一种基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锅炉应用技术领域，特别涉及一种基于风量冷态标定的锅炉风量间接 测量方法。
【背景技术】
[0002] 锅炉作为主要的一次化石能源转化设备深入到了工业和民用的各个领域，其容量 和类型也十分广泛。由于现代锅炉容量的增大和技术的发展，其系统日趋复杂，配备了诸多 辅助设备，其中风机是最为重要的组成部分。为了实现能量的高效转化利用，对于锅炉控制 水平的要求也越来越高。高自动化控制和高效运行的前提就是对锅炉各运行参数能够精确 测量。在锅炉运行的各类参数里，风量的测量尤为重要，风量的准确关系到入炉煤的燃烧效 率和燃烧稳定性，此外实现低氮分区燃烧也需要建立在锅炉一二次风的准确测量与配比基 础上。然而目前已经投运的锅炉普遍具有风量测量准确性差的问题。造成这一问题的主要 原因包括风量测量一次元件稳定性差、测量系统设计不合理、维护保养水平低下等。寻找一 种可靠性高、稳定性好的风量测量方法，对于协助锅炉高效运行具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于风量冷态标定的 锅炉风量间接测量方法，相比较风量而言，在实际应用过程中风机电流和出口压力测量准 确性和可靠性都能够得到较好的保证，因此本发明通过建立风压-电流-风量数据库并经过 数学处理拟合为连续的三维曲面，在锅炉运行过程中通过实时风压和电流值即可获得风量 的实时数据，具有可靠性高、稳定性好的优势，对于协助锅炉高效运行具有重要的意义。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0005] -种基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，基于风量冷态标定，构建风压、 风量与电流的数据库，将数据库中的风压、风量与电流三个变量拟合为三维曲面，在锅炉运 行过程中，通过风压、电流实时测量结果在拟合曲面上获得实时风量结果。
[0006] 所述数据库的构建方法如下：
[0007] 在锅炉冷态时对风机风量进行标定，通过风机出口阀门开度调节风机出口压力， 在相同压力下变化风机出力，人工测量风量并记录相应的电流，最终得到一个详细的风压-风量-电流数据库。
[0008] 所述风机出口压力变化范围为6~15kPa，从5kPa开始进行测量，每次增长lkPa;在 固定风机出口压力的时候将风机出力逐渐增大，从50 %逐渐增加到100 %负荷，每次增加 5%〇
[0009] 所述风机为锅炉用一次风机或二次风机。
[0010] 所述风机控制方式为变频调速或液力耦合器调速。
[0011] 本发明中，可通过最小二乘算法将数据库中的风压、风量与电流三个变量拟合为 三维曲面。
[0012] 所述风量冷态标定的测点位于空气预热器前或空气预热器后，通过锅炉空气预热 器前后氧量对漏风率进行计算，并根据漏风率对经过预热后的风量进行修正。
[0013] 所述漏风率的计算公式
，其中δ为漏风率，α 〃为空气预热器后
，〇〃2为空气预热器后氧量，α'为空气预热器前过量空气系数，
[0014] 所述根据漏风率对经过预热后的风量进行修正的公式是：
[0015] Q = Q〇X (1+δ)
[0016] 式中，Q为经过修正后的风量，Q〇为风量测量值。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0018] 1.通过电流、风压来间接获取风机风量值，相比直接测量数据可靠性和稳定性更 好。
[0019] 2.该方法为间接测量方法，无需一次及二次测量元件，实施成本较低。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的风量冷态标定数据散点图。
[0021] 图2为本发明的风量冷态标定数据三维拟合曲面图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0023] 实施例1
[0024]以220t/h循环流化床锅炉为例，一次风机为变频调节式的离心风机，风机最大压 力为15kPa，额定功率10001^(101^，69.64)。在进行风量冷态标定时，风机出口压力变化范 围为11~14kPa，从llkPa开始进行测量，每次增长lkPa。在固定风机出口压力的时候将风机 出力逐渐增大，从50 %逐渐增加到100%负荷，转速每次增加5 %。将不同的风压-电流-风量 数据组记录并形成数据库，得到的数据如图1所示 [0025]风压-电流-风量数据列表
[0028] 对三个变量进行曲面拟合做出相应的三维曲面，如图2所示。在运行过程中，通过 采集风机出口压力和电流并在三维曲面上进行查询即可获得风机出口实时风量。考虑到空 气预热器漏风因素，通过空气预热器出入口氧量计算出空气预热器漏风率并对一次风量进 行修正，修正的公式是：
[0029] Q = Q〇X(l+5)
[0030] 式中，Q为经过修正后的风量，Qo为风量测量值J为漏风率。
[0031] 漏风率δ的计算公式为
其中α 〃为空气预热器后过量空气系数，
空气预热器后氧量，α'为空气预热器前过量空气系数， 0S为空气预热器前氧量。
【主权项】
1. 一种基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，基于风量冷态标定， 构建风压、风量与电流的数据库，将数据库中的风压、风量与电流Ξ个变量拟合为Ξ维曲 面，在锅炉运行过程中，通过风压、电流实时测量结果在拟合曲面上获得实时风量结果。2. 根据权利要求1所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 数据库的构建方法如下： 在锅炉冷态时对风机风量进行标定，通过风机出口阀口开度调节风机出口压力，在相 同压力下变化风机出力，人工测量风量并记录相应的电流，最终得到一个详细的风压-风 量-电流数据库。3. 根据权利要求2所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 风机出口压力变化范围为6~15kPa，从化化开始进行测量，每次增长Ik化;在固定风机出口 压力的时候将风机出力逐渐增大，从50%逐渐增加到100%负荷，每次增加5%。4. 根据权利要求2所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 风机为锅炉用一次风机或二次风机。5. 根据权利要求1所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 风机控制方式为变频调速或液力禪合器调速。6. 根据权利要求1所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，通过 最小二乘算法将数据库中的风压、风量与电流Ξ个变量拟合为Ξ维曲面。7. 根据权利要求1所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 风量冷态标定的测点位于空气预热器前或空气预热器后，通过锅炉空气预热器前后氧量对 漏风率进行计算，并根据漏风率对经过预热后的风量进行修正。8. 根据权利要求7所述基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，其特征在于，所述 漏风率的计算公式夫，其中δ为漏风率，α"为空气预热器后过量空气系数，〇2"为空气预热器后氧量，〇/为空气预热器前过量空气系数：02^为空气预热器前氧量； 所述根据漏风率对经过预热后的风量进行修正的公式是： Q = Q〇X (1+δ) 式中，Q为经过修正后的风量，Qo为风量测量值。
【专利摘要】本发明涉及一种基于风量冷态标定的锅炉风量间接测量方法，属于锅炉控制技术领域。该方法首先在冷态下对不同压头下的风量进行标定并记录相应的风机电流值，通过最小二乘法将多个标定点拟合成不同压头下电流和电量的特性曲线，多条特性曲线最终构成风量查询数据库；在运行过程中，风机风量可以通过实时风机压头和电流从风量查询数据库中通过插值法查询取值，获得较为准确的实时风量；由于实际应用过程中，压力压头和电流值测量精度及可靠性都远高于风量测量元件，因此该方法能够准确快速的为锅炉运行操作提供可靠的风量数据，提升了锅炉的运行控制的准确性。
【IPC分类】G01F1/00
【公开号】CN105571652
【申请号】CN201510938480
【发明人】刘冠杰, 黄中, 郭涛, 江建忠, 徐正泉, 肖平
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日