一种燃煤电站入炉煤低位发热量的实时辨识方法

摘要

本发明提供了一种燃煤电站入炉煤低位发热量的实时辨识方法，步骤包括：1、根据锅炉运行设计规程获得锅炉结构参数，从DCS控制系统的实时数据库读取给定时刻下的运行工况测点实时值；2、基于工质物性参数库和烟气物性参数库计算工质的比焓和密度及烟气的比热和密度；3、基于主汽调门开度和主蒸汽质量流量的关系模型修正主蒸汽质量流量；4、根据锅炉侧全流程机理模型分别计算对应的锅炉侧各部分能量输出和该给定时刻下的总能量输出；5、建立给煤机给煤质量流量与入炉煤质量流量之间的传递函数模型；6、建立入炉煤质量流量与总能量输出的传递函数模型。本发明用于在线辨识入炉煤低位发热量，具有燃烧和配煤优化的应用潜力。

主权项

一种燃煤电站入炉煤低位发热量的实时辨识方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据锅炉运行设计规程，获得锅炉以下结构参数：各级换热器管道沿工质流动方向的总长度、截面积分布、换热器金属壁质量；从DCS控制系统的实时数据库里读取给定时刻下的运行工况实时数据，具体包括：汽包压力、主蒸汽质量流量、热再热蒸汽质量流量、省煤器出口给水质量流量、各级换热器测点处的工质温度和压力、换热器金属壁温度、烟道出口引风机处的排烟温度、体积流量、锅炉负荷和环境大气压力；步骤二、根据工质物性参数库及汽包压力，计算该给定时刻下汽包出口饱和蒸汽比焓和密度，同时设各级换热器相邻关键测点之间工质的温度、压力呈线性分布，并按固定离散化长度将各级换热器划分为一系列离散微元，计算各微元的工质比焓和密度；根据烟气物性参数库及尾烟气温度、压力、大气压力，计算该给定时刻下尾烟气的比热和密度；步骤三、基于主汽调门开度和主蒸汽质量流量的关系模型，根据实时主汽调门开度修正主蒸汽质量流量，具体地：基于主汽调门开度和主蒸汽质量流量特性、调门组的DCS实测数据以及过热通道各级换热器和汽包的动态特性，及时修正主蒸汽质量流量表观测量值，从而获得与实际入炉煤量和给水流量相匹配的主蒸汽质量流量；步骤四、根据锅炉侧全流程机理模型，分别计算对应的锅炉侧各部分能量输出和总能量输出，其中入炉煤完全燃烧产生并传递的总能量Q_sum去向分为两部分：第一部分为锅炉体系有效利用热量Q₁，可进一步分解为水冷壁吸热量Q_slb和各级换热器，包括各级过热器、再热器、省煤器换热量Q_heatex；第二部分为热损失，可进一步分解为排烟热损失能量Q₂、化学不完全燃烧热损失能量Q₃、机械不完全燃烧热损失能量Q₄、锅炉散热损失能量Q₅、灰渣物理热损失能量Q₆；锅炉散热损失能量Q₅在总能量中所占比例为q₅，q₅通过经验公式得到，入炉煤完全燃烧产生并传递的总能量Q_sum表示为：Q_sum＝(Q_heatex+Q_slb+Q₂+Q₃+Q₄+Q₆)/(1‑q₅)步骤五、建立给煤机给煤质量流量与入炉煤质量流量之间的传递函数模型，获得入炉煤质量流量；步骤六、将燃煤入炉至以主蒸汽为主的能量输出之间相位关系分解为煤粉在炉膛内燃烧和燃烧热向工质传递两个过程，进而建立入炉煤质量流量与总能量输出之间的相位关系传递函数模型，通过参数辨识获得与该给定时刻下总能量输出相对应的入炉煤质量流量及低位发热量。