一种火电厂磨煤机煤质成分智能监测方法与流程

本发明属于监测
技术领域：
，具体涉及一种火电厂磨煤机煤质成分智能监测方法。
背景技术：
：火电厂燃煤煤质成分是锅炉优化运行的基础，目前火电厂煤源复杂，通过分层掺烧等方式进行燃烧，导致锅炉各台磨煤机的煤质经常性波动且变化幅度较大，对锅炉燃烧性能优化运行方式有较大影响。因此，必须实时掌握当前各台磨煤机的煤质状况，电厂运行人员才能有目的地进行氧量、配风方式、一次风率、煤粉细度等运行参数进行优化调整，以提高锅炉效率，降低NOx排放浓度，防止燃烧器烧损、炉膛结焦或灭火等安全事故。目前，运行人员掌握煤质的主要方法是煤场每天给的煤质工业分析报告，这在煤质稳定的情况下是可行的。但现在电厂煤质掺混严重，每天变化很大，不同磨煤机煤质成分也不一样，每天一次的化验报告难以反映真实的煤质变化情况。这就要求能够实现锅炉各磨煤机煤质在线监测，为运行人员优化调整提供依据，实践表明，通过煤质监测进行人工或自动优化调整运行工况，可提高锅炉效率，降低NOx排放浓度。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种火电厂磨煤机煤质成分智能监测方法，能够在线查询每台磨煤机的煤质特性。为解决现有技术问题，本发明公开了一种火电厂磨煤机煤质成分智能监测方法，包括如下步骤：步骤1)，连续采集K台磨煤机的运行数据、磨煤机煤量、机组发电负荷；步骤2)，根据步骤1)中的数据分别计算各台磨煤机的原煤水分MNj和当量电负荷QNj；步骤3)，对电厂所有煤质进行煤质特性分析，并以原煤水分MNj和当量电负荷QNj为索引建立煤质特性分析数据库；步骤4)，以运行磨煤机实时监测的原煤水分Mi和当量电负荷Qi为索引进行原煤煤质特性查询输出，如查询不到，则该磨煤机原煤为新煤种或混煤，则手工取样进行煤质成分和特性分析，并将该煤种增加到煤质特性数据库中去；其中，N为磨煤机编号、取值1～K。优选地，步骤1)中，在线采集运行数据包括：干燥剂量、给煤量、进口风温、出口风粉温度；根据查相关规程规范的图表资料获得下列参数的取值：密封风量、进口干燥剂比热、密封风比热、碾磨机械热、煤粉水分、水蒸汽平均比热、水比热、出口乏气比热、进入系统原煤温度、磨煤机散热损失；根据磨煤机热平衡公式计算出磨煤机煤质的原煤水分MNj。优选地，步骤1)中，连续采集K台磨煤机K+1个时刻点的数据：每台磨煤机每个时刻的煤量分别记为BmNt，每个时刻点的总煤量分别记为Gt，蓄热分别记为Ut，机组负荷分别记为Pt；其中，t为时刻点序号、取值1～K+1。优选地，步骤2)中，分别定义矩阵根据磨煤机当量负荷变化量之和＝电负荷变化量-锅炉蓄热变化量可列出矩阵方程：(C-A)×Q＝U-P，求解即可得到各磨煤机原煤当量电负荷。优选地，步骤3)中，煤质特性分析包括工业分析、元素分析、发热量分析、可磨性指数分析、灰熔点以及燃烧特性分析；工业分析包括全水、收到基挥发分、收到基固定碳、收到基灰分、全硫、空干基水分析；元素分析包括收到基碳、收到基氢、收到基氧、收到基氮、收到基硫、收到基水、收到基灰、空干基水分析；发热量分析包括收到基低位发热量分析；将这些数据建成数据库，按原煤水分MNj及当量电负荷QNj对数据库进行索引。优选地，步骤4)中，读取煤质特性数据库索引值Mi、Qi，i从1到最大值max，分别与每台磨煤机的原煤水分MNj及电负荷当量QNj进行比较，当|MNj-Mi|/Mi<5％且|QNj-Qi|/Qi<5％时，输出数据库中该煤种的煤质特性，即为该台磨煤机原煤煤质特性；否则判断i是否大于max，如不大于则将i增加1，取下一各煤种的索引值进行比较；如大于则提示该台磨煤机的原煤为新煤种，请人工取样进行化验，将其煤质特性按该台磨煤机的原煤水分MNj及电负荷当量QNj的值进行索引增加到数据库中，同时将i的最大值max增加1；同时检索所有磨煤机的原煤煤质，并分别输出每台磨煤机的原煤成分分析及相关煤质特性。本发明具有的有益效果：能够实时建立数学模型，在线计算各磨煤机的原煤水分、原煤当量电负荷；另外建立电厂来煤煤质数据库，通过取样化验建立原煤水分、当量电负荷与煤质数据库中相应煤种的索引关系，实现煤质数据库在线查询获得每台磨煤机的煤质特性，准确度高、分析数据全，指导锅炉燃烧优化。附图说明图1是本发明一个优选实施例的原理图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。实施例一如图1所示，本实例为四台中速磨煤机(即K＝4，并分别记为磨煤机1、磨煤机2、磨煤机3、磨煤机4)为例阐述本发明的具体实施方式。一、监测技术所用到的数据1.在线采集磨煤机运行数据2.根据查相关规程规范的图表资料取定的数据序号物理量代号单位取值1密封风量Qst/h3.82进口干燥剂比热Cag1Nj/(kg·℃)1.0283密封风比热Cs1.0144碾磨机械热qmacNj/kg125煤粉水分Mpc％1.56水蒸汽平均比热C″H2O1.8667水比热CH2O4.1878出口乏气比热Cag21.1069进入系统原煤温度trc010磨煤机散热损失q50.02*qin3.在线计算的物理量序号物理量符号单位1磨煤机1原煤水分M1j％2磨煤机2原煤水分M2j％3磨煤机3原煤水分M3j％4磨煤机4原煤水分M4j％5磨煤机1煤质当量电负荷Q1jMW·h/t6磨煤机2煤质当量电负荷Q2jMW·h/t7磨煤机3煤质当量电负荷Q3jMW·h/t8磨煤机4煤质当量电负荷Q4jMW·h/t二、煤质智能监测流程(1)在线采集磨煤机运行数据干燥剂量Qv、给煤量Bm、进口风温t1、出口风粉温度t2、磨煤机1煤量Bm1、磨煤机2煤量Bm2、磨煤机3煤量Bm3、磨煤机4煤量Bm4、机组负荷P。(2)磨煤机1输入热量计算；(3)假定磨煤机1原煤水分M1j＝10％，下面计算公式中的Mj以M1j代入进行计算；(4)计算干燥剂流量：(5)计算干燥剂物理热：qag1＝cag1×t1×g1；(6)计算密封风物理热：(7)给定磨煤机碾磨热：qmac＝12；(8)计算磨煤机输入总热量；qin＝qag1+qs+qmac；(9)磨煤机1输出热量计算：(10)计算蒸发水分消耗的热量：(11)计算乏气干燥剂带出热量：(12)计算设备散热损失：q5＝0.02×qin；(13)计算磨煤机输出总热量：qout＝qev+qag2+qf+q5；(14)计算加热燃料消耗的热量：qf＝qout-(qev+qag2+q5)＝qin-(qev+qag2+q5)；(15)计算加热燃料消耗的热量：(16)由式(14)和式(15)可以解出原煤水分Mj，如果|Mj-M1j|>1％,则将Mj作为新的假定值，即M1j＝Mj，返回第(3)步进行迭代计算；直到|Mj-M1j|<1％，得到磨煤机1原煤水分M1j＝Mj；(17)同理可计算出M2j、M3j、M4j；(18)在线计算各磨煤机原煤当量电负荷(即单位重量的煤所发的电量)Q1j、Q2j、Q3j、Q4j；(19)每台磨煤机每个时刻的煤量分别记为BmNt，其中，N为磨煤机编号、取值1～4；t为时刻点序号、取值1～5；连续采集五个时刻数据，分别为：磨煤机1：Bm11、Bm12、Bm13、Bm14、Bm15；磨煤机2：Bm21、Bm22、Bm23、Bm24、Bm25；磨煤机3：Bm31、Bm32、Bm33、Bm34、Bm35；磨煤机4：Bm41、Bm42、Bm43、Bm44、Bm45；(20)五个时刻总煤量分别为G1、G2、G3、G4、G5；五个时刻机组负荷分别为P1、P2、P3、P4、P5；蓄热分别为U1、U2、U3、U4、U5；(21)各矩阵定义：令矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵(22)根据四台磨煤机当量负荷变化量之和＝电负荷变化量-锅炉蓄热变化量可列出矩阵方程：(C-A)×Q＝U-P，求解即可得到各磨煤机原煤当量电负荷Q1j、Q2j、Q3j、Q4j；(23)对电厂所有煤质进行工业分析、元素分析、发热量分析、可磨性指数分析、灰熔点以及燃烧特性分析，并以各台磨煤机的原煤水分M1j及当量电负荷Q1j为索引关键词建立煤质特性分析数据库；并进行查询，在线输出煤质成分及相关特性；其中，工业分析包括全水、收到基挥发分、收到基固定碳、收到基灰分、全硫、空干基水分析；元素分析包括收到基碳、收到基氢、收到基氧、收到基氮、收到基硫、收到基水、收到基灰、空干基水分析；发热量分析包括收到基低位发热量分析。(24)读取当前磨煤机实时监测的索引值Mi、Qi，i从1到最大值max(即数据库中煤种总量)，分别与磨煤机1的M1j、Q1j进行比较，即当|M1j-Mi|/Mi<5％且|Q1j-Qi|/Qi<5％时，输出数据库中该煤种的煤质特性，即为磨煤机1的原煤煤质特性；否则判断i是否大于max，如不大于则将i增加1，取下一各煤种的索引值进行比较；如大于则提示磨煤机1的原煤为新煤种，请人工取样进行化验，将其煤质特性按M1j、Q1j的值进行索引增加到数据库中，同时将max增加1。在进行磨煤机1原煤煤质检索时同时以相同方式进行磨煤机2、3、4的检索，输出磨煤机2、3、4原煤的成分分析及相关煤质特性(收到基碳、氢、氧、氮、硫、水、灰、挥发份、固定碳、全硫、可磨性指数、灰熔点等)。实施例二与实施例一不同之处在于，本实施例中磨煤机的数量为五台，即K＝5，分别记为磨煤机1、磨煤机2、磨煤机3、磨煤机4和磨煤机5。根据热平衡公式分别解出五台磨煤机的原煤水分M1j、M2j、M3j、M4j和M5j。连续采集六个时刻数据，分别为：磨煤机1：Bm11、Bm12、Bm13、Bm14、Bm15、Bm16；磨煤机2：Bm21、Bm22、Bm23、Bm24、Bm25、Bm26；磨煤机3：Bm31、Bm32、Bm33、Bm34、Bm35、Bm36；磨煤机4：Bm41、Bm42、Bm43、Bm44、Bm45、Bm46；磨煤机5：Bm51、Bm52、Bm53、Bm54、Bm55、Bm56；六个时刻总煤量分别为G1、G2、G3、G4、G5、G6；六个时刻机组负荷分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6；蓄热分别为U1、U2、U3、U4、U5、U6；各矩阵定义：令矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵根据五台磨煤机当量负荷变化量之和＝电负荷变化量-锅炉蓄热变化量可列出矩阵方程：(C-A)×Q＝U-P，求解即可得到各磨煤机原煤当量电负荷Q1j、Q2j、Q3j、Q4j、Q5j。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3