煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法

文档序号:6630413阅读:267来源:国知局
煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法,主要针对传统方法无法使用偏微分进行煤气锅炉的机组发电煤耗偏差分析而设计。本发明煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法至少包括:分别获取煤气锅炉主要运行参数的基准数据以及机组的实时运行数据;基于所述机组的实时运行数据分别进行煤气锅炉的燃料燃烧计算以及煤气锅炉热效率计算;基于第一计算式、第二计算式和第三计算式分别进行主要可控运行参数偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差的计算并将计算结果进行终端显示。本发明能够在线监测煤气锅炉主要可控参数的运行值偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差,为煤气锅炉发电机组的优化运行提供依据。
【专利说明】煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及锅炉【技术领域】,尤其涉及一种煤气锅炉主要可控运行参数变化引起的 机组发电煤耗偏差的监测方法。

【背景技术】
[0002] 钢铁企业在冶炼过程中产生了大量的副产煤气,作为煤气资源回收与利用的主要 用户,煤气锅炉在钢铁企业得到了大量应用。近年来,随着钢铁企业节能降耗工作的积极开 展,煤气发电机组的经济运行逐渐受到关注。
[0003] 在煤气锅炉的各项运行参数中,排烟温度、排烟氧量以及排烟中一氧化碳(C0)含 量是影响机组经济性能的主要可控运行参数。这几项参数偏离基准值时,会影响到锅炉热 效率,进而对煤气发电机组的煤耗率产生不利影响。若能够对这几项影响机组发电煤耗偏 差的关键参数进行在线实时监测,则可为机组的优化运行提供重要依据,从而实现煤气发 电厂的节能降耗目的。
[0004] 目前,对于煤气锅炉可控参数影响机组发电煤耗的相关研究还未见报道,而类似 的研究中,基本上都是针对传统的煤粉锅炉展开的。然而,冶金煤气锅炉与常规煤粉锅炉 的燃料特性以及燃料燃烧计算方法存在着很大的差异,尤其体现在烟气量和过量空气系数 的嵌套关系上,使得传统的适用于燃煤锅炉的煤耗偏差监测分析方法不能应用在煤气锅炉 上。
[0005] 因此,构建一个适用于煤气锅炉的主要可控运行参数变化引起的机组发电煤耗偏 差监测方法,为煤气发电机组的节能优化运行提供依据,是目前煤气锅炉领域中亟待解决 的一个问题,具有重要的实用意义。


【发明内容】

[0006] 针对上述问题,本发明提供一种煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差 监测方法,能够实现煤气锅炉发电机组的优化运行。
[0007] 为达到上述目的,本发明煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方 法,至少包括:
[0008] 分别获取煤气锅炉运行参数的基准数据以及机组的实时运行数据,所述机组的实 时运行数据至少包括送风机入口空气温度、排烟温度运行值、排烟氧量运行值、排烟中C0 含量运行值;
[0009] 基于所述机组的实时运行数据分别进行煤气锅炉的燃料燃烧计算以及煤气锅炉 热效率计算;
[0010] 基于第一计算式进行排烟氧量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差的计算,所述 第一计算式为:
[0011]

【权利要求】
1. 一种煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法,其特征在于,至少 包括: 分别获取煤气锅炉运行参数的基准数据以及机组的实时运行数据,所述机组的实时运 行数据至少包括送风机入口空气温度、排烟温度运行值、排烟氧量运行值、排烟中CO含量 运行值; 基于所述机组的实时运行数据分别进行煤气锅炉的燃料燃烧计算以及煤气锅炉热效 率计算; 基于第一计算式进行排烟氧量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差的计算,所述第一 计算式为:
其中,为所述排烟氧量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差;h为所述 送风机入口空气温度;epy为所述排烟温度运行值;(K(O2)为所述排烟氧量运行值; 小'(CO)为所述排烟中CO含量运行值;Cp,gy为干烟气在h至epy温度间的平均比定压热 容;nb为煤气锅炉热效率;Qr为单位体积煤气对应的锅炉输入热量;k为煤气成分系数;bb 为机组发电标准煤耗率;Af(O2)为排烟氧量运行值与排烟氧量基准值的偏差; 基于第二式进行排烟中CO含量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差的计算,所述第 二计算式为:
其中,(A~aC〇)为所述排烟中CO含量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差; Af(CO)为排烟中CO含量运行值与排烟中⑶含量基准值的偏差; 基于第三计算式进行排烟温度偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差的计算,所述第三 计算式为:
其中,为所述排烟温度偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差;Cp,H2〇为水蒸气 在h至0py温度间的平均比定压热容;Vgy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量;匕2〇 为单位体积煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;A0 py为排烟温度运行值与排烟温度 基准值的偏差; 对所述的排烟氧量偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差、排烟中CO含量偏离基准值 引起的机组发电煤耗偏差以及排烟温度偏离基准值引起的机组发电煤耗偏差进行终端显 /Jn〇
2. 根据权利要求1所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述机组的实时运行数据还包括煤气低位发热量、入炉煤气量以及机组实时 发电量; 基于第四计算式计算所述机组发电标准煤耗率,所述第四计算式为:
其中,bb为所述机组发电标准煤耗率,Qdw为所述煤气低位发热量,Vg为所述入炉煤气 量,匕为所述机组实时发电量。
3. 根据权利要求1所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述煤气锅炉运行参数的基准数据包括排烟氧量基准值、排烟中CO含量基准 值以及排烟温度基准值; 基于第五计算式计算所述的排烟氧量运行值与排烟氧量基准值的偏差,所述第五计算 式为:
其中,<(02)为所述排烟氧量基准值; 基于第六计算式计算所述的排烟中CO含量运行值与排烟中CO含量基准值的偏差,所 述第六计算式为:
其中,M(CO)为所述排烟中CO含量基准值; 基于第七计算式计算所述的排烟温度运行值与排烟温度基准值的偏差,所述第七计算 式为:
其中,为所述排烟温度基准值。
4. 根据权利要求1所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述机组的实时运行数据还包括煤气中一氧化碳、氢气、碳氢化合物、氧气、氮 气和二氧化碳的容积含量百分率; 计算煤气锅炉的燃料燃烧数据的具体步骤包括: 基于第八计算式计算燃料特性系数,所述第八计算式为:
其中,P为燃料特性系数;P(CO)、P(H2)、炉(C,,,HJ、P(O2)、P(N2)、P(CO2) 分别为煤气中一氧化碳、氢气、碳氢化合物、氧气、氮气和二氧化碳的容积含量百分率; 基于第九计算式计算煤气成分系数,所述第九计算式为:
其中,k为所述煤气成分系数; 基于第十计算式计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量,所述第十计算式为:
其中,Vgy为所述单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量; 基于第十一计算式计算排烟处过量空气系数,所述十一计算式为:
其中,apy为所述过量空气系数;V(N2)为排烟中N2含量运行值; 根据第十二计算式计算单位体积煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,所述十二计 算式为:
其中,匕2〇为所述单位体积煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;dq为煤气含湿 量;dk为空气绝对湿度;为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量。
5. 根据权利要求4所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述的单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量通过计算式:
计算获得,其中$为所述的单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量。
6. 根据权利要求4所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述的排烟中N2含量运行值V(N2)通过计算式:
计算获得, 其中V(CO2)为排烟中CO2含量运行值,所述的排烟中CO2含量运行值V(CO2)通过 计算式:
计算获得。
7. 根据权利要求1所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述煤气锅炉热效率通过热效率计算式计算获得,所述热效率计算式为: nb = 100-(q2+q3+q4) 其中,nb为所述煤气锅炉热效率;q2为排烟热损失;q3为可燃气体未完全燃烧热损失;q4为散热损失。
8. 根据权利要求7所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述机组的实时运行数据还包括锅炉实际蒸发量; 所述排烟热损失q2通过计算式:
计算获得; 所述可燃气体未完全燃烧热损失q3通过计算式:
计算获得; 所述散热损失q4通过计算式:
计算获得, 其中D为所述锅炉实际蒸发量;队为额定负荷下的锅炉蒸发量;q4e为额定负荷下的锅 炉散热损失;其中q4e = 5. 82X(De)_°_38。
9. 根据权利要求1所述的煤气锅炉运行参数变化引起的机组发电煤耗偏差监测方法, 其特征在于,所述机组的实时运行数据还包括煤气低位发热量和煤气温度; 所述单位体积煤气对应的锅炉输入热量A通过计算式: Q1^ = 计算获得, 其中Qdw为所述煤气低位发热量;k为所述煤气温度;q为煤气在h至&温度间的平 均比定压热容。
【文档编号】G06F19/00GK104268433SQ201410549687
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】江文豪, 张学超, 姚群 申请人:中冶华天工程技术有限公司
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