一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法技术

本发明专利技术提供了一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，包括：建立以煤质参数、给煤量、总风量、排渣量、飞灰量为输入的循环流化床CFB机组燃烧放热、传热模型；建立以主蒸汽温度为输出的循环流化床CFB机组超低负荷运行下的汽水模型；利用超低负荷各稳态工况下的历史数据确定所述CFB机组燃烧放热、传热模型和汽水模型的稳态参数并拟合模型中关键运行参数之间的函数关系式；利用智能寻优算法、煤质参数、超低负荷下的历史运行数据辨识中所述CFB机组燃烧放热、传热模型和汽水模型的动态参数，建立CFB机组超低负荷下的主蒸汽温度预测模型。将CFB机组实时运行数据及煤质参数输入模型，预测超低负荷下的主蒸汽温度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法


[0001]本专利技术涉及一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，属于火电机组运行参数预警领域。

技术介绍

[0002]大力发展新能源发电有助于推动我国能源的转型，但由于新能源发电的间歇性强、可控性差，大规模的新能源并网使得电网调度困难，出现新能源发电消纳困难的问题，新能源装机容量高的地区容易出现较为严重的弃风、弃光现象。为了确保电网的安全稳定运行、实现更多新能源发电的并网，我国火电机组进行了灵活性改造，实现了快速变负荷、低负荷运行。循环流化床(CFB)机组采用特殊的流态燃烧方式，燃烧稳定性强，通过简单改造，可实现25％～100％额定负荷运行。
[0003]CFB机组在25％的超低负荷运行时，由于实际运行参数严重偏离设计参数，主蒸汽温度偏低，若运行控制调整不及时，极易出现主蒸汽温度低于运行最低限值，严重影响CFB机组的运行安全。
[0004]专利技术目的
[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中CFB机组在25％的超低负荷运行时所存在的问题，提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，所述超低负荷是指在25％及以下的负荷，其特征在于，所述预测方法包括如下步骤：步骤1、建立以煤质参数、给煤量、总风量、排渣量、飞灰量为输入的循环流化床CFB机组燃烧放热、传热模型；步骤2、根据汽水侧工质的能量平衡关系，建立以主蒸汽温度为输出的循环流化床CFB机组超低负荷运行下的汽水模型；步骤3、利用超低负荷各稳态工况下的历史数据确定步骤1中所述CFB机组燃烧放热、传热模型和步骤2中所述汽水模型的稳态参数；采用超低负荷下的动态历史运行数据拟合模型中关键运行参数之间的函数关系式；步骤4、利用智能寻优算法、煤质参数、超低负荷下的历史运行数据辨识步骤1中所述CFB机组燃烧放热、传热模型和步骤2中所述汽水模型的动态参数，建立CFB机组超低负荷下的主蒸汽温度预测模型。将CFB机组实时运行数据及煤质参数输入模型，预测超低负荷下的主蒸汽温度。2.根据权利要求1所述的一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，其特征在于，步骤1在建立所述循环流化床CFB机组燃烧放热、传热模型时，假设燃煤送入炉膛后，煤中的挥发分释放、燃烧过程瞬间完成；所述循环流化床CFB机组燃烧放热、传热模型的建立过程包括：将CFB机组的实时燃烧放热模型表示为如式(1)所示：Q
a
＝Q
c
+Q
v
＝R
c
H
c
+W
c
·
∑v
i
H
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)，式(1)中：Q
c
为炉内残炭的燃烧放热量，单位为kJ/s；Q
v
为煤中挥发分的燃烧放热量，单位为kJ/s；R
c
为燃烧速率，单位为kg/s；H
c
为残炭的热值，单位为kJ/kg；W
c
为给煤量，单位为kg/s；v
i
为第i种挥发分成分的含量，表示为％含量；H
i
为第i种挥发分成分的热值，单位为kJ/kg；将燃烧速率R
c
表示为如式(2)所示：式(2)中：k
s
为燃烧速率常数；Co2为炉膛平均氧浓度单位为mol/m3；d
c
为碳颗粒的平均直径，单位为m；ρ
c
为碳颗粒的密度，单位为kg/m3；B为炉内残炭量，单位为kg；将炉内残炭量表示为如式(3)所示：式(3)中：X
c
为煤的收到基固定碳份额，表示为％含量；X
PZ
为排渣含碳量，表示为％含量％；m
PZ
为排渣流率，单位为kg/s；X
FL
为飞灰含碳量，表示为％含量％；m
FL
为飞灰流率，单位为kg/s；将炉膛平均氧浓度表示为如式(4)所示：式(4)中：V为炉膛体积，单位为m3；k
q
为体积的摩尔转化系数，单位为mol/m3；A
ir
为总风量，单位为Nm3/s；v
r
为挥发分燃烧后剩余的氧份额，单位为％；k
f
为模型比例系数；
CFB机组的床温不仅影响燃烧，也影响传热，机组在超低负荷运行时，各项热损失比例增大，需精准计算各部分能量，建立精准的床温模型，有助于提高CFB机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测精度。将CFB机组的床温表示为如式(5)所示：式(5)中：T
b
为床温，单位为K；C
T
为床料热容，单位为kJ/℃；Q
coal
为入炉煤的物理显热，单位为kJ/s；Δq
air
为空气热值的变化，单位为kJ/m3；h
pz
为渣的焓值，单位为kJ/kg；h
FL
是飞灰的焓值，单位为kJ/kg；Q1为壁面和汽水的吸热，单位为kJ/s；将壁面和汽水的吸热表示为如式(6)所示：Q1＝k
a
H
a
(T
b
‑
T
st
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)，式(6)中：k
a
为传热系数，在超低负荷工况下变化较小，单位为kW/(m2·
℃)；H
a
是受热面面积，单位为m2；T
st
为主蒸汽温度，单位为℃。3.根据权利要求2所述的一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，其特征在于，步骤2中，CFB机组在超低负荷运行时，在所述汽水模型中引入了减温水流量，给水焓值取为固定值。4.根据权利要求2所述的一种循环流化床机组超低负荷运行下的主蒸汽温度预测方法，其特征在于，步骤2中所述建立以主蒸汽温度为输出的循环流化床CFB机组超低负荷运行下的汽水模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪福，高明明，岳光溪，
申请(专利权)人：清华大学华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：