[发明专利]一种火电机组燃煤发热量的动态估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种火电机组燃煤发热量的动态估计方法及系统，所述火电机组燃煤发热量的动态估计方法包括：根据入炉空气量、炉膛出口烟气量及炉膛烟气含氧量与发热量之间的函数关系建立静态估计模型；基于火电机组的制粉系统、送风机和引风机的动态传输过程，构建获得系统机理模型；其中，所述统机理模型用于获得入炉空气量、炉膛出口烟气量及炉膛烟气含氧量的动态估计值；基于静态估计模型和系统机理模型，选取输入变量、状态变量与量测量，建立滤波系统离散化状态空间模型，获得燃煤发热量的动态估计模型；根据所述动态估计模型完成火电机组燃煤发热量估计。本发明能够实现燃煤发热量的实时在线估计，跟踪时间与估计精度均能够满足控制系统的要求。

技术领域

本发明属于工业自动化技术领域，涉及火电机组燃煤发热量估计领域，特别涉及一种火电机组燃煤发热量的动态估计方法及系统。

背景技术

由于燃煤机组煤质煤种存在多变问题(即使是同一类煤，随产区、矿点、开采年份和深度的不同)，其低位发热量存在较大范围的变化；燃煤低位发热量的变化会影响到锅炉燃烧效率和机组运行的稳定性和经济性。因此，对燃煤发热量进行在线实时动态估计具有重要的现实意义和研究价值。

目前大部分方法只提供了基于有效吸热量或机组负荷的燃煤发热量静态估计方法，存在两点问题：

(1)吸热过程变化较为缓慢，汽水系统惯性大，滞后时间长，且容易受到换热系数等多方面的扰动因素，无法获得高精度的估计，不能满足机组控制系统对于实时性的要求；

(2)静态估计方法只适用于机组稳态时的工况，无法反映机组动态调节过程时燃煤发热量的变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火电机组燃煤发热量的动态估计方法及系统，以解决上述存在的技术问题。本发明能够实现燃煤发热量的实时在线估计，跟踪时间与估计精度均能够满足控制系统的要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种火电机组燃煤发热量的动态估计方法，包括以下步骤：

步骤1，根据入炉空气量、炉膛出口烟气量及炉膛烟气含氧量与发热量之间的函数关系建立静态估计模型；

步骤2，基于火电机组的制粉系统、送风机和引风机的动态传输过程，构建获得系统机理模型；其中，所述系统机理模型用于获得入炉空气量、炉膛出口烟气量及炉膛烟气含氧量的动态估计值；

步骤3，基于静态估计模型和系统机理模型，选取输入变量、状态变量与量测量，建立滤波系统离散化状态空间模型，获得燃煤发热量的动态估计模型；根据所述动态估计模型完成火电机组燃煤发热量估计。

本发明的进一步改进在于，步骤1中，发热量的静态估计模型的表达式为，

式中，Q_Mar代表水分质量分数所含的热量；K_vq为理论空气热量比；

式中，O_cp为烟气含氧量；W_pf为入炉煤粉量；V_ba为入炉空气体积流量；V_gso为炉膛出口烟气体积流量；V₀为理论空气消耗量。

本发明的进一步改进在于，步骤2中，所述系统机理模型包括：

制粉系统的动态模型，表示为，

W_pf＝K₂·ΔP·M_pf，