩效考评和燃烧运行决策提供必要的数据支持。支持。支持。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法


[0001]本专利技术涉及火力发电行业的软测量应用
，特别涉及一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法。

技术介绍

[0002]随着电厂数字化建设进程的推进，智能电厂的许多生产业务分析及燃料管理都需要依赖进入炉膛的燃料实时成分信息，比如煤质硫分，既是电厂进行燃料管理与实时绩效考核的重要依据，也是脱硫系统进行出力调节的重要参考，也为炉膛硫氧化物的生成量以及可能引起的水冷壁高温腐蚀及尾部烟道低温腐蚀提供基础信息。
[0003]但是燃料硫分一般是由运行值班人员进行定时定点地取样和离线化验得到，化验结果一般也会滞后若干小时，化验取样结果的代表性也有限。燃料硫分一般在燃煤中的比例也较小，不同类型的煤质差异较大，暂时缺少稳定准确地在线测量装置得到入炉煤的实时硫分值。随时电厂信息化、数字化的基础建设完善，利用电厂实时运行数据和化验数据进行自动计算分析和校正，形成入炉煤硫分的实时软测量方案，具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为了实时掌握火电厂入炉煤的实时硫分，本专利技术的目的在于提供一种基于电厂实时数据进行入炉煤的硫含量软测量在线计算方法，该方法能结合现场入炉煤燃烧的实时数据信息及历史化验结果，进行在线计算入炉煤硫分并自动校正计算结果，为电厂燃料管理、脱硫系统运行调整等提供重要的基础数据支持。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，包括如下步骤：/>[0007]步骤一：采集电厂关键的实时生产数据；
[0008]基于电厂厂级监控信息系统，采集获取实时入炉煤量F
coal
,单位为t/h,脱硫系统入口处的原烟气流量G
gas
,单位为km3/h，原烟气SO2浓度c
SO2
，单位为mg/m3；
[0009]步骤二：建立入炉煤硫分S与实时生产数据的数学关系；
[0010]根据入炉煤的硫分在炉膛入口和出口质量守恒原则，并考虑硫元素在炉内燃烧，除了大部分转化为SO2，还有少部分转化为SO3和因为炉内喷钙脱硫或自脱硫而形成硫酸盐；将炉内入炉煤硫元素转化为SO3和硫酸盐形态比例部分作为修正系数K统一考虑，得到入炉煤硫分与实时生产数据的函数关系，如下式(1)所示；
[0011][0012]S——入炉煤硫分，％；
[0013]K——入炉煤硫分计算修正系数；
[0014]步骤三：计算煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间t
flow
；
[0015]根据实时计算的炉膛容积热负荷实际值，估算煤粉进入炉膛到炉膛出口的燃烧停
留时间t
a
；根据烟气流速及炉膛出口到脱硫系统入口的烟气流程特征，估算烟气从炉膛出口到脱硫系统入口的流动时间t
b
；
[0016]煤粉在大型煤粉炉内的燃烧停留时间t
a
为1s～2s，与炉膛容积热负荷有关；实时计算炉膛容积热负荷实际值Q
v,t
，单位为MW/m3，如下式：
[0017][0018]式中，
[0019]Q
arnet
——入炉煤低位发热量，kJ/kg；
[0020]V
b
——锅炉炉膛容积，m3；
[0021]根据式(2)实时计算炉膛容积热负荷实际值Q
v,t
，与容积热负荷设计值Q
v,0
比较，并按照式(3)逻辑估算燃烧停留时间t
a
；
[0022][0023]将炉膛出口至脱硫系统入口的烟道按照烟道截面积不同分为若干烟道段，各烟道长度为l
i
单位为m，烟道截面积为A
i
单位为m2；总烟气流动时间按下式(4)计算：
[0024][0025]则得到煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间，如下式(5)：
[0026]t
flow
＝t
a
+t
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0027]步骤四：估算煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t
c
；
[0028]采集输煤皮带的上煤速率v
belt
，采样点到煤仓的距离l
b
；煤仓的当前煤位h，煤仓的落煤速率v
bunker
；根据制粉系统类型及现场运行经验，估算出磨煤机制粉时间t
c1
；最终估算得到煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t
c
，如下式(6)：
[0029][0030]步骤五：得到修正前的入炉煤硫分计算值；
[0031]因为实时入炉煤硫分是通过锅炉尾部烟气成分计算得到，存在时间滞后，时间滞后t
zh
通过步骤三和步骤四得到的特征时间，按下式(7)得到：
[0032]t
zh
＝t
flow
+t
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0033]然后，修正前的入炉煤硫分计算值按下式(8)得到：
[0034][0035]式中，
[0036]S0(t)——t时刻下的入炉煤硫分修正前计算值；
[0037]G
gas
(t+t
zh
)——t+t
zh
时刻下的脱硫系统入口烟气流量；
[0038]c
SO2
(t+t
zh
)——t+t
zh
时刻下的脱硫系统入口SO2浓度；
[0039]F
coal
(t+t
zh
)——t+t
zh
时刻下的锅炉实时给煤量；
[0040]步骤六：采集电厂每日或每班的煤质化验的硫分数据S
m
，及时更新和校验修正系数K；
[0041]根据电厂每班轮值的化验，得到当班时间取样点处的煤质硫分数据S
m
；人工化验数据准确度好，但实时性难以保证，结果最快在取样8小时后才能得到；因此人工化验煤质硫分数据用来对历史计算结果进行比对，定期得到最新的修正系数K
新
，如下式(9)所示，指导当前的入炉煤硫分计算；
[0042][0043]S
m
(t)——采样时刻t下的入炉煤硫分化验值，％；
[0044]步骤七：根据最新修正系数K
新
，实时计算得到入炉煤硫分修正值作为最终计算结果，如下式(10)所示。
[0045][0046]S(t)——t时刻下的入炉煤硫分计算修正值。
[0047]该方法需要采集电厂相关的实时数据、燃料化验离线数据，进行对比分析和互相修正。
[0048]该方法通过计算硫元素在炉内的运动轨迹进行时间计算，将实时参数的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：采集电厂关键的实时生产数据；基于电厂厂级监控信息系统，采集获取实时入炉煤量F
coal
,单位为t/h,脱硫系统入口处的原烟气流量G
gas
,单位为km3/h，原烟气SO2浓度c
SO2
，单位为mg/m3；步骤二：建立入炉煤硫分S与实时生产数据的数学关系；根据入炉煤的硫分在炉膛入口和出口质量守恒原则，并考虑硫元素在炉内燃烧，除了大部分转化为SO2，还有少部分转化为SO3和因为炉内喷钙脱硫或自脱硫而形成硫酸盐；将炉内入炉煤硫元素转化为SO3和硫酸盐形态比例部分作为修正系数K统一考虑，得到入炉煤硫分与实时生产数据的函数关系，如下式(1)所示；S——入炉煤硫分，％；K——入炉煤硫分计算修正系数；步骤三：计算煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间t
flow
；根据实时计算的炉膛容积热负荷实际值，估算煤粉进入炉膛到炉膛出口的燃烧停留时间t
a
；根据烟气流速及炉膛出口到脱硫系统入口的烟气流程特征，估算烟气从炉膛出口到脱硫系统入口的流动时间t
b
；煤粉在大型煤粉炉内的燃烧停留时间t
a
为1s～2s，与炉膛容积热负荷有关；实时计算炉膛容积热负荷实际值Q
v,t
，单位为MW/m3，如下式：式中，Q
arnet
——入炉煤低位发热量，kJ/kg；V
b
——锅炉炉膛容积，m3；根据式(2)实时计算炉膛容积热负荷实际值Q
v,t
，与容积热负荷设计值Q
v,0
比较，并按照式(3)逻辑估算燃烧停留时间t
a
；将炉膛出口至脱硫系统入口的烟道按照烟道截面积不同分为若干烟道段，各烟道长度为l
i
单位为m，烟道截面积为A
i
单位为m2；总烟气流动时间按下式(4)计算：则得到煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间，如下式(5)：t
flow
＝t
a
+t
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)步骤四：估算煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t
c
；采集输煤皮带的上煤速率v
belt
，采样点到煤仓的距离l
b
；煤仓的当前煤位h，煤仓的落煤速率v
bunker
；根据制粉系统类型及现场运行经验，估算出磨煤机制粉时间t
c1
；最终估算得到
煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雪松，罗睿，王智微，陈华冬，张德屯，农正军，符亮，关洪亮，冯清海，王业开，陈崇敬，林师严，陈人波，刘彩利，邢元斌，陈鹏，朱光耀，蔡德帅，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：