一种基于煤质波动状态识别的机组可调出力在线分析方法与流程

本发明涉及一种机组出力分析方法，特别是涉及一种基于煤质波动状态识别的机组可调出力在线分析方法，属于电力机组控制技术领域。

背景技术：

近年来国内电力需求旺盛，电煤耗用量持续增长，作为耗煤大户的火力发电厂的电煤供应也日趋紧张。由于电煤资源的供需平衡遭到破坏，促使发电企业电煤供应日趋多元化，导致电煤质量波动幅度增大，大多数电厂燃用煤种与锅炉设计煤种相差较大，造成锅炉运行状态偏离设计值，从而给锅炉燃烧的安全性和经济性带来了一系列不利的影响，引发的设备缺陷也明显增多。主要影响大致在以下几方面：(1)锅炉出力下降，机组不能满发；(2)锅炉效率降低，发电煤耗增加；(3)煤种多变，煤质劣化，使电厂助燃油量增加；(4)炉膛结渣，受热面超温；(5)燃料费用和发电成本增加。

目前，对于燃煤机组煤质状态，电力调度部门基本依靠发电企业自行上报，无法实时准确了解其运行状况。因此，亟需利用信息技术实现对发电机组煤质状态开展科学、实时、有效评估，进而量化对机组可调出力的影响程度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种基于煤质波动状态识别的机组可调出力在线分析方法，基于磨煤机实时运行监测数据，实现磨煤机裕量及机组可调出力的及时预报，有利于电力调度运行人员及时掌握机组发电能力变化情况，及优化电力调度负荷控制策略。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于煤质波动状态识别的机组可调出力在线分析方法，包括以下步骤：

1)对所有投运的若干台磨煤机，获取每台磨煤机及其机组的实时运行监测数据；

2)根据约束条件，计算出每台磨煤机裕量；

3)汇总所有投运的每台磨煤机裕量，得到机组给煤量可增加量；

4)结合当前运行数据及当前煤种，计算出机组发电负荷的可调节裕量范围。

本发明进一步设置为：所述实时运行监测数据包括机组当前负荷给煤量、磨煤机当前给煤量、磨煤机电流和磨煤机出口风粉温度。

本发明进一步设置为：所述约束条件为机组当前负荷给煤量＜设计工况当前负荷给煤量、磨煤机电流＜额定电流和磨煤机出口风粉温度≥出口风粉温度低限报警值。

本发明进一步设置为：所述每台磨煤机裕量的计算表达式为，磨煤机裕量＝磨煤机设计给煤量-磨煤机当前给煤量。

本发明进一步设置为：所述当前运行数据为当前煤种状况下的当量负荷给煤量数据，所述当前煤种是根据当量负荷给煤量进行定量评估获得。

本发明进一步设置为：所述机组当前负荷给煤量的计算表达式为，机组当量负荷给煤量＝机组当前总给煤量/机组当前发电负荷。

本发明进一步设置为：所述机组发电负荷的可调节裕量范围即为机组出力裕量，其计算表达式为，机组出力裕量＝磨煤机裕量/单位负荷给煤量＝磨煤机裕量/(机组当前总给煤量/机组当前发电负荷)。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

基于磨煤机实时运行监测数据，实现磨煤机裕量及机组可调出力的及时预报，具体可结合当量负荷给煤量，在保证磨煤机电流、磨煤机出口风粉温度不超限情况下，评估磨煤机裕量，进而评估机组发电负荷的可调整区间，不仅有利于电力调度运行人员及时掌握机组发电能力变化情况，及优化电力调度负荷控制策略；而且可提升调度驾驭电网能力、资源优化配置能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力，实现电力生产的科学组织、精确指挥、前瞻指导和高效协调，确保电网安全、经济、优质运行。

上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明提供一种基于煤质波动状态识别的机组可调出力在线分析方法，包括以下步骤：

1)对所有投运的若干台磨煤机，获取每台磨煤机及其机组的实时运行监测数据；

煤质对机组出力的影响主要体现在以下三方面：

(1)原煤可磨性差，导致磨煤机的实际出力比设计额定出力低，机组给煤量、锅炉产热量、机组实际发电能力低于设计值；

(2)原煤水分高，在保证磨煤机出口风粉温度的情况下，受制于磨煤机制粉系统干燥能力，磨煤量将受到限制，进而导致机组的发电能力低于设计值；

(3)原煤热值低，虽然磨煤机实际出力能够达到设计出力，但进入炉膛的煤量对应的产热量比设计值小，机组的发电能力低于设计值。

从上述三方面影响表现可以看出，煤质对机组出力的限制首先体现在磨煤机电流、磨煤机出口风粉温度、给煤量三方面，所以本发明的实时运行监测数据包括机组当前负荷给煤量、磨煤机当前给煤量、磨煤机电流和磨煤机出口风粉温度。

其中，机组当前负荷给煤量的计算表达式为，机组当量负荷给煤量＝机组当前总给煤量/机组当前发电负荷，它反映的是当前煤种的给煤量与发电负荷之间的线性数理关系。

2)根据约束条件，计算出每台磨煤机裕量；

若出现以下任意一种情况，则磨煤机不可加煤量，即磨煤机裕量为0：磨煤机电流≥磨煤机额定电流、磨煤机出口风粉温度＜出口风粉温度低限报警值、磨煤机当前给煤量≥磨煤机设计给煤量。

当前当量负荷给煤量小于设计值的机组，代表机组当前燃煤质量比设计煤种还佳，在设计煤种下机组出力能够达到额定负荷，当前煤种下可调最大出力等于机组额定功率。

如图1所示，本发明可采用的约束条件为机组当前负荷给煤量＜设计工况当前负荷给煤量、磨煤机电流＜额定电流和磨煤机出口风粉温度≥出口风粉温度低限报警值。

在磨煤机电流不超限、磨煤机出口风粉温度不低于报警值的情况下，每台磨煤机裕量的计算表达式为，磨煤机裕量＝磨煤机设计给煤量-磨煤机当前给煤量。

3)汇总所有投运的每台磨煤机裕量，得到机组给煤量可增加量。

4)结合当前运行数据及当前煤种，计算出机组发电负荷的可调节裕量范围；

当前运行数据为当前煤种状况下的当量负荷给煤量数据，当前煤种是根据当量负荷给煤量进行定量评估获得；机组发电负荷的可调节裕量范围即为机组出力裕量，其计算表达式为，机组出力裕量＝磨煤机裕量/单位负荷给煤量＝磨煤机裕量/(机组当前总给煤量/机组当前发电负荷)。

以某660MW等级配置6台磨煤机的机组为例进行实施，每台磨煤机的最大出力为50t/h，对其煤质状况进行实时评估，开展可调出力区间分析。

该机组在某一时刻的磨煤机在线监测数据如下表1所示：

表1

通过对磨煤机裕量、当量负荷给煤量计算得到计算结果如下表2所示：

表2

本发明的创新点在于，基于磨煤机实时运行监测数据，实现磨煤机裕量及机组可调出力的及时预报，有利于电力调度运行人员及时掌握机组发电能力变化情况，及优化电力调度负荷控制策略。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。