一种基于煤质数据库的锅炉热效率在线监测方法技术

本发明专利技术提出了一种基于煤质数据库的锅炉热效率在线监测方法，该方法通过建立煤质数据库，寻求燃煤发热量和燃煤成分之间的内在映射关系，根据计算得出的燃煤发热量通过数据库得到燃煤成分，并进行热效率计算。具体为：根据在锅炉运行中实时的锅炉输出热量，结合锅炉的给煤量，假定锅炉热效率，取得燃料的低位发热量，在与数据库中收集的各种煤的低位发热量进行比对，找到与燃料地位发热量一致的煤，就根据这种煤的元素分析来进行锅炉效率实时计算，算得锅炉效率再与假定值比较，如在一定误差范围内，则取算得的锅炉效率；如果误差较大，则用计算值代替假设值，重新进行计算，如此迭代，直到达到误差允许的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锅炉测试
，特别涉及。
技术介绍
目前锅炉效率计算大多采用GB10184-88(对于循环流化床锅炉还需要DL/T964-2005)或是采用国际上常用的美国机械工程师协会颁布的ASME PTC4. 1，这两种计算方法测量精度高，但是由于需要化验分析，无法实现在线计算，不能实时指导锅炉运行人员进行调整，达到节约能源的目的。制约锅炉效率在线计算的最大障碍在于燃煤煤质需要进行化验得出，而受制于多种条件的影响，燃煤成分的在线分析误差较大，无法得到推广和应用。目前主要是根据燃煤工业成分或燃煤燃烧产物进行推算，根据燃煤工业成分进行在线计算仍然受制于工业成分分析的时效性，根据燃烧产物进行推算主要基于碳平衡，而忽略了燃煤中其他发热元素及其他化学反应吸放热的影响，误差仍然很大。电厂燃煤实际上存在一定的稳定性，燃烧某种燃煤时，燃煤发热量和燃煤的成分之间存在一定的联系，根据这种联系能实时进行燃煤成分分析，从而进行锅炉效率计算，为运行人员调整提供依据。
技术实现思路
为了能有效解决燃煤在线分析时效性缺失的影响，及时迅速的得出燃煤发热量、燃煤成分等数据，本专利技术采用了如下方法，本专利技术特征是，步骤为(I)建立基于能量平衡的锅炉效率计算数学模型，这一模型基于锅炉系统的输入能量、输出能量及能量损失三者之间的平衡，即Qr=QJQs ;通过在线测量蒸汽参数计算出Q1，并由Qn =IOOg1// 计算出燃料收到基低位发热量；其中A即&,为输入能量，Q1S输出能量，Qs为能量损失，n为锅炉效率％ ；(2)建立燃煤发热量与燃煤成分之间映射关系的数据库，基于该数据库能够通过燃煤发热量得出燃煤元素成分分析数据，从而实现锅炉效率的反平衡计算；即根据Qnu =f{CM,O.N,SM^A)，通过已知的燃料收到基低位发热量映射出相应的燃煤成分；其中，C、H、O、N、S、Mt、A分别依序为收到基碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分，％ ;(3)采用“一对多”映射，即一个计算发热量下对应多个燃煤元素成分，最终结果的选取由迭代收敛来决定，这样避免了计算结果发散；即燃料收到基低位发热量以IOkJ为一个分隔点进行数据库组建，一个发热量下对应多组燃煤元素成分，分别进行计算，当计算不收敛时选取其他成分组继续计算； (4)采用循环迭代的方法，减少了单次计算的较大误差。本专利技术的有益效果是，能够实时进行燃煤成分分析并实现在线计算，也能够实时指导锅炉运行人员进行调整，达到节约能源的目的。(I)燃煤发热量来自于能量平衡锅炉作为一个能量转化的设备，将燃煤的化学能通过燃烧的方式释放出来，加热给水，形成蒸汽，即将化学能转化为蒸汽热能，这个过程存在一定的损耗，而损耗的多少决定了锅炉效率的高低，锅炉能量流程见图I。根据能量平衡可以得出式(I):Qr=Q^Qs(I) 式中Qr——每千克燃料的锅炉输入热量，kj/kg ；Q1——每千克燃料的锅炉输出热量，kj/kg ;Qs——每千克燃料的锅炉损失热量，kj/g。而锅炉效率见式(2):/7 = (I - )x 100 ； %(2)式中n——锅炉效率，％。则有式(3):Qr = IOOQ1/ n (3)输出能量Q1可通过对蒸汽参数的采集得出，在锅炉效率设定的情况下，可计算出Qp简化计算中有式(4):6>；,5/ = Q14式中迅『——燃料收到基低位发热量，kj/kg。(2)基于煤质数据库，利用燃煤发热量来确定燃煤成分当前燃煤电厂燃用的煤种为烟煤、无烟煤、褐煤等煤种，各煤种的发热量和其燃煤成分存在一定的对应关系，见式(5)Q^=f{(\HJlN,SM,.A)(5)式中C、H、O、N、S、Mt、A-分别为收到基碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分，％。根据该对应关系，可以知道一定燃煤成分下，燃煤发热量一定，而如果得到燃煤发热量的条件下，燃煤的成分也成一定的规律性，在大量煤质数据库的基础上，可以根据计算的燃煤发热量推导出燃煤的成分。本专利技术中燃煤发热量以IOkJ为一个分隔点，如10010±5kJ/kg范围内的燃煤发热量均从发热量为10010kJ/kg数据库中寻找对应关系，具体见表I。表I :燃煤发热量与燃煤成分对应数据库本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤质数据库的锅炉热效率在线监测方法，其特征是，步骤为 (1)建立基于能量平衡的锅炉效率计算数学模型，这一模型基于锅炉系统的输入能量、输出能量及能量损失三者之间的平衡，即Q^QJQs ;通过在线测量蒸汽参数计算出Q1，并由Qom = Qr =IOOQ1 /Z7计算出燃料收到基低位发热量；其中，Q,即.为输入能量，Q1为输出能量，Qs为能量损失，n为锅炉效率％ ； (2)建立燃煤发热量与燃煤成分之间映射关系的数据库，基于该数据库能够通过燃煤发热量得出燃煤元素成分分析数据，从而实现锅炉效率的反平衡计...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱亚林，赵明，严正波，李明亮，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，云南电网公司技术分公司，
类型：发明
国别省市：