[发明专利]一种大型电站煤粉锅炉全负荷掺烧经济煤种的方法

权利要求书

1.一种大型电站煤粉锅炉全负荷掺烧经济煤种的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：根据锅炉设备特点和负荷要求，确定不同磨煤机的功能及对应煤质，每台磨煤机磨制的煤种可以是单一煤种也可以是混合后的煤种，具体规则如下：

(1)确定稳燃的磨煤机M₁，…，M_k，K为磨煤机序号，稳燃的磨煤机也是参与带基本负荷的磨煤机，磨煤机内的燃煤收到基低位发热量为Q_f，MJ/kg；

(2)确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(k+L)，L表示磨制经济煤种的磨煤机台数，如果既是磨制经济煤种的磨煤机又是带基本负荷的磨煤机，则磨煤机的序号靠前，如果其中1台为带基本负荷的磨煤机，即为磨煤机M_(K+1)，如果其中2台为带基本负荷的磨煤机，即为磨煤机M_(K+1)和磨煤机M_(K+2)，则带基本负荷的磨煤机有P台，其中P＝K+1或者P＝K+2，磨煤机内的燃煤收到基低位发热量为Q_s，MJ/kg；

(3)确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)，K+L+1是磨煤机序号，带高负荷的磨煤机内的燃煤收到基低位发热量为Q_e，MJ/kg；

(4)上述燃煤发热量的关系是Q_eQ_fQ_s；

第二步：根据每台磨煤机的最大出力ML_imax和最小出力ML_imin，计算在不同磨煤机出力下的总燃煤输入热量RQ_imax和RQ_imin，其中，稳燃磨煤机的最大出力相同，最小出力也相同，而经济煤种的磨煤机最大出力相同，最小出力也相同；

即ML_1min＝…＝ML_Kmin

ML_1max＝…＝ML_Kmax

ML_(K+1)min＝…＝ML_(K+L)min

ML_(K+1)max＝…＝ML_(K+L)max

(1)计算所有磨煤机在最大出力下的燃煤热量RQ_1max以及磨煤机序号最大的磨煤机在最小出力而其它磨煤机在最大出力下的燃煤热量RQ_1min，具体见计算公式(1)和公式(2)如下：

(2)按照磨煤机序号从高到低依次减少一台磨煤机，计算直至到只有带基本负荷的磨煤机，即参与计算的磨煤机均在最大出力下的燃煤热量RQ_2max、RQ_3max、…、RQ_(K+L+2-P)max的计算，计算公式见式(3)到式(5)：

(3)计算带基本负荷的磨煤机均在最小出力下的燃煤热量RQ_(K+L+2-P)min，计算公式见式(6)：

第三步，根据锅炉的实时负荷需要的燃煤热量RQ_X，确定需要运行的磨煤机和对应的磨煤机出力ML₁、ML₂、…、ML_(K+L+1)，具体原则如下：

定义RQ_f为稳燃磨煤机在对应磨煤机出力下的燃煤热量，计算见式(7):

RQ_f＝(ML₁ + ML₂+…+ ML_K)×Q_f     (7)

定义RQ_s带经济煤种的磨煤机在对应磨煤机出力下的燃煤热量，计算见式(8)：

RQ_s＝(ML_(K+1) + ML_(K+2) +…+ ML_(K+L))×Q_s     (8)

定义RQ_e为带高负荷的磨煤机在对应磨煤机出力下的燃煤热量，计算见式(9)：

RQ_e＝ML_(K+L+1)×Q_e     (9)

(1)如果RQ_1min≤RQ_X≤RQ_1max,

需要运行全部磨煤机，即M₁、M₂、…、M_(K+L+1)

首先确定稳燃的磨煤机M₁，M₂，…，M_k对应的磨煤机出力均为最大值，即ML₁＝ML_1max，ML₂＝ML_2max，…，ML_K＝ML_Kmax；然后确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(k+L)对应的磨煤机出力均为最大值，即ML_(K+1)＝ML_(K+1)max，ML_(K+2)＝ML_(K+2)max，…，ML_(K+L)＝ML_(K+L)max

则带高负荷的磨煤机的出力ML_(K+L+1))的计算见式(10):

ML_(K+L+1)＝(RQ_X-RQ_f-RQ_s)/Q_e            (10)

式(10)中的RQ_f和RQ_s按照式(7)和式(8)进行计算如下：

RQ_f＝(ML₁+ML₂+…+ML_K)×Q_f

＝(ML_1max+ML_2max+…+ML_Kmax)×Q_f

RQ_s＝(ML_(K+1)+ML_(K+2)+…+ML_(K+L))×Q_s

＝(ML_(K+1)max+ML_(K+2)max+…+ML_(K+L)max)×Q_s

也即当RQ_min1≤RQ_X≤RQ_max1时，需要运行的磨煤机及各台磨煤机的出力分配如下：

(2)如果RQ_max2≤RQ_XRQ_min1,则：

需要运行全部磨煤机，即M₁、M₂、…、M_(K+L+1)

首先确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(k+L)对应的磨煤机出力均为最大值，即ML_(K+1)＝ML_(K+1)max，ML_(K+2)＝ML_(K+2)max，…，ML_(K+L)＝ML_(K+L)max

然后确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力为最小值，即ML_(K+L+1)＝ML_(K+L+1)min

则稳燃的磨煤机M₁、…、M_K的出力计算见式(11)

(ML₁＝ML₂＝…＝ML_k)＝(RQ_X-RQ_s-RQ_e)/Q_f/K   (11)

式(11)中RQ_s和RQ_e的分别按照式(8)和式(9)进行计算：

RQ_s＝(ML_(k+1)+ML_(k+2)+…+ML_(K+L))×Q_s

＝(ML_(k+1)max+ML_(k+2)max+…+ML_(K+L)max)×Q_s

RQ_e＝ML_(K+L+1)×Q_e＝ML_(K+L+1)min×Q_e

根据式(11)ML₁＝ML₂＝…＝ML_k的计算结果确定两种情况：

情况①：

也即，如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_k≥ML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin，各台磨煤机的煤量分配如下：

情况②：

如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,则：

首先确定磨制稳燃煤种的磨煤机M₁，…，M_k对应的出力均为最小值，即ML₁＝ML_1min，…，ML_K＝ML_Kmin，

然后确定带高负荷磨煤机M_(K+L+1)的出力为最小值，即ML_(K+L+1)＝ML_(K+L+1)min

则磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)、…、M_(K+L)的出力计算见式(12)

(ML_(K+1)＝ML_(K+2)＝…＝ML_(K+L))＝(RQ_X-RQ_f-RQ_e)/Q_s/L    (12)

式(12)中的RQ_f和RQ_e分别按照式(7)和式(9)进行计算：

RQ_f＝(ML₁+…+ML_K)×Q_f＝(ML_1min+…+ML_Kmin)×Q_f

RQ_e＝ML_(K+L+1)×Q_e＝ML_(K+L+1)min×Q_e

也即，如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：

(3)如果RQ_max3≤RQ_XRQ_max2,则：

需要运行的磨煤机为M₁、M₂、…、M_(K+L)，不运行的磨煤机为M_(K+L+1)

首先确定带负荷磨煤机M_(K+L+1)的出力为0，即ML_(K+L+1)＝0t/h，

然后确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(k+L)对应的出力均为最大值，即ML_(K+1)＝ML_(K+1)max，ML_(K+2)＝ML_(K+2)max，…，ML_(K+L)＝ML(K+L)max

则稳燃的磨煤机M₁、…、M_K的煤量计算见式(13)

(ML₁＝ML₂＝…＝ML_k)＝(RQ_X-RQ_s)/Q_f/K   (13)

式(13)中RQ_s的按照见式(8)进行计算，

RQ_s＝(ML_(k+1)+ML_(k+2)+…+ML_(K+L))×Q_s

＝(ML_(k+1)max+ML_(k+2)max+…+ML_(K+L)max)×Q_s

根据式(13)ML₁＝ML₂＝…＝ML_k的计算结果确定两种情况：

情况①：

如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_k≥ML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：

情况②：

如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,则：

首先确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力为0，即ML_(K+L+1)＝0t/h，

然后确定稳燃磨煤机M₁、…、M_k对应的出力均为最小值，即ML₁＝ML_1min，…，ML_K＝ML_Kmin，

则磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)、…、M_(K+L)的出力计算见式(14)

(ML_(K+1)＝ ML_(K+2)＝…＝ML_(K+L))＝(RQ_X- RQ_f)/Q_s/L  (14)

式(14)中的RQ_f按照式(7)进行计算，

RQ_f＝(ML ₁+…+ML_K)×Q_f

＝(ML _1min+…+ML_Kmin)×Q_f

也即，如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：

(4)如果RQ_max4≤RQ_XRQ_max3,则：

需要运行的磨煤机为M₁、M₂、…、M_(K+L-1)

首先确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力ML_(K+L+1)为0，即ML_(K+L+1)＝0t/h以及排序最靠后的磨制经济煤种的磨煤机即M_(K+L)的出力为0，即ML_(K+L)＝0t/h，

然后确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(k+L-1)对应的出力均为最大值，即ML_(K+1)＝ML_(K+1)max，ML_(K+2)＝ML_(K+2)max，…，ML_(K+L-1)＝ML_(K+L-1)max

则稳燃的磨煤机M₁、…、M_K的出力计算见式(15)

(ML₁＝ML₂＝…＝ML_k)＝(RQ_X-RQ_s)/Q_f/K   (15)

式(15)中RQ_s的按照式(8)进行计算，

RQ_s＝(ML_(k+1)+ML_(k+2)+…+ML_(K+L-1)+ML_(K+L))×Q_s

＝(ML_(k+1)max+ML_(k+2)max+…+ML_(K+L-1)max+0)×Q_s

＝(ML_(k+1)max+ML_(k+2)max+…+ML_(K+L-1)max)×Q_s

根据式(15)ML₁＝ML₂＝…＝ML_k的计算结果确定两种情况：

情况①：

如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_k≥ML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：

情况②：

如果ML₁＝ML₂＝...ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,则：

首先确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力为0，即ML_(K+L+1)＝0t/h以及排序最靠后的经济煤种的磨煤机即M_(K+L)的出力为0，即ML_(K+L)＝0t/h，

然后确定磨制稳燃煤种的磨煤机M₁，M₂，…，M_K对应的出力均为最小值，即ML₁＝ML_1min，....ML_K＝ML_Kmin，

则磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)、…、M_(K+L)的出力计算见式(16)

(ML_(K+1)＝ML_(K+2)＝…＝ML_(K+L))＝(RQ_X-RQ_f)/Q_s/(L-1)     (16)

式(16)中RQ_f按照式(7)进行计算，

RQ_f＝(ML₁+…+ML_K)×Q_f＝(ML_1min+…+ML_Kmin)×Q_f

即如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin，各台磨煤机的出力分配如下：

(5)减少一台磨煤机，继续按照本步骤第(4)种情况计算，直至只有带基础负荷的磨煤机运行，进入(6)：

(6)如果带基础负荷的磨煤机为P台，则计算到RQ_(K+L+2-P)min≤RQ_XRQ_(K+L+2-P)max,则：

首先确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力为0，即ML_(K+L+1＝0t/h以及没有带基本负荷的经济煤种的磨煤机即M_(P+1)、…、M_(K+L)的出力为0，即ML_(P+1)＝……＝M_(K+L)＝0t/h，

然后确定磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)，M_(K+2)，…，M_(P)对应的出力均为最大值，即ML_(K+1)＝ML_(K+1)max，ML_(K+2)＝ML_(K+2)max，…，ML_P＝ML_(P)max

则稳燃的磨煤机M₁、…、M_K的出力计算见式(17)

(ML₁＝ML₂＝…＝ML_k)＝(RQ_X-RQ_s)/Q_f/K    (17)

式(17)中RQ_s的按照式(8)进行计算，

RQ_s＝(ML_(k+1)+…+ML_(P)+ML_(P+1)+…+ML_(K+L))×Q_s

＝(ML_(k+1)max+…+ML_pmax+ML_(P+1)max+…+ML_(K+L)max)×Q_s

＝(ML_(k+1)max+…+ML_pmax+0+…+0)×Q_s

＝(ML_(k+1)max+…+ML_pmax)×Q_s

根据式(17)ML₁＝ML₂＝…＝ML_k的计算结果确定两种情况：

情况①：

如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_k≥ML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：

情况②：

如果ML₁＝…＝ML_kML_1min＝…＝ML_Kmin,则：

首先确定带高负荷的磨煤机M_(K+L+1)的出力0，即ML_(K+L+1)为0t/h以及没有带基本负荷的经济煤种的磨煤机即M_(P+1)、…、M_(K+L)的出力为0，即ML_(P+1)＝ML_(P+2)…＝M_(K+L)＝0t/h，

然后确定稳燃的磨煤机M₁，M₂，…，M_K对应的出力均为最小值，即ML₁＝ML_1min，…，ML_K＝ML_Kmin，

则磨制经济煤种的磨煤机M_(K+1)、…、M_P的出力计算见式(18)

(ML_(K+1)＝ML_(K+2)＝…＝ML_(K+L+2-P))＝(RQ_X-RQ_f)/Q_s/(L-1)  (18)

式(18)中的RQ_f按照式(7)进行计算，

RQ_f＝(ML₁+…+ML_K)×Q_f

＝(ML_1min+…+ML_Kmin)×Q_f

也即，如果ML₁＝ML₂＝…＝ML_kML_1min＝ML_2min＝…＝ML_Kmin,各台磨煤机的出力分配如下：