一种火力发电厂机组燃煤发热值及煤耗率指标在线监测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种火力发电厂机组燃煤发热值及煤耗率指标在线监测的方法。
【背景技术】
[0002] 火力发电机组中，燃煤发热值及煤耗率指标是极为重要的监测指标。但由于燃煤 发热值通常需要一定的实验室检测才能获得准确值，这给现场实时监测这一指标带来了很 大的困难，这也直接导致了电厂机组的煤耗率指标的实时监测无法实现。
[0003] 因此迫切需要一种基于现场测量数据的，能够对火力发电厂机组燃煤发热值及煤 耗率指标在线监测的方法来解决目前面临的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是，基于以上技术现状，提供一种火力发电厂机组燃煤发热值及煤 耗率指标在线监测的方法。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] -种火力发电厂机组燃煤发热值及煤耗率指标在线监测的方法，其包括以下步 骤：
[0007] (1)按照ASME标准中的机组性能试验方法对机组的运行参数进行校正，并建立各 个主要运行参数的偏差修正值或修正系数，具体步骤如下：
[0008] 1)按照ASME PTC6中的汽轮机性能试验规程对汽轮机侧参与热耗量计算的主要 运行参数进行校正，并建立各主要运行参数的偏差修正值或修正系数，所述参与热耗量计 算的主要运行参数包括：
[0009] 汽轮机主蒸汽进汽压力及进汽温度；
[0010] 汽轮机高压缸排汽压力及排汽温度；
[0011] 汽轮机热再热蒸汽进汽压力及进汽温度；
[0012] 给水最终压力及给水温度；
[0013] 各高压加热器的给水进水温度及给水出水温度；
[0014] 各高压加热器的抽汽进汽压力及进汽温度；
[0015] 各高压加热器的疏水温度；
[0016] 除氧器进口凝结水压力及凝结水温度；
[0017] 除氧器对应抽汽的进汽压力及进汽温度；
[0018] 除氧器的出口给水温度；
[0019] 锅炉一级过热减温器减温水流量、减温水温度；
[0020] 锅炉二级过热减温器减温水流量、减温水温度；以及
[0021] 锅炉再热减温器减温水流量、减温水温度；
[0022] 2)按照ASME PTC6中的汽轮机性能试验规程进行汽轮机性能试验：
[0023] A)试验流量基准采用除氧器进口凝结水流量，流量测量元件为标准中要求的 ASME流量喷嘴；
[0024] B)采用试验精确计算获得的最终给水流量对DCS中显示的给水流量进行校正，计 算出校正系数Kfwf;
[0025]
[0026] 式中，KfwfS最终给水流量的校正系数；F fwASME为依据ASME汽轮机试验标准获得的 准确的最终给水流量的计算值；FmksS DCS显示的最终给水流量值；
[0027] C)根据ASMEPTC6中的计算方法，计算出汽轮机组的热耗量Qn，汽轮机组的热耗量 即汽轮机的输入热量；
[0028] 3)按照ASMEPTC4中的锅炉机组性能试验规程对锅炉侧参与锅炉效率计算的各主 要运行参数进行校正，建立各个主要运行参数的偏差修正值，所述参与锅炉效率计算的主 要运行参数包括：
[0029] 环境温度，即干球温度；
[0030] 湿球温度；
[0031] 省煤器进口烟气温度；
[0032] 省煤器出口烟气温度；
[0033] 空预器进口空气温度；
[0034] 空预器进口烟气温度；
[0035] 排烟温度；
[0036] 底渣温度；
[0037] 烟道灰温度；
[0038] 入炉燃料温度；
[0039] 磨煤机出口风温度；
[0040] 空预器烟气侧出口氧量；
[0041] 空预器烟气侧进口氧量；
[0042] 飞灰含碳量；
[0043] 底渣含碳量；
[0044] 4)按照ASME PTC4的锅炉性能试验规程进行锅炉效率性能试验，本步骤与步骤2) 所述的汽轮机性能试验同时进行，本步骤具体如下：
[0045] A)按照所述锅炉性能试验规程中的取样方法获得煤样，对其进行高位发热值及元 素分析；
[0046] B)按照下式计算锅炉有效输出热量Qb。：
[0047]
[0048] 式中，Qb。为锅炉的有效输出热量，单位kj/h ;
[0049] Qti为汽轮机性能试验的热耗量，即汽轮机输入热量，单位kj/h ;
[0050] np为管道效率，单位％，对于容量300丽及以上机组，取99. 5% ;
[0051] C)按照ASME PTC4中的锅炉效率计算方法，计算出最终的锅炉燃煤量Bt;
[0052]
[0053] 式中，Bt为试验得到的锅炉燃煤量，单位kg/h ;
[0054] n BT为试验计算得到的锅炉效率，单位％ ;
[0055] HHV为步骤A)中得到的高位发热值，单位kj/kg ;
[0056] D)根据试验得到的最终的锅炉燃煤量Bt及现场DCS中显示的燃煤量B Des，计算燃 煤量的校正系数KBF。
[0057]
[0058] 式中，Kbf为燃煤量的校正系数τ为依据ASME锅炉试验标准获得的准确的锅炉燃 煤量的计算值；B Des为DCS显示的燃煤量。在锅炉进行正式ASME效率试验前，应首先对DCS 显示的燃煤量测量装置如皮带式称重式给煤机进行校准；
[0059] (2)采用机组正常的运行参数进行机组燃煤发热值及煤耗率指标的计算；
[0060] 1)汽轮机侧参与热耗量计算的各主要运行参数的修正处理：
[0061] 根据机组正常运行中汽轮机侧参与热耗量计算的各主要运行参数，结合步骤（1) 中第1)步获取的各参数偏差修正值，计算各主要运行参数修正后的数值；所述参与热耗量 计算的主要运行参数与步骤（1)中第1)步中所列参数相同；
[0062] 2)正常运行中汽轮机热耗量的计算：
[0063] 以最终给水流量为基准，计算正常运行中的汽轮机热耗量QTI' ;热耗量计算中采用 经校准的修正的最终给水流量Ffw' ；汽轮机热耗量Qn'的计算按照汽轮机性能试验标准中 提供的公式进行。
[0064] 经校准的修正的最终给水流量Ffw'采用下式计算：
[0065] Ffw - Kfwf X Ffwtics
[0066] 式中，Ffw'为经校准的修正的最终给水流量；Kfwf为步骤（1)中第2)步获取的最终 给水流量的校正系数；FmksS DCS显示的最终给水流量值；
[0067] 3)锅炉侧参与锅炉效率计算的各主要运行参数的修正处理：
[0068] 根据机组正常运行中锅炉侧参与锅炉效率计算的各主要运行参数，结合步骤（1) 中3)步获取的各参数偏差修正值，计算锅炉侧各主要运行参数修正后的数值；参与锅炉效 率计算的主要运行参数与步骤（1)中3)步中所列参数相同；
[0069] 4)机组正常运行中燃煤发热量HHV'的计算：
[0070] A)锅炉正常运行中的输出热量Qb。'按下式计算：
[0071]
[0072] 式中，Qb。'为锅炉正常运行中的输出热量，单位kj/h ;QTI'为正常运行中汽轮机的 热耗量，即汽轮机输入热量，单位kj/h ; n p为管道效率，单位％ ;对于容量300丽及以上机 组，取 99. 5% ;
[0073] B)锅炉正常运行中修正后的的燃煤量B/按下式计算：
[0074] B/ = Kbf X Bdcs '
[0075] 式中，B/为正常运行中修正后的准确的燃煤量；Kbf为步骤（1)中4)步中获得的 锅炉燃煤量修正系数；B DCS'为正常运行中DCS显示的燃煤量；
[0076] C)锅炉正常运行效率计算时的煤质元素分析数据直接采用性能试验时的煤质化 验元素分析数据，或者采用定期进行的煤质化验元素分析数据；
[0077] D)锅炉正常运行效率计算时的飞灰含碳量及底渣含碳量数据，如现场无在线测量 装置时，则直接采用锅炉效率性能试验时的飞灰含碳量及灰渣含碳量数据，或者采用定期 分析获得的飞灰含碳量及底渣含碳量数据；
[0078] E)计算正常运行中燃煤发热值时，按照以下步骤：
[0079] a.假定某一燃煤高位发热值HHVtry按照ASME PTC4锅炉效率标准的方法进行锅炉 效率迭代计算；依据数据包括：锅炉正常运行中的输出热量Qb。'、锅炉侧各主要运行参数修 正后的数值、前述中给出的煤质元素分析数据及飞灰含碳量及底渣含碳量数据；
[0080] b.依据迭代获得的锅炉正常运行效率，计算出依据假设的燃煤高位发热值得到的 锅炉燃煤量Btry;
[0081]
[0082] 式中，Btry为依据假设燃煤高位发热值得到的锅炉燃煤量，单位kg/h ;
[0083] η _为依据假设燃煤高位发热值得到的锅炉效率，单位％ ;
[0084] HHVtry为假设的燃煤高位发热值，单位kj/kg ;
[0085] c.比较锅炉燃煤量Btry与锅炉正常运行中修正后的的燃煤量Βτ'，如ΔΒ = Btry-B/ I彡0.1，则计算结束，锅炉正常运行中的燃煤高位发热值HHV' =HHVtry;否则返 回步骤a.，重新假定HHVtry进行计算；
[0086] 5)机组正常运行中煤耗率指标b/的计算
[0087] 在计算出正常运行中燃煤高位发热量HHV'的基础上，通过下式计算正常运行中发 电煤耗率指标b/ :
[0088]
[0089] 式中，b/为正常运行中机组煤耗率指标，单位g/kW. h ;
[0090] Ps为机组发电功率，单位kW ;
[0091] HHVstd为为基于国家标准规定的标准煤低位发热值计算出的燃煤高位发热值，为 常数，单位kj/kg。
[0092] 本发明的校准步骤及正常运行中锅炉效率的计算均基于ASME