一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法技术

本发明专利技术公开了一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，包括：1)采用燃料释放的总热量除以给煤量的方法计算燃料发热量，利用锅炉正平衡和反平衡相结合的方法计算燃料燃烧释放的总热量；2)通过对磨煤机进行输入输出能量平衡分析得到干燥煤粉吸收的热量进而可以得到燃煤收到基水分含量信息；3)通过对不同的煤质分析结果进行统计分析，根据燃煤收到基水分、灰分和发热量之间存在的线性关系，在得到燃煤收到基水分、发热量后推倒得出燃煤收到基灰分，实现对入炉煤质的测量。本发明专利技术能够为电站锅炉优化运行提供煤质基础参数，有效避免人为输入存在的干扰因素，保证获取数据的客观性、可靠性和实时性。和实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法


[0001]本专利技术属于电力行业，特别涉及一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法。

技术介绍

[0002]随能源价格上涨，大部分的特别是一些位于负荷中心的发电企业，电煤质量难以保证，火电机组锅炉是针对特定煤种设计的，当煤质发生变化时，可能导致锅炉出现各种运行异常。目前电煤质量下降的主要表现是煤发热量降低、水分和灰分增加。这些因素一般将导致磨煤电耗增加、锅炉燃烧不稳定、炉膛出口及排烟温度升高
[0003]为了克服煤质变化对机组带来的不利影响，需要实时的了解入炉煤质的变化及时的调整锅炉的燃烧状态使锅炉达到最佳的燃烧工况。“软测量优化”是针对特定的问题利用机组现有信号之间的关系构造所需信号的关系，例如通过锅炉运行参数、排烟成分含量信息建立的锅炉煤质在线软测量模型。利用排烟氧量构造的燃煤热量信号，将构造的热量信号引用到协调控制系统中达到协调优化的目的。总之“软测量优化”不需要增加新的设备就可以实现关键参数的测量，具有投资少，运行维护成本低等突出优点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，利用锅炉蒸汽参数，烟气流量等数据，通过数学推到及相应方程求解对入炉煤质进行实时软测量，可以获取入炉煤质的发热量、水分和灰分等关键性参数，为电站锅炉优化运行提供煤质基础参数，有效避免人为输入存在的干扰因素，保证获取数据的客观性、可靠性和实时性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，包括以下步骤
[0007]1)采用燃料释放的总热量除以给煤量的方法计算燃料发热量，利用锅炉正平衡和反平衡相结合的方法计算燃料燃烧释放的总热量；2)通过对磨煤机进行输入输出能量平衡分析得到干燥煤粉吸收的热量进而可以得到燃煤收到基水分含量信息；3)通过对不同的煤质分析结果进行统计分析，根据燃煤收到基水分、灰分和发热量之间存在的线性关系，在得到燃煤收到基水分、发热量后推倒得出燃煤收到基灰分，实现对入炉煤质的测量。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，当机组在高负荷运行，不需要投油助燃时采用式(1)计算燃煤发热量Q
net,ar
：
[0009][0010]式中：Q
b
为燃料燃烧释放的总热量，MW；q
c
为进入炉膛的总煤量，kg/s。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，当机组在低负荷运行，需要投油助燃时采用式(2)计算燃煤发热量Q
net,ar
：
[0012][0013]式中：q
y
为投油量(kg/s)。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，燃料释放的总热量利用锅炉正平衡和反平衡相结合的方法计算如式(3)所示：
[0015][0016]式中：Q1为锅炉有效吸热量，MW；Q2为锅炉排烟损失，MW；q3为固体未完全燃烧损失，％；q4为气体未完全燃烧损失，％；q5为灰渣热损失；q6为散热损失，％。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，q3与q4采用煤质和排烟氧量拟合得到；q5为常数，根据锅炉设计值决定；q6采用锅炉热力实验规程推荐方法计算得到，即额定负荷下的设计值乘以额定负荷下主蒸汽流量除以实际蒸汽流量。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，锅炉有效吸热量计算过程如式(4)所示：
[0019]Q1＝D
fw
(h
ss
‑
h
fw
)+D
sw
(h
ss
‑
h
sw
)+D
he
(h
rs
‑
h
he
)+D
rw
(h
rs
‑
h
sw
)
ꢀꢀ
(4)
[0020]式中：D
fw
为给水流量，kg/s；h
ss
为主蒸汽比焓，MJ/kg；h
fw
为给水比焓，MJ/kg；D
sw
为过减流量，kg/s；h
sw
为过减比焓，MJ/kg；D
he
为高排流量，kg/s；h
rs
为再热蒸汽比焓，MJ/kg；h
he
为高排比焓，MJ/kg；D
rw
为再减流量，kg/s；h
sw
为再减水焓，MJ/kg。
[0021]本专利技术进一步的改进在于，锅炉排烟损失计算过程如式(5)所示：
[0022]Q2＝1.071*(1.3593+0.000188t1)*(t1‑
t0)*Q
a
ꢀꢀꢀ
(5)
[0023]式中：Q
a
为进入炉膛的总风量，kg/s；t0为环境温度，℃；t1为排烟实测温度，℃。
[0024]本专利技术进一步的改进在于，入炉煤水分的计算如式(6)所示：
[0025]M
ar
＝80.56r(H2O)(V(CO2)+V(SO2)+V(N2)+V(O2))
‑
9w(H
ar
)
‑
100ραV
gk
d
k
ꢀꢀ
(6)
[0026]式中，γ(H2O)为烟气中水分的体积分数；V(CO2)、V(SO2)、V(N2)、V(O2)分别为烟气中CO2、SO2、N2、O2在标准状态下的体积，L；w(H
ar
)为煤的收到基H质量分数，对所有煤种均取1；ρ为空气密度，kg/L；α为过量空气系数；V
gk
为干烟气体积；d
k
为空气湿度。
[0027]本专利技术进一步的改进在于，入炉煤收到基灰分的计算如式(7)所示：
[0028][0029]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0030]本专利技术提供的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，通过对监测获取的运行数据进行二次处理，可以从中提取对机组运行调整更有价值的信息。煤质实时测算分析技术以电厂DCS系统联入的分布式测点为依托，从机理分析和数据学习出发驱动煤质的在线辨识，而无需复杂设备的投入，迎合火电生产控制的需求。随着电厂自动化水平的提高，DCS、安全仪表系统(SIS)和管理信息系统(MIS)在火电厂中得到普遍应用，这样可以更加方便地获取能反映机组实际运行状态的各种数据信息。本课题将基于能量守恒原理、物质守恒原理和煤燃烧化学分析，利用煤质收到基元素和烟气成分之间的对应关系，建立了基于锅炉排烟成分关于收到基元素的电站锅炉入炉煤质实时测算分析，通过测量锅炉和磨煤机的运行参数，以及模型求解以实现电站锅炉入炉煤发热量、水分和灰分的实时监测。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，包括以下步骤1)采用燃料释放的总热量除以给煤量的方法计算燃料发热量，利用锅炉正平衡和反平衡相结合的方法计算燃料燃烧释放的总热量；2)通过对磨煤机进行输入输出能量平衡分析得到干燥煤粉吸收的热量进而可以得到燃煤收到基水分含量信息；3)通过对不同的煤质分析结果进行统计分析，根据燃煤收到基水分、灰分和发热量之间存在的线性关系，在得到燃煤收到基水分、发热量后推倒得出燃煤收到基灰分，实现对入炉煤质的测量。2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，当机组在高负荷运行，不需要投油助燃时采用式(1)计算燃煤发热量Q
net,ar
：式中：Q
b
为燃料燃烧释放的总热量，MW；q
c
为进入炉膛的总煤量，kg/s。3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，当机组在低负荷运行，需要投油助燃时采用式(2)计算燃煤发热量Q
net,ar
：式中：q
y
为投油量(kg/s)。4.根据权利要求3所述的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，燃料释放的总热量利用锅炉正平衡和反平衡相结合的方法计算如式(3)所示：式中：Q1为锅炉有效吸热量，MW；Q2为锅炉排烟损失，MW；q3为固体未完全燃烧损失，％；q4为气体未完全燃烧损失，％；q5为灰渣热损失；q6为散热损失，％。5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，q3与q4采用煤质和排烟氧量拟合得到；q5为常数，根据锅炉设计值决定；q6采用锅炉热力实验规程推荐方法计算得到，即额定负荷下的设计值乘以额定负荷下主蒸汽流量除以实际蒸汽流量。6.根据权利要求4所述的一种电站锅炉入炉煤质实时测算方法，其特征在于，锅炉有效吸热量计算过程如式(4)所示：Q1＝D
fw
(h
ss
‑
h
fw
)+D
sw
(h
ss
‑
h
sw
)+D
he
(h
rs
‑
h
he
)+D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁，王宝强，王宝峰，赵大鹏，张雪飞，赵越，蒙毅，王帅，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：