专利名称：一种锅炉的有效输出效率的输出方法
技术领域：
本发明涉及自动监测技术领域，尤其涉及一种锅炉的有效输出效率的输出方法。
背景技术：
火力发电厂的安全与经济运行一直是电力企业追求的目标，随着国家节能减排政策的持续深入，以及火力发电厂自身经营压力双重因素的驱动，火力发电企业追求锅炉高效优化运行是实现节能减排的重要途径之一。实现锅炉工作效率的实时在线计输出是进行火力发电 机组的能耗监控的基础与前提。根据《电站锅炉性能试验规程》(GB 10184-88)或ASME蒸汽锅炉性能试验标准(PTC4 - 1998/2008)，不论是采用输入-输出热量法(正平衡方法)，还是热损失法(反平衡法)在线计算锅炉效率，都必须首先获得锅炉实时煤质的工业分析和元素分析的数据。然而目前大型火力发电厂大多只具有煤的工业分析的能力，煤的元素分析通常需要委托专业的分析化验机构进行，为大型火力发电厂获取锅炉的有效输出效率带来很大不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锅炉的有效输出效率的输出方法，以解决现有技术中发电厂不能自行解决实时计算锅炉工作效率的问题，其具体方案如下—种锅炉的有效输出效率的输出方法，包括获取基准燃料的参数信息，确定与所述基准燃料参数信息相对应的基准燃料低位发热量;根据第一函数关系和所述基准燃料低位发热量确定基准燃料的空干基灰分含量;获取锅炉主蒸汽流量，依据锅炉主蒸汽流量和基准燃料的燃煤消耗量的函数关系确定基准燃料的燃煤消耗量；建立所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系，依据所述函数关系得到基准燃料的实时空干基灰分含量;根据所述第一函数关系和所述基准燃料的实时空干基灰分含量确定锅炉内基准燃料的收到基低位发热量；确定锅炉中基准燃料的实时消耗量，依据所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量和锅炉中基准燃料的实时消耗量，计算所述锅炉的输入热量；采用预设方法确定锅炉的有效输出热量；依据所述锅炉的输入热量及有效输出热量，确定锅炉的有效输出效率并输出。确定锅炉中基准燃料的实时消耗量为获取每个给煤机的给煤量；
确定每个给煤机对应的称重修正系数；确定每个给煤机的给煤量和对应的称重修正系数的乘积；将得到的各个乘积相加得到锅炉中基准燃料的实时消耗量。所述建立所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系包括获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值；确定基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数；获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值与 所述基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数的乘积；确定所述乘积与所述基准煤种的燃煤消耗量的商值；将所述商值与所述基准燃料的空干基灰分含量相加为所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系。所述基准燃料低位发热量与基准燃料的空干基灰分含量的第一函数关系包括根据所述基准燃料确定常数a、b、c的值；确定常数a与所述基准燃料的空干基灰分含量平方的乘积为第一乘积值；获取常数b与所述基准燃料的空干基灰分含量的乘积为第二乘积值；将所述第一乘积值与第二乘积值的差值与常数c相加。确定所述基准燃料的燃煤消耗量与锅炉主蒸汽流量的函数关系包括根据所述基准燃料确定常数d、e的值；确定常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积；将所述常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积与常数e相加。确定所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的过程包括根据所述基准燃料确定常数a、b、c的值；确定常数a与所述锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量平方的乘积为第三乘积值；获取常数b与所述锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量的乘积为第四乘积值；获取所述第三乘积值与第四乘积值的差值与常数c的和，得到所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量。确定所述锅炉的实时输入热量的过程包括确定所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与系数1000的乘积；获取所述乘积与所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的乘积，得到所述锅炉的实时输入热量。确定锅炉的有效输出热量的预设方法为确定所述锅炉的主蒸汽的焓值和所述锅炉主给水的焓值的差为第一差值；确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉再热器进口蒸汽焓值的差为第二
差值;确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉的再热器减温水焓值的差为第三
差值;获取所述第一差值与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积；
获取所述第二差值与所述锅炉再热器入口蒸汽流量的乘积；获取所述第三差值与所述锅炉的再热器减温水流量的乘积；将上述三项的乘积做 和，与系数1000做积为确定锅炉的有效输出热量的预设方法。确定所述锅炉的有效输出效率为将所述锅炉的有效输出热量与所述锅炉的实时输入热量做商，得到所述锅炉的有效输出效率并输出。从上述技术方案可以看出，本发明实施例公开的获取锅炉有效工作效率的方法，通过基准燃料的空干基灰分含量以及基准燃料的燃煤消耗量确定锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量，进而建立收到基低位发热量与其空干基灰分含量之间的函数关系，从而计算出锅炉的实时效率。提供一种获取锅炉有效输出效率的方法，避免了对入炉煤质的元素分析的在线测量及灰渣可燃物含量的在线测量，操作简单，精确度高，使计算锅炉效率的方法得到简化。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例公开的锅炉的有效输出效率的输出方法的流程图；图2为本发明实施例公开的获取基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系的流程图；图3为本发明实施例公开的获取所述基准燃料低位发热量与基准燃料的空干基灰分含量的第一函数关系的流程图；图4为本发明实施例公开的获取基准燃料的燃煤消耗量与锅炉主蒸汽流量的函数关系的流程图；图5为本发明实施例公开的确定锅炉的有效输出效率的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开的锅炉的有效输出效率的输出方法的流程图如图I所示，包括步骤S11、获取基准燃料的参数信息，确定与所述基准燃料参数信息相对应的基准燃料低位发热量。确定基准燃料，根据确定的基准燃料获取基准燃料的参数信息，包括基准燃料的低位发热量，基准燃料的收到基低位发热量，煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数。另外，通过每个锅炉能获得的参数信息也不相同，可以包括锅炉的主蒸汽流量，锅炉主蒸汽焓值，锅炉主给水的焓值，锅炉再热器入口蒸汽流量，锅炉再热器出口蒸汽焓值，锅炉再热器进口蒸汽焓值，锅炉再热器减温水流量，锅炉再热器减温水焓值。通过为锅炉输送燃料的给煤机的不同，可以得到每个给煤机的给煤量和称重修正系数。步骤S12、根据第一函数关系和所述基准燃料低位发热量确定基准燃料的空干基灰分含量；其中，所述基准燃料的空干基灰分含量与所述基准燃料低位发热量的第一函数关系可以表示为Qnet. ar—design f I (Aad—design)其中，Qnet.m design为基准燃料的低位发热量，Aad design为基准燃料的空干基灰分含 量。步骤S13、获取锅炉主蒸汽流量，依据锅炉主蒸汽流量和基准燃料的燃煤消耗量的函数关系确定基准燃料的燃煤消耗量；其中，所述锅炉主蒸汽流量和基准燃料的燃煤消耗量的函数关系可以表示为Bdesign=f2 (Dgq)其中，Bdesign为基准燃料的燃煤消耗量，Dgq为锅炉的主蒸汽流量。步骤S14、建立所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系，依据所述函数关系得到基准燃料的实时空干基灰分含量；根据上述步骤中得到的基准燃料的空干基灰分含量、基准燃料的燃煤消耗量建立与基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系式，可以表示为Aad=f3其中Aad为基准燃料的实时空干基灰分含量。步骤S15、根据所述第一函数关系和所述基准燃料的实时空干基灰分含量确定锅炉内基准燃料的收到基低位发热量；所述基准燃料的实时空干基灰分含量与锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的函数关系可以用第一函数关系表示为Qnet. ^f1 (Aad)其中，Qnrt.m为所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量，Aad为所述基准燃料的实时空干基灰分含量。步骤S16、确定锅炉中基准燃料的实时消耗量，依据所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量和锅炉中基准燃料的实时消耗量，计算所述锅炉的输入热量；步骤S17、采用预设方法确定锅炉的有效输出热量；其中，确定锅炉的有效输出热量的函数关系式可以表示为Q^f4其中，Q1为锅炉的有效输出热量。步骤S18、依据所述锅炉的输入热量及有效输出热量，确定锅炉的有效输出效率并输出。本发明实施例公开的获取锅炉有效工作效率的方法，通过基准燃料的空干基灰分含量以及基准燃料的燃煤消耗量确定锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量，进而建立收到基低位发热量与其空干基灰分含量之间的函数关系，从而计算出锅炉的实时工作效率。提供一种获取锅炉有效输出效率的方法，避免了对入炉煤质的元素分析的在线测量及灰渣可燃物含量的在线测量，操作简单，精确度高，使计算锅炉效率的方法得到简化。本发明公开的获取基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系的流程图如图2所示，包括步骤S21、获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值。获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值，可以表不为B_Bdesign，其中，B为所述锅炉中基准燃料的实时消耗量，Bdesign为所述基准燃料的燃煤消耗 量。步骤S22、确定基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数；所述基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数与基准燃料有关，根据基准燃料的不同而不同，用k表示。步骤S23、获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值与所述基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数的乘积；上述过程可以表示为k (B-Bdesign)，其中，k表示基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数，B为所述锅炉中基准燃料的实时消耗量，Bdesign为所述基准燃料的燃煤消耗量。步骤S24、确定所述乘积与所述基准煤种的燃煤消耗量的商值；确定所述乘积与所述基准煤种的燃煤消耗量的商值可以表示为k(B-Bdesign)/
^design0步骤S25、将所述商值与所述基准燃料的空干基灰分含量相加为所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系O获取基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系用公式表示为Aad-Aad—design+k (B-Bdesign) /Bdesign其中，Aad为基准燃料的实时空干基灰分含量，Aad d_n为基准燃料的空干基灰分含量，k表示基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数，B为所述锅炉中基准燃料的实时消耗量，Bdesign为所述基准燃料的燃煤消耗量。进一步的，所述锅炉中基准燃料的实时消耗量获取的操作流程图如图3所示，包括确定为所述锅炉提供基准燃料的给煤机的个数N，获取每个给煤机为为所述锅炉提供的基准燃料量，即给煤量，确定每个给煤机对应的称重修正系数。获取每个给煤机对应的称重修正系数与其给煤量的乘积，将N个给煤机的称重修正系数与其给煤量的乘积相力口，得到所述锅炉中基准燃料的实时消耗量。本实施例公开的获取基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系的过程中，用到了基准燃料的空干基灰分含量、基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数、锅炉中基准燃料的实时消耗量、基准燃料的燃煤消耗量，通过将上述4个数值经过运算，即可得到基准燃料的实时空干基灰分含量，避免了对基准燃料的元素分析的过程，为电厂获得锅炉的有效输出效率提供了简便的方法。本发明公开的获取所述基准燃料低位发热量与基准燃料的空干基灰分含量的第一函数关系的流程图如图3所示，包括步骤S31、确定常数a与所述基准燃料的空干基灰分含量平方的乘积为第一乘积值；步骤S32、获取常数b与所述基准燃料的空干基灰分含量的乘积为第二乘积值；步骤S33、将所述第一乘积值与第二乘积值的差值与常数c相加。将上述过程叙述的公式表示为 Qnet. ar—design=a*Aad—design2_b*Aad—design+c其中，Qnet.m design为基准燃料的低位发热量，Aad design为基准燃料的空干基灰分含量，a、b、c为常数，与所选取的基准燃料有关，不同的基准燃料有不同的常数a、b、C。进一步的，所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量与锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量的第一函数关系式为 Qnet. ar=a*Aad2-b*Aad+C其中，Qnrt.m为锅炉内基准燃料的收到基低位发热量，Aad为锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量，常数a、b、c与所选取的基准燃料有关，不同的基准燃料有不同的常数a、
b、C。本实施例公开的第一函数关系式通过与基准燃料对应的常数以及基准燃料的空干基灰分含量或基准燃料的实时空干基灰分含量，来确定基准燃料的低位发热量或锅炉内基准燃料的收到基低位发热量，避免了对基准燃料的元素分析的过程，为电厂获得锅炉的有效输出效率提供了简便的方法。本发明公开的获取基准燃料的燃煤消耗量与锅炉主蒸汽流量的函数关系的流程图如图4所示,包括步骤S41、确定常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积；步骤S42、将所述常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积与常数e相加。将上述步骤中描述的公式表示为Bdesign=d*Dgq+e其中，Bdesign为基准燃料的燃煤消耗量，Dgq为锅炉的主蒸汽流量，d、e为常数，与所选取的基准燃料有关，不同的基准燃料有不同的常数d、e。本实施例公开的获取基准燃料的燃煤消耗量与锅炉主蒸汽流量的函数关系的方法，通过对锅炉的主蒸汽流量以及与所选取的基准燃料有关的常数d、e的函数运算，直接得到基准燃料的燃煤消耗量，避免了对基准燃料的元素分析的过程，为电厂获得锅炉的有效输出效率提供了简便的方法。本发明公开的确定锅炉的有效输出效率的流程图如图5所示，包括步骤S51、获取所述锅炉的实时输入热量。获取所述锅炉的实时输入热量的过程为确定所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与系数1000的乘积；
获取所述乘积与所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的乘积，得到所述锅炉的实时输入热量。用公式表示上述过程为Qr=1000*B*Qnet.ar其中，Qr为锅炉的实时输入热量，B为锅炉中基准燃料的实时消耗量，Qnrt.m为锅炉内基准燃料的收到基低位发热量。步骤S52、获取锅炉的有效输出热量。获取锅炉的有效输出热量的过程包括确定所述锅炉的主蒸汽的焓值和所述锅炉主给水的焓值的差为第一差值；确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉再热器进口蒸汽焓值的差为第二
差值;确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉的再热器减温水焓值的差为第三
差值;获取所述第一差值与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积；获取所述第二差值与所述锅炉再热器入口蒸汽流量的乘积；获取所述第三差值与所述锅炉的再热器减温水流量的乘积；将上述三项的乘积做和，与系数1000做积为确定锅炉的有效输出热量的预设方法。上述过程可以用公式表示为Q1=IOOO* [Dgq* (hgq-hgs)+Di zq*(h" zq-h' zq)+DzJ*(h" zq-hzJ)]其中，Q1为锅炉的有效输出热量，Dgq为锅炉的主蒸汽流量，D' zq为所述锅炉再热器入口蒸汽流量，Dzj为锅炉的再热器减温水流量，hgq为锅炉的主蒸汽的焓值，hgs为锅炉主给水的焓值，hgq-hgs的结果为第一差值，h" zq为锅炉再热器出口蒸汽焓值，h' Z9为锅炉再热器进口蒸汽焓值，h" zq-h' zq的结果为第二差值，hzj为锅炉的再热器减温水焓值，h" Ζ(Γ1^的结果为第一差值。步骤S53、根据所述锅炉的实时输入热量与锅炉的有效输出热量，确定所述锅炉的有效输出效率。确定锅炉的有效输出效率是通过将上述过程中得到的锅炉的有效输出热量与锅炉的实时输入热量做商，即
权利要求
1.一种锅炉的有效输出效率的输出方法，其特征在于，包括 获取基准燃料的参数信息，确定与所述基准燃料参数信息相对应的基准燃料低位发热量; 根据第一函数关系和所述基准燃料低位发热量确定基准燃料的空干基灰分含量；获取锅炉主蒸汽流量，依据锅炉主蒸汽流量和基准燃料的燃煤消耗量的函数关系确定基准燃料的燃煤消耗量； 建立所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系，依据所述函数关系得到基准燃料的实时空干基灰分含量；根据所述第一函数关系和所述基准燃料的实时空干基灰分含量确定锅炉内基准燃料的收到基低位发热量； 确定锅炉中基准燃料的实时消耗量，依据所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量和锅炉中基准燃料的实时消耗量，计算所述锅炉的输入热量； 采用预设方法确定锅炉的有效输出热量； 依据所述锅炉的输入热量及有效输出热量，确定锅炉的有效输出效率并输出。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，确定锅炉中基准燃料的实时消耗量为 获取每个给煤机的给煤量； 确定每个给煤机对应的称重修正系数； 确定每个给煤机的给煤量和对应的称重修正系数的乘积； 将得到的各个乘积相加得到锅炉中基准燃料的实时消耗量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系包括 获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值； 确定基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数； 获取所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与所述基准燃料的燃煤消耗量的差值与所述基准燃料的煤种及燃烬程度变化的综合权重影响系数的乘积； 确定所述乘积与所述基准煤种的燃煤消耗量的商值； 将所述商值与所述基准燃料的空干基灰分含量相加为所述基准燃料的空干基灰分含量、所述基准燃料的燃煤消耗量和基准燃料的实时空干基灰分含量的函数关系。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述基准燃料低位发热量与基准燃料的空干基灰分含量的第一函数关系包括 根据所述基准燃料确定常数a、b、c的值； 确定常数a与所述基准燃料的空干基灰分含量平方的乘积为第一乘积值； 获取常数b与所述基准燃料的空干基灰分含量的乘积为第二乘积值； 将所述第一乘积值与第二乘积值的差值与常数c相加。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，确定所述基准燃料的燃煤消耗量与锅炉主蒸汽流量的函数关系包括 根据所述基准燃料确定常数d、e的值； 确定常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积； 将所述常数d与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积与常数e相加。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，确定所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的过程包括 根据所述基准燃料确定常数a、b、c的值； 确定常数a与所述锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量平方的乘积为第三乘积值；获取常数b与所述锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量的乘积为第四乘积值；获取所述第三乘积值与第四乘积值的差值与常数c的和，得到所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述锅炉的实时输入热量的过程包括 确定所述锅炉中基准燃料的实时消耗量与系数1000的乘积； 获取所述乘积与所述锅炉内基准燃料的收到基低位发热量的乘积，得到所述锅炉的实时输入热量。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，确定锅炉的有效输出热量的预设方法为 确定所述锅炉的主蒸汽的焓值和所述锅炉主给水的焓值的差为第一差值； 确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉再热器进口蒸汽焓值的差为第二差值； 确定所述锅炉再热器出口蒸汽焓值和所述锅炉的再热器减温水焓值的差为第三差值； 获取所述第一差值与所述锅炉的主蒸汽流量的乘积； 获取所述第二差值与所述锅炉再热器入口蒸汽流量的乘积； 获取所述第三差值与所述锅炉的再热器减温水流量的乘积； 将所述第一差值与锅炉的主蒸汽流量的乘积、第二差值与锅炉再热器入口蒸汽流量的乘积以及第三差值与锅炉的再热器减温水流量的乘积做和，与系数1000做积为确定锅炉的有效输出热量的预设方法。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，确定所述锅炉的有效输出效率为 将所述锅炉的有效输出热量与所述锅炉的实时输入热量做商，得到所述锅炉的有效输出效率并输出。
全文摘要
本发明公开了锅炉的有效输出效率的输出方法，通过基准燃料的空干基灰分含量以及基准燃料的燃煤消耗量确定锅炉中基准燃料的实时空干基灰分含量，进而建立收到基低位发热量与其空干基灰分含量之间的函数关系，从而计算出锅炉的实时效率。提供一种获取锅炉有效输出效率的方法，避免了对入炉煤质的元素分析的在线测量及灰渣可燃物含量的在线测量，操作简单，精确度高，使计算锅炉效率的方法得到简化。
文档编号G01M99/00GK102944441SQ20121051976
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者张明, 王茂贵, 李剑 申请人:浙江省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司