技术领域本发明涉及能源燃烧领域，具体涉及一种锅炉燃烧调整工况经济性比较方法。
背景技术：
对于火电机组，常常需要通过锅炉燃烧调整试验来找出最佳的燃烧运行方式，保证锅炉安全经济运行。这就需要比较各燃烧调整工况的经济性，一般通过计算各燃烧工况的锅炉效率实现。目前，常用锅炉效率计算方法存在不足，就是锅炉脱硫系统、脱硝系统运行状态，空预器积灰、漏风状态等非燃烧运行因素对炉效计算结果的影响较大。另外，由于试验条件的限制，各试验工况的入炉煤质往往有较大差异，比较各燃烧调整工况经济性时，需要对各燃烧调整工况的炉效进行煤质修正，目前尚没有合理的炉效煤质修正方法。用于比较各燃烧调整工况经济性的炉效计算方法，应排除各种非燃烧运行因素对炉效计算结果的影响。同时，各燃烧调整工况的炉效应修正到同一的基准煤质、基准给水温度和基准送风机入口空气温度，使炉效具有可比性。为此，本发明提出采用省煤器出口烟气温度作为排烟温度来计算名义锅炉排烟损失，并用所有工况的平均给水温度、平均送风机入口空气温度、平均煤低位热值和灰分，作为相应变量的基准值，对各工况锅炉各项热损失进行修正，在此基础上采用名义锅炉效率来比较各燃烧工况的经济性，排除了脱硫、脱硝、空预器积灰、漏风等非燃烧调整因素对燃烧性能评价的影响，同时经修正的名义锅炉效率更具可比性，燃烧性能评价更具合理性。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种锅炉燃烧调整工况经济性比较方法。技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种锅炉燃烧调整工况经济性比较方法，包括以下步骤：步骤1)：以《电站锅炉性能试验规程》(GB/T10184-1988)为依据，进行锅炉燃烧调整试验：要求各个试验工况的锅炉负荷两两之差的绝对值小于试验工况平均负荷的4％，入炉煤低位热值两两之差的绝对值小于2.4MJ/Kg；采集记录各试验工况的以下运行参数：省煤器出口烟气含氧量(O2.sm.i，％)、烟气CO含量的体积百分数(COi，％)、烟气飞灰含碳量(Cfh.i，％)、炉渣含碳量(Clz.i，％)、送风机入口空气温度(tlk.i，℃)、省煤器进口烟气温度(θsm.in,i，℃)、省煤器出口烟气温度(θsm.out.i，℃)、空预器出口烟气温度(tpy.i，℃)、给水温度(tgs.i，℃)、入炉煤收到基低位热值(KJ/Kg)和收到基灰分(％)，其中i＝1,2,…,n，n为工况个数；步骤2)：用步骤1)采集的数据，按以下方法计算各工况的名义排烟损失q2.m.i:q2.m.i=lG.i+lm.i+ΔlG.i+Δlm.ilG.i=Cpg.iQd.iy·(k1.i+k2.i·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)lm.i=Cp.H20.iQd.iy·(k3.i+0.01(k4.i+k2.i·αi))·(θsm.out.i′-tlk,b)ΔlG.i=Cpg.i·(0.02337+0.303·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)1000Qd.iy-Cpg.i·(k1.i+k2.i·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)(Qd.iy)2Δlm.i=Cp.H20.i·(-0.0162+0.00303·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)1000Qd.iy-Cp.H20.i·(k3.i+0.01(k4.i+k2.i·αi))·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)(Qd.iy)2i=1,2,...,n]]>式中lG.i为工况i名义干烟气热损失，lm.i为工况i名义烟气水蒸汽热损失，ΔlG.i为lG.i的煤质修正量，Δlm.i为lm.i的煤质修正量，θ′sm.out.i为经给水温度修正的省煤器出口烟气温度，由下式计算：θ′sm.out.i＝θsm.out.i+(θsm.in.i-θsm.out.i)·(tgs.b-tgs.i)/(θsm.in.i-tgs.i)其中tgs.b为基准给水温度，由下式计算：tgs.b=1nΣi=1ntgs.i;]]>αi是工况i省煤器出口处的过量空气系数，由下式计算：αi=2121-O2.sm.i;]]>Cpg.i是工况i的烟气平均比热，kJ/(Kg·K)，Cp.H2O.i是工况i烟气中水蒸气的平均比热，直接根据压力与温度查取水蒸汽表得到，kJ/(Kg·K)，Cpg.i.h由下式计算：Cpg.i.h＝0.9221+0.0009·θ′sm.out.i-0.000002·(θ′sm.out.i)2；tlk,b和分别为基准送风温度和基准煤低位热值，分别由下式计算：tlk.b=1nΣi=1ntlk.i,]]>Qd.by=1nΣi=1nQd.iy;]]>k1.i、k2.i、k3.i和k4.i为与相关的系数，分别由下式计算：k1.i=0.0576+0.02337·Qd.iy1000,]]>k2.i=0.699+0.303·Qd.iy1000,]]>k3.i=0.9081-0.0163·Qd.iy1000,]]>k4.i=-0.0139+0.0089·Qd.iy1000;]]>步骤3)：用步骤1)采集的数据，按下式计算各工况的化学未完全燃烧损失q3.i:q3.i＝3.2·COi·αi步骤4)：用步骤1)采集的数据，按以下方法计算各工况的机械未完全燃烧损失q4.i:q4.i=lc.i+Δlc.Q.i+Δlc.A.ilc.i=33730Qd.iy·Aiy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)Δlc.Q.i=-33730(Qd.iy)2·Aiy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)·(Qd.iy-Qd.by)Δlc.A.i=33730Qd.iy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)·(Aiy-Aby)]]>其中lc.i为工况i飞灰含碳和炉渣含碳总损失，Δlc.Q.i为lc.i的煤低位热值修正量，Δlc.A.i为lc.i的煤灰分修正量，为基准煤灰分，由下式计算：Aby=1nΣi=1nAiy]]>步骤5)：按下式计算各工况名义锅炉效率ηb.m.i：ηb.m.i＝1-(q2.m.i+q3.i+q4,i)；步骤6)：根据各工况名义锅炉效率ηb.m.i的大小评价各工况的经济性，ηb.m.i越大，经济性越好。本发明提出采用名义锅炉效率来评价各工况的燃烧性能，名义锅炉效率采用省煤器出口烟气温度作为排烟温度来计算名义锅炉排烟损失，并用所有比较工况的平均煤低位热值和灰分，作为基准煤质对各工况锅炉各项热损失进行煤质修正，尽可能的避免了非燃烧调整因素对燃烧性能评价的影响，并使燃烧性能评价更具合理性。有益效果：本发明提出的名义锅炉效率来比较各燃烧工况的经济性，排除了脱硫、脱硝、空预器积灰、漏风等非燃烧调整因素对燃烧性能评价的影响，同时经修正的名义锅炉效率更具可比性，燃烧性能评价更具合理性。具体实施方式下面对本发明作更进一步的说明。一种锅炉燃烧调整工况经济性比较方法，包括以下步骤：步骤1)：以《电站锅炉性能试验规程》(GB/T10184-1988)为依据，进行锅炉燃烧调整试验：要求各个试验工况的锅炉负荷两两之差的绝对值小于试验工况平均负荷的4％，入炉煤低位热值两两之差的绝对值小于2.4MJ/Kg；采集记录各试验工况的以下运行参数：省煤器出口烟气含氧量(O2.sm.i，％)、烟气CO含量的体积百分数(COi，％)、烟气飞灰含碳量(Cfh.i，％)、炉渣含碳量(Clz.i，％)、送风机入口空气温度(tlk.i，℃)、省煤器进口烟气温度(θsm.in，i，℃)、省煤器出口烟气温度(θsm.out.i，℃)、空预器出口烟气温度(tpy.i，℃)、给水温度(tgs.i，℃)、入炉煤收到基低位热值(KJ/Kg)和收到基灰分(％)，其中i＝1,2,…,n，n为工况个数；步骤2)：用步骤1)采集的数据，按以下方法计算各工况的名义排烟损失q2.m.i:q2.m.i=lG.i+lm.i+ΔlG.i+Δlm.ilG.i=Cpg.iQd.iy·(k1.i+k2.i·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)lm.i=Cp.H20.iQd.iy·(k3.i+0.01(k4.i+k2.i·αi))·(θsm.out.i′-tlk,b)ΔlG.i=Cpg.i·(0.02337+0.303·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)1000Qd.iy-Cpg.i·(k1.i+k2.i·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)(Qd.iy)2Δlm.i=Cp.H20.i·(-0.0162+0.00303·αi)·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)1000Qd.iy-Cp.H20.i·(k3.i+0.01(k4.i+k2.i·αi))·(θsm.out.i′-tlk,b)·(Qd.iy-Qd.by)(Qd.iy)2i=1,2,...,n]]>式中lG.i为工况i名义干烟气热损失，lm.i为工况i名义烟气水蒸汽热损失，ΔlG.i为lG.i的煤质修正量，Δlm.i为lm.i的煤质修正量，θ′sm.out.i为经给水温度修正的省煤器出口烟气温度，由下式计算：θ′sm.out.i＝θsm.out.i+(θsm.in.i-θsm.out.i)·(tgs.b-tgs.i)/(θsm.in.i-tgs.i)其中tgs.b为基准给水温度，由下式计算：tgs.b=1nΣi=1ntgs.i;]]>αi是工况i省煤器出口处的过量空气系数，由下式计算：αi=2121-O2.sm.i;]]>Cpg.i是工况i的烟气平均比热，kJ/(Kg·K)，Cp.H2O.i是工况i烟气中水蒸气的平均比热，直接根据压力与温度查取水蒸汽表得到，kJ/(Kg·K)，Cpg.i.h由下式计算：Cpg.i.h＝0.9221+0.0009·θ′sm.out.i-0.000002·(θ′sm.out.i)2；tlk,b和分别为基准送风温度和基准煤低位热值，分别由下式计算：tlk.b=1nΣi=1ntlk.i,]]>Qd,by=1nΣi=1nQd.iy;]]>k1.i、k2.i、k3.i和k4.i为与相关的系数，分别由下式计算：k1.i=0.0576+0.02337·Qd.iy1000,]]>k2.i=0.699+0.303·Qd.iy1000,]]>k3.i=0.9081-0.0163·Qd.iy1000,]]>k4.i=-0.0139+0.0089·Qd.iy1000;]]>步骤3)：用步骤1)采集的数据，按下式计算各工况的化学未完全燃烧损失q3.i:q3.i＝3.2·COi·αi步骤4)：用步骤1)采集的数据，按以下方法计算各工况的机械未完全燃烧损失q4.i:q4.i=lc.i+Δlc.Q.i+Δlc.A.ilc.i=33730Qd.iy·Aiy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)Δlc.Q.i=-33730(Qd.iy)2·Aiy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)·(Qd.iy-Qd.by)Δlc.A.i=33730Qd.iy·(0.9·Cfh.i100-Cfh.i+0.1·Clz.i100-Clz.i)·(Aiy-Aby)]]>其中lc.i为工况i飞灰含碳和炉渣含碳总损失，Δlc.Q.i为lc.i的煤低位热值修正量，Δlc.A.i为lc.i的煤灰分修正量，为基准煤灰分，由下式计算：Aby=1nΣi=1nAiy]]>步骤5)：按下式计算各工况名义锅炉效率ηb.m.i：ηb.m.i＝1-(q2.m.i+q3.i+q4.i)；步骤6)：根据各工况名义锅炉效率ηb.m.i的大小评价各工况的经济性，ηb.m.i越大，经济性越好。本文对某电站300MW机组进行燃烧调整试验，保证燃烧调整前后负荷均为290MW，本文针对该负荷下的3个工况点(即此时n＝3，i分别取1，2，3)对该技术方案进行阐述。第一步，按照步骤一采集需要使用的数据。从DCS表盘读取的3个工况的参数数据如表1-1所列：表1-1DCS表盘工况参数数据在给煤机进口处取样，通过分析得到入炉煤煤样的工业分析成份。分别在电除尘灰斗取样装置处和捞渣机处采集飞灰和炉渣样本，经过化学分析得到飞灰和炉渣的含碳量。烟气中CO含量通过烟气分析仪测量得到。煤样的工业分析成分、飞灰、炉渣含碳量以及烟气中CO体积百分数如表1-2所示：表1-2燃煤工业分析成分飞灰炉渣含碳量以及CO含量第二步：得到三个比较工况的运行参数后，根据步骤2)的计算方法，计算三个工况下锅炉的名义排烟热损失，计算过程参数及结果如下表1-3所列：表1-3名义排烟热损失计算所需参数数据及结果第三步：由第一步得到三个比较工况的运行参数后，根据步骤3)的计算方法，计算三个工况下锅炉的化学未完全燃烧热损失，计算过程参数及结果如下表1-4所列：表1-4化学未完全燃烧热损失计算所需参数数据及结果第四步：由第一步得到三个比较工况的运行参数后，根据步骤4的计算方法，计算三个工况下锅炉的机械未完全燃烧热损失，计算过程参数及结果如下表1-5所列：表1-5机械未完全燃烧热损失计算所需参数数据及结果第五步：计算出各项热损失后，根据步骤5，计算三个比较工况的名义锅炉效率，计算过程所需参数数据及结果如表1-6所示：表1-6名义锅炉效率计算所需参数数据及结果第六步：得到三个工况的名义锅炉效率后，比较三个工况名义锅炉效率的大小。在本例中，因为75.341>73.303>72.705,因此工况3的燃烧性能优于工况2，工况2的燃烧性能优于工况1。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。