本发明涉及火电机组入炉煤量计算，具体涉及一种配置双进双出磨煤机的火电机组入炉煤量计算方法。
背景技术：
目前，随着全球经济的快速发展，能源消耗总量连年攀升，一次能源紧张局面日趋严重。由于区域煤炭资源贫乏，各燃煤电厂煤源多样，劣质煤种充当电煤渐成定局。而双进双出磨煤机以其对煤种的适应性强的特点将会在火力发电厂中得到更加广泛的应用。然而配置双进双出磨煤机的火电机组，由于入炉煤计算不准确，机组控制难度较大是业界公认的事实，而电网对火力发电机组的控制精度与快速响应电网负荷变化的要求却有增无减。
双进双出磨煤机拥有一个庞大的筒体，该筒体既充当磨制煤粉的空间，又充当煤粉的存储空间，实际的运行中，给煤机的给煤量与进入炉膛的煤量并无直接的一一对应关系。特别是，磨煤机启停过程中，出粉量与给煤量的大小难以找到对应的静态或动态关系。所以，进入炉膛的煤粉量不能用给煤量直接替代。然而，现在大型超超临界机组中，入炉煤量这个参量是协调控制系统一个重要的反馈量值。目前，许多配置双进双出磨煤机的火电机组，入炉煤量存在以下问题：
入炉煤量无法准确计量，仅仅通过容量风挡板开度折算的入炉煤量与理论给煤量存在较大差异，特别是机组升降负荷时，入炉煤量计算不准确会导致分配煤量不准确，要么多加煤、要么少加煤，均会对机组的调节性能及主参数快速稳定产生一定负面影响；
启、停磨煤机过程中存在很大的偏差：传统的入炉煤量计算，未考虑暖磨、铺煤、停磨吹余煤、跳磨等工况，使得这些非正常运行工况发生时，对入炉煤的计算造成较大扰动，如：磨煤机及给煤机启动后，需要10～20min才能建立磨煤机料位，磨煤机才能够正常、稳定地运行；在磨煤机停止过程中，需要一定时间才能够清除磨煤机内储存的煤粉；
目前，用于估计入炉煤量的方法主要是采用容量风量大小来折算、采用容量风的挡板开度进行折算；这些方法都有较大的局限性，前者并未考虑到筒体储粉的情况对风携带煤粉的能力，后者却未考虑到一次风压、煤粉储存情况对容量风携粉能力的影响。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种设计合理、性能可靠、实现方便、大幅提高配置双进双出磨煤机的火电机组入炉煤量准确计算的方法。
本发明采用的技术方案是：一种火电机组入炉煤量计算方法，包括根据磨煤机运行状况设置切换开关，由切换开关根据其实际运行状态切换至不同的计算回路，汇总不同的计算回路后得到最终入炉煤量计算结果，所述入炉煤量计算公式为：
q＝[f(x2(a))*f(x3(a))+f(x2(b))*f(x3(b))]*f(x1)
其中，f(x1)为料位修正系数，f(x2(a))、f(x2(b))分别为a/b侧容量风挡板开度函数，f(x3(a))、f(x3(b))分别为a/b侧一次风压修正系数，q为计算入炉煤量的结果，单位为t/h；
a磨煤机的切换开关的切换状态为以下三个部分相与的结果：
a给煤机运行或b给煤机运行，运行状态结果与a磨煤机运行状态相与，结果延时180秒后输出；此工况代表磨煤机已启动，给煤机刚启动，磨煤机处于铺煤阶段，实际进入炉膛的煤量认为是0；
a给煤机运行或b给煤机运行状态结果取反后输出4分钟脉冲，与a磨煤机运行状态相与，再和a磨煤位平均值低于150pa的结果取反的值延时10秒后的最终结果相与，得出的最终结果；此工况代表给煤机已全部停止，磨煤机还处于运行状态，此时磨煤机里还有不少余煤，实际入炉煤量用上述入炉煤量计算方法公式计算，当4分钟后或磨煤机没煤位降至150pa以下时，认为磨煤机里没有余煤，将计算结果按照-15t/min的速率降至0；
a磨煤位平均值大于200pa结果延时60秒后，再和a磨煤机运行状态相或得出的最终结果；此工况代表磨煤机启动后，磨筒里有余煤，即使给煤机不启动，进入锅炉的煤量仍然要用公式1计算，计算结果由0缓慢切换至公式1计算结果。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明配置双进双出磨煤机的火电机组入炉煤量计算方法融合相关因素，计算更准确；考虑多种工况(启动磨煤机阶段、停止磨煤机阶段(吹空或不吹空)、单侧运行、吹空磨启动、未吹空磨启动等)，计算更贴近实际，工况发生变化时，扰动量小；计算准确后，提升变负荷速率，提高负荷响应能力。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的火电机组入炉煤量计算方法入炉煤量主要参数关系图；
图2为本发明的火电机组入炉煤量计算方法入炉煤量计算方法逻辑图；
图3为本发明的火电机组入炉煤量计算方法单侧容量风和入炉煤量的函数关系曲线；
图4为本发明的火电机组入炉煤量计算方法磨煤机料位修正入炉煤量的函数关系曲线；
图5为本发明的火电机组入炉煤量计算方法一次风压修正入炉煤量的函数关系曲线；
图6为本发明的火电机组入炉煤量计算方法容量风和旁路风解耦关系曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
参考图1和图2，如图1和图2所示，一种火电机组入炉煤量计算方法，包括根据磨煤机运行状况设置切换开关，由切换开关根据其实际运行状态切换至不同的计算回路，汇总不同的计算回路后得到最终入炉煤量计算结果，所述入炉煤量计算公式为：
q＝[f(x2(a))*f(x3(a))+f(x2(b))*f(x3(b))]*f(x1)
其中，f(x1)为料位修正系数，f(x2(a))、f(x2(b))分别为a/b侧容量风挡板开度函数，f(x3(a))、f(x3(b))分别为a/b侧一次风压修正系数，q为计算入炉煤量的结果，单位为t/h；
以a磨煤机为例，a磨煤机的切换开关的切换状态为以下三个部分相与的结果：
a给煤机运行或b给煤机运行，运行状态结果与a磨煤机运行状态相与，结果延时180秒后输出；此工况代表磨煤机已启动，给煤机刚启动，磨煤机处于铺煤阶段，实际进入炉膛的煤量认为是0；
a给煤机运行或b给煤机运行状态结果取反后输出4分钟脉冲，与a磨煤机运行状态相与，再和a磨煤位平均值低于150pa的结果取反的值延时10秒后的最终结果相与，得出的最终结果；此工况代表给煤机已全部停止，磨煤机还处于运行状态，此时磨煤机里还有不少余煤，实际入炉煤量用上述入炉煤量计算方法公式计算，当4分钟后或磨煤机没煤位降至150pa以下时，认为磨煤机里没有余煤，将计算结果按照-15t/min的速率降至0；
a磨煤位平均值大于200pa结果延时60秒后，再和a磨煤机运行状态相或得出的最终结果；此工况代表磨煤机启动后，磨筒里有余煤，即使给煤机不启动，进入锅炉的煤量仍然要用公式1计算，计算结果由0缓慢切换至公式1计算结果。
本发明所采用的技术方案是：
配置双进双出磨煤机的火电机组的入炉煤量虽然不能直接测量，但入炉煤量的大小与其他相关参数有一定关系，如：容量风量a/b挡板开度、旁路风门a/b挡板开度、磨煤机a/b侧料位、一次风压和分离器转速等，分析运行机理的基础上，定性粗略获得这些参数与入炉煤的关系，如表1所示:
表1：根据双进双出磨煤机的运行机理分析了影响入炉煤量的主要因素
上表中，×表示相关极弱，+弱相关，++中等相关，+++强相关。
通过表1可以知道，若分离器转速不变的情况下，与入炉煤量关系较大的参数主要是容量风开度、料位和一次风压，入炉煤量计算公式可以表达为图1，通过大量试验，分析试验结果得到主要参数关系函数(主要采用容量风挡板开度折算，用一次风压和磨煤机料位修正)。如图1所示。
若考虑启动磨煤机阶段、停止磨煤机阶段(吹空或不吹空)、单侧运行等情况、吹空磨启动、未吹空磨启动等，并将这个情况融入计算公式，计算结果更精准。
暖磨阶段(无存粉启动)：
当磨煤机运行，且给煤机未曾运行，容量风门与冷热风门正在通风暖磨，准备磨煤机投入制粉运行，此时双进双出磨煤机处于暖磨过程中，容量风门有一定的开度，磨的风粉空间将会有一定的容量风通过。但是，由于磨煤机还未进入正式的制粉阶段，所以容量风未携带煤粉，进入炉膛的煤粉量为0。
建立料位阶段：
当磨煤机暖磨达到规定温度结束后，运行人员一般会开启第一台给煤机，磨煤机进入了料位建立阶段，磨煤机建立料位开始的标志是：磨煤机运行，并且任意给煤机刚运行的10～20min内，开始有煤量进入磨煤机磨筒内。在此过程中，容量风、给煤量的大小对入炉煤量的计算均有影响，但是，这种关系较为复杂，随着磨筒内料位的升高，可以用前文所述的公式(1)近似表示入炉煤量的计算。
未吹空启动(有存粉启动)：
当磨煤机故障跳闸或停止时未吹空存粉时，磨筒中将会积存大量的粉量，当下一次启动该磨煤机时，即使不启动给煤机，只要有容量风通入，磨煤即运行，那么容量风将携带存粉直接进入炉膛。这种运行状态越过了料位建立这一环节。即使给煤机未运行，相应的入炉煤量计算便同正常料位运行时煤量计算类似。
磨煤机正常料位运行:
按照上述公式(1)计算。
磨煤机停运吹空过程：
当磨煤机需要退出制粉系统时，首先停止给煤机，但容量风门还需保持适当的开度仍然通过一次风将磨中的存粉吹入炉膛，以达到吹空磨煤机粉筒的作用，这便是与中速磨煤机运行特点的最大区别之一。该过程料位会渐渐下降，相应容量风携带粉量的能力下降。当下降到一定程度(料位信号小于150pa)，可以认为磨煤机内存粉几乎被吹空，煤量计算时可以缓慢将本台磨煤机出力切换至0。
磨煤机跳闸：
当磨煤机跳闸后，所有磨的出口门迅速关闭，进入炉膛的风粉路径迅速截断，可以用一个惯性时间较短的过程来模拟这一过程。即，入炉煤量在跳磨瞬间的入炉煤量经由一阶惯性后迅速减至0。惯性时间，主要同煤粉管和一次风压有关，一般大约在2-5s左右，实际工程应用时可以忽略。
综合以上磨煤机运行状态，入炉煤量计算如图2表述(以a磨煤机为例)，综合的计算结果设置合理的速率变化功能，防止工况发生变化时，入炉煤量计算突变，对煤量控制扰动太大，影响机组安全运行。
按照图2的计算方法，针对每一台磨煤机的煤量在dcs控制系统中进行逻辑组态。
通过磨煤机设计参数，确定计算公式中的函数值，并通过试验微调整。(以北重生产的mgs4366型双进双出磨煤机为例)
(1)单侧容量风和入炉煤量的函数关系曲线如图3所示；
(2)磨煤机料位修正入炉煤量的函数关系曲线如图4所示；
(3)一次风压修正入炉煤量的函数关系曲线如图5所示；
对容量风和旁路风进行一定比例的控制，降低旁路风干扰因素的影响如图6所示。
本说明书中所描述的计算方法，其函数曲线、延时时间可以因设备的不同而不同。
本发明的配置双进双出磨煤机的火电机组入炉煤量计算方法与传统计算方法(只考虑容量风量或容量风挡板开度的方法；或通过煤粉浓度测量折算的方案)相比，融合相关因素，计算更准确；考虑多种工况(启动磨煤机阶段、停止磨煤机阶段(吹空或不吹空)、单侧运行、吹空磨启动、未吹空磨启动等)，计算更贴近实际，工况发生变化时，扰动量小；计算准确后，提升变负荷速率，提高负荷响应能力
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。