專利名稱：一種實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力行業(yè)，具體涉及實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的方法。煤質(zhì)元素 成分實時計算涉及煤中碳、氫、氧、氮、硫的含量，煤的工業(yè)成分實時計算涉及入爐煤的熱 值、水分和灰分含量計算。主要用于機(jī)組煤耗、鍋爐效率和煤質(zhì)參數(shù)(元素和工業(yè)成分)的 實時計算。
背景技術(shù)：
煤耗計算涉及鍋爐效率、汽機(jī)熱耗、管道效率和廠用電率的實時計算，其中鍋爐效 率的計算需要實時得到入爐煤的煤質(zhì)參數(shù)(元素和工業(yè)成分)。目前，煤耗計算的入爐煤的 煤質(zhì)參數(shù)主要有以下幾種方法1)直接采用固定煤質(zhì)參數(shù)，如設(shè)計煤質(zhì)參數(shù)；2)電廠定期輸入化驗的工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)；3)采用測量儀器對入爐煤進(jìn)行工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)直接測量；4)安裝必要的測量儀器，通過軟測量計算得到煤質(zhì)成分?jǐn)?shù)據(jù)。這些方法在精度、實時性、煤的元素和工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)的完整性上都存在一定的問 題，對鍋爐效率的實時計算和準(zhǔn)確性都有一定的影響，如何實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分 是目前實時計算鍋爐效率的技術(shù)難點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用已有的實時計算結(jié)果，實現(xiàn)實時煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的計 算，避免人為的輸入干擾，保證數(shù)據(jù)的客觀性和可靠性，并實時反映入爐煤煤質(zhì)的實際狀況 的實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1)首先，利用已有的在線性能系統(tǒng)實時計算得到的機(jī)組實時發(fā)電標(biāo)煤耗和鍋爐效 率、采集的發(fā)電機(jī)實時功率，從而得到鍋爐的總吸熱量鍋爐總吸熱量為 式中Qgl——鍋爐實時總吸熱量，MJ/h ；be—機(jī)組實時計算的發(fā)電標(biāo)煤耗，g/kffh ；W——發(fā)電機(jī)實時功率，麗；Qdwjbm——標(biāo)煤低位熱值，29. 308MJ/kg ；nb——實時計算的鍋爐效率，％ ；利用采集的實時給煤量，計算得到煤實時進(jìn)入鍋爐后的入爐煤熱值為 式中Qr—入爐煤熱值，kj/kg ；B——實時給煤量，t/h;2)利用計算得到的入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分，得到入爐煤元素成分、水分、 灰分入爐煤元素成分按入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分的比例折算，計算方法為
(9)式中——入爐煤元素成分即碳C 、氫Η 、氧、氮Ν 、硫Sm的百分含量；X0i, ar——設(shè)計煤的元素成分即碳C° 、氫Η° 、氧、氮Ν° 、硫的百分含量；入爐煤元素成分修正系數(shù)Ic1
(10)式中^——入爐煤元素成分修正系數(shù)，“；Q0dw——設(shè)計煤熱值，kj/kg ；入爐煤水分、灰分計算值為
(11)式中^ar——入爐煤水分、灰分(水分War、灰分AJ，% ；YVar——設(shè)計煤水分、灰分(水分W° 、灰分A°J，% ；入爐煤水分、灰分修正系數(shù) k2
( 12 )式中k2——入爐煤水分、灰分修正系數(shù)，_。利用已有的計算結(jié)果和采集到的實時數(shù)據(jù)得到鍋爐總吸熱量，再利用實時給煤量 計算得到實時的入爐煤熱值。由于機(jī)組運行的變化，采集到的實時數(shù)據(jù)和已有計算數(shù)據(jù)也 會發(fā)生相應(yīng)的波動，因此在計算實時的入爐煤熱值時，所用的數(shù)據(jù)可以取一定時間段內(nèi)的 平均值。利用設(shè)計煤的元素和工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)，實時計算實際入爐煤的元素成分、水分和灰 分，避免了人為的輸入煤質(zhì)數(shù)據(jù)和不能及時反映煤質(zhì)的變化問題。
具體實施例方式1)首先，利用已有的在線性能系統(tǒng)實時計算得到的機(jī)組實時發(fā)電標(biāo)煤耗和鍋爐效 率、采集的發(fā)電機(jī)實時功率，從而得到鍋爐的總吸熱量鍋爐總吸熱量為 式中Qgl——鍋爐實時總吸熱量，MJ/h ；be——機(jī)組實時計算的發(fā)電標(biāo)煤耗，g/kffh ；W——發(fā)電機(jī)實時功率，麗；Qdwjbm——標(biāo)煤低位熱值，29. 308MJ/kg ；nb——實時計算的鍋爐效率，％。利用采集的實時給煤量，計算得到煤實時進(jìn)入鍋爐后的入爐煤熱值為 式中Qr—入爐煤熱值，kj/kg ；B——實時給煤量，t/h ；2)利用計算得到的入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分，得到入爐煤元素成分、水分、 灰分入爐煤元素成分按入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分的比例折算，計算方法為X ^ar =kxXlar式中——入爐煤元素成分即碳C 、氫Η 、氧、氮Ν 、硫Sm的百分含量；XVar——設(shè)計煤的元素成分即碳C° 、氫Η° 、氧、氮Ν° 、硫的百分含量；入爐煤元素成分修正系數(shù)Ic1 Ul=QJQl(16)式中^——入爐煤元素成分修正系數(shù)，-；Q0dw——設(shè)計煤熱值，kj/kg ；入爐煤水分、灰分計算值為Yhar = k2Y:r(17)式中^ar——入爐煤水分、灰分(水分War、灰分AJ，% ；YVar——設(shè)計煤水分、灰分(水分W°ar、灰分A°ar)，% ；入爐煤水分、灰分修正系數(shù)k2
( 18 )式中k2——入爐煤水分、灰分修正系數(shù)，_。3)計算的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性為了保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確定和穩(wěn)定性，發(fā)電煤耗、發(fā)電功率、燃煤量、鍋爐效率這 些實時數(shù)據(jù)可以采用一定時間段內(nèi)的平均值進(jìn)行計算，得到的煤質(zhì)計算結(jié)果再用于鍋爐效 率和發(fā)電 煤耗計算，使計算過程很快穩(wěn)定收斂；同時，燃煤量的實時采集需要校驗，設(shè)計煤 的數(shù)據(jù)也可以用電廠近期化驗得到的元素成分和工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)代替。
權(quán)利要求
一種實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的方法，其特征在于1)首先，利用已有的在線性能系統(tǒng)實時計算得到的機(jī)組實時發(fā)電標(biāo)煤耗和鍋爐效率、采集的發(fā)電機(jī)實時功率，從而得到鍋爐的總吸熱量鍋爐總吸熱量為 <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mi>gl</mi></msub><mo>=</mo><mn>100</mn><mfrac> <mrow><msub> <mi>b</mi> <mi>e</mi></msub><mo>×</mo><mi>W</mi><mo>×</mo><msub> <mi>Q</mi> <mrow><mi>dw</mi><mo>,</mo><mi>bm</mi> </mrow></msub> </mrow> <msub><mi>η</mi><mi>b</mi> </msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Qgl——鍋爐實時總吸熱量，MJ/h； be——機(jī)組實時計算的發(fā)電標(biāo)煤耗，g/kWh； W——發(fā)電機(jī)實時功率，MW； Qdw，bm——標(biāo)煤低位熱值，29.308MJ/kg； ηb——實時計算的鍋爐效率，％；利用采集的實時給煤量，計算得到煤實時進(jìn)入鍋爐后的入爐煤熱值為 <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>Q</mi><mi>gl</mi> </msub> <mi>B</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Qr——入爐煤熱值，kJ/kg； B——實時給煤量，t/h；2)利用計算得到的入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分，得到入爐煤元素成分、水分、灰分入爐煤元素成分按入爐煤熱值和設(shè)計煤的元素成分的比例折算，計算方法為 <mrow><msub> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn></msub><msubsup> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Xi，ar——入爐煤元素成分即碳Car、氫Har、氧Oar、氮Nar、硫Sar的百分含量；X0i，ar——設(shè)計煤的元素成分即碳C0ar、氫H0ar、氧O0ar、氮N0ar、硫S0ar的百分含量；入爐煤元素成分修正系數(shù)k1 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi></msub><mo>/</mo><msubsup> <mi>Q</mi> <mi>dw</mi> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中k1——入爐煤元素成分修正系數(shù)，-； Q0dw——設(shè)計煤熱值，kJ/kg；入爐煤水分、灰分計算值為 <mrow><msub> <mi>Y</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn></msub><msubsup> <mi>Y</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Yi，ar——入爐煤水分、灰分(水分War、灰分Aar)，％； Y0i，ar——設(shè)計煤水分、灰分(水分W0ar、灰分A0ar)，％；入爐煤水分、灰分修正系數(shù)k2 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>100</mn> <mo>-</mo> <msub><mi>C</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>H</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>O</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>N</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>S</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>W</mi><mi>ar</mi><mn>0</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>A</mi><mi>ar</mi><mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中k2——入爐煤水分、灰分修正系數(shù)，-。
全文摘要
一種實時計算煤質(zhì)元素和工業(yè)成分的方法，利用已有的計算結(jié)果和采集到的實時數(shù)據(jù)得到鍋爐總吸熱量，再利用實時給煤量計算得到實時的入爐煤熱值。利用設(shè)計煤的元素和工業(yè)成分?jǐn)?shù)據(jù)，實時計算實際入爐煤的元素成分、水分和灰分。利用該方法得到的煤質(zhì)參數(shù)還可以用于火電機(jī)組實時的鍋爐效率計算和煤耗計算。
文檔編號G01N33/22GK101865867SQ20101020453
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者王智微 申請人:西安熱工研究院有限公司