[发明专利]一种燃煤发电机组自动配煤掺烧控制方法

说明书

本发明公开了一种燃煤发电机组自动配煤掺烧控制方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：S1：建立配煤掺烧模型；S2：设定配煤掺烧要求；S3：优化计算混煤比例；S4：配煤掺烧自动控制。该方法以锅炉燃烧的安全边界和环保边界为约束条件，综合机组实际负荷、锅炉燃烧工况和煤场存煤情况，优化计算入炉配煤的掺配比例，并根据在不同负荷下设定的最佳天然煤耗、脱硫系统硫份自动调整各给煤机控制煤种比例，实现自动配煤掺烧。该方法能有效降低发电成本，且易于实现，具有实际工程应用价值。

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域，特别是涉及一种燃煤发电机组自动配煤掺烧控制方法。

背景技术

近年来，由于煤价市场化、电价管制化、环保排放标准严格化等原因，燃煤发电厂运营成本不断增加，燃煤发电企业面临着严峻的挑战。为了降低发电成本，提高机组经济性，燃煤发电厂购入价格相对较低的非设计煤种进行配煤掺烧，尽可能达到设计煤种的燃烧效果。一般而言，配煤的煤质特性要比设计煤种的差，在实际运行过程中不合适的混煤比例可能造成燃烧强度变弱，运行稳定性下降，带负荷能力变差，炉内结焦积灰增多，污染物排放超标等问题。

目前，燃煤发电厂在进行配煤掺烧时，配煤的掺配比例主要是依靠操作人员经验或者燃烧试验来确定的。实际上煤种复杂多变，煤质特性不一，受时效性和不确定性的影响，当前的配煤方案过于粗略，对配煤掺烧具有一定的指导作用，但锅炉燃烧性能仍与实际预期相差较大，不能从根本上保证配煤掺烧的适用性。

因此，结合电厂实际配煤情况对混煤比例进行精细化控制，对机组安全经济运行和电厂整体效益具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤发电机组自动配煤掺烧控制方法，以锅炉燃烧的安全边界和环保边界为约束条件，综合机组实际负荷、锅炉燃烧工况和煤场存煤情况，优化计算入炉配煤的掺配比例，并根据在不同负荷下设定的最佳天然煤耗、脱硫系统硫份自动调整各给煤机控制，实现自动配煤掺烧。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃煤发电机组自动配煤掺烧控制方法，包括以下的步骤：

S1：建立配煤掺烧模型；

S2：设定配煤掺烧要求；

S3：优化计算混煤比例；

S4：配煤掺烧自动控制。

进一步的，所述步骤S1包括以下的步骤：

S1.1：设定配煤比例约束条件，包括单个配煤比例限定以及混煤比例之和的限定，具体表示为：

其中，x_i为第i种掺烧煤种的配煤比例；n为电厂掺烧煤种数目。

S1.2：确定配煤掺烧的燃烧安全边界和环保边界条件。考虑配煤掺烧对锅炉燃烧稳定性和环保排放的影响，对掺烧煤种预先进行工业分析，将入炉混煤的煤质参数进行加权计算，根据实际运行经验对煤质参数的临界值进行严格核算，具体表示为：

其中，Q_i为第i种掺烧煤种的低位发热量；Q_min为电厂锅炉燃烧安全极限低位发热量；V_i为第i种掺烧煤种的挥发分；V_min为电厂锅炉燃烧安全极限挥发分；M_i为第i种掺烧煤种的水分；M_max为电厂锅炉燃烧安全极限水分；S_i为第i种掺烧煤种的硫分；S_min为电厂锅炉燃烧环保极限硫分；A_i为第i种掺烧煤种的灰分；A_max为电厂锅炉燃烧环保极限灰分。

S1.3：构建优化目标函数。在满足约束条件的前提下，应尽可能节约燃料成本，故以配煤加权后的成本最低为优化目标，具体表示为：