一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置及方法与流程

1.本发明涉及能源动力行业的燃料技术领域，具体涉及一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置及方法。


背景技术：

2.目前我国燃煤电站的燃烧煤种较多，入炉煤很少采用单一煤种，而一般采用2
‑
3种煤掺配入炉燃烧。掺配方式主要有炉前掺配和炉内掺配两种方式，不管具体采用什么方式，实际的掺配比例较难确定，并且掺配比例不一定稳定。锅炉的燃烧优化需要及时掌握炉内实际燃烧的煤种情况，而掺配比例的变化使锅炉的燃烧优化受到影响，需要根据掺配比例的变化进行相应的调整。燃烧优化的评价也需要掌握评价期间的实际燃烧的煤种情况，这也需要知道实际的掺配比例。目前，智能电厂的建设需要实现自感知功能，利用电厂运行的数据获得炉内实际燃烧的煤种掺配比例是智能电厂自感知的一项重要内容。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的不足，实现煤种掺配比例的自感知，本发明提供一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置及方法，目的在于针对已知3种燃煤煤种的热值和硫分，再根据已有技术实时计算得到的掺配后的热值和硫分，实时计算出3种煤的掺配比例。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置，包括设置在炉外用于检测三种燃煤煤种的热值分析装置1和硫分分析装置2，所述热值分析装置1和硫分分析装置2分别设置在燃料化验室，由燃料热量分析仪和硫分测量仪分别测量，并将此煤质信息送入燃料管理信息系统，通过锅炉上布置的热值测点采集装置3和硫分测点采集装置4将已有的或新增加的测点分别实时采集汇总生产实时系统中，计算服务器5用于将生产实时系统中的三种入炉煤掺配比例的实时计算和显示。
6.所述热值分析装置1、硫分分析装置2、热值测点采集装置3和硫分测点采集装置4分别和计算服务器5连接，计算服务器5用于计算显示3种燃煤煤种的比例。
7.一种实时计算三种入炉煤掺配比例的方法，包括以下步骤；
8.步骤1：
9.在电厂的燃料管理系统中，采集得到入炉燃烧的3种燃煤煤种的热值和硫分，q1、q2和q3，s1、s2和s3；
10.步骤2：
11.利用已有的发明专利(一种实时计算煤质元素和工业成分的方法201010204537.1和一种实时计算煤质硫成分的方法zl201210189008.8)，实时得到3种煤掺配后的入炉煤热值和硫分，q0和s0；
12.步骤3：
13.实时计算3种燃煤煤种的掺配比例，具体公式推导如下：
14.3种燃煤煤种的掺配比例满足如下公式：
15.x1+x2+x3＝1
16.式中，x1——煤种1的掺配比例，
‑
；
17.x2——煤种2的掺配比例，
‑
；
18.x3——煤种3的掺配比例，
‑
；
19.同时，掺配后的入炉煤热值和硫分与3种燃煤煤种的关系如下：
20.q1x1+q2x2+q3x3＝q021.s1x1+s2x2+s3x3＝s022.式中，q1——煤种1的热值，kj/kg；
23.q2——煤种2的热值，kj/kg；
24.q3——煤种3的热值，kj/kg；
25.q0——掺配后的入炉煤热值，kj/kg；
26.s1——煤种1的硫分，
‑
；
27.q2——煤种2的硫分，
‑
；
28.q3——煤种3的硫分，
‑
；
29.q0——掺配后的入炉煤硫分，
‑
；
30.求解以上方程，可以得到3种燃煤煤种的掺配比例解：
[0031][0032][0033]
x3＝1
‑
x1‑
x2。
[0034]
本发明的有益效果：
[0035]
本发明能够通过燃煤锅炉相关生产运行数据的实时监控测量和掺配煤种的煤质信息进行计算分析，可以得到3种实时入炉煤的掺配比例，利用实时的掺配比例，可以根据实时入炉煤质的变化进行实时的优化调整。
[0036]
随着电厂大量生产运行参数接入厂级监控信息系统，采集了大量的实时运行数据并进行了机组的性能计算。本专利结合软测量技术，通过对生产流程的分析和建模，利用采集的生产实时数据和已有的发明专利实时计算的入炉煤热值和硫分，可以得到实际的3种实时入炉煤的掺配比例，能够为掌握入炉煤热值的实时信息和燃料管理提供一种有效解决方案。
附图说明
[0037]
图1为装置结构示意图。
[0038]
图2为本发明的计算流程示意图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0040]
如图1所示：一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置，包括设置在炉外用于检测三种燃煤煤种的热值分析装置1和硫分分析装置2，所述热值分析装置1和硫分分析装置2分别设置在燃料化验室，由燃料热量分析仪和硫分测量仪分别测量，并将此煤质信息送入燃料管理信息系统，所述的入炉煤热值和硫分分别按其发明专利(一种实时计算煤质元素和工业成分的方法201010204537.1和一种实时计算煤质硫成分的方法zl201210189008.8)的计算要求，通过锅炉上布置的热值测点采集装置3和硫分测点采集装置4将已有的或新增加的测点分别实时采集汇总生产实时系统中，计算服务器5用于三种入炉煤掺配比例的实时计算和显示。
[0041]
所述热值分析装置1、硫分分析装置2、热值测点采集装置3和硫分测点采集装置4分别和计算服务器5连接，计算服务器5还用于计算显示3种燃煤煤种的比例。
[0042]
如图2所示：一种实时计算三种入炉煤掺配比例的装置及方法，包括以下步骤；
[0043]
步骤1：
[0044]
在电厂的燃料管理系统中，采集得到入炉燃烧的3种燃煤煤种的热值和硫分，q1、q2和q3，s1、s2和s3；
[0045]
步骤2：
[0046]
利用已有的发明专利(一种实时计算煤质元素和工业成分的方法201010204537.1和一种实时计算煤质硫成分的方法zl201210189008.8)，实时得到3种煤掺配后的入炉煤热值和硫分，q0和s0；
[0047]
步骤3：
[0048]
实时计算3种燃煤煤种的掺配比例，具体公式推导如下：
[0049]
3种燃煤煤种的掺配比例满足如下公式：
[0050]
x1+x2+x3＝1
[0051]
式中，x1——煤种1的掺配比例，
‑
；
[0052]
x2——煤种2的掺配比例，
‑
；
[0053]
x3——煤种3的掺配比例，
‑
；
[0054]
同时，掺配后的入炉煤热值和硫分与3种燃煤煤种的关系如下：
[0055]
q1x1+q2x2+q3x3＝q0[0056]
s1x1+s2x2+s3x3＝s0[0057]
式中，q1——煤种1的热值，kj/kg；
[0058]
q2——煤种2的热值，kj/kg；
[0059]
q3——煤种3的热值，kj/kg；
[0060]
q0——掺配后的入炉煤热值，kj/kg；
[0061]
s1——煤种1的硫分，
‑
；
[0062]
q2——煤种2的硫分，
‑
；
[0063]
q3——煤种3的硫分，
‑
；
[0064]
q0——掺配后的入炉煤硫分，
‑
；
[0065]
求解以上方程，可以得到3种燃煤煤种的掺配比例解：
[0066]
[0067][0068]
x3＝1
‑
x1‑
x2。