[发明专利]一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法

权利要求书

1.一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：采集电厂关键的实时生产数据；

基于电厂厂级监控信息系统，采集获取实时入炉煤量F_coal,单位为t/h,脱硫系统入口处的原烟气流量G_gas,单位为km³/h，原烟气SO₂浓度c_SO2，单位为mg/m³；

步骤二：建立入炉煤硫分S与实时生产数据的数学关系；

根据入炉煤的硫分在炉膛入口和出口质量守恒原则，并考虑硫元素在炉内燃烧，除了大部分转化为SO₂，还有少部分转化为SO₃和因为炉内喷钙脱硫或自脱硫而形成硫酸盐；将炉内入炉煤硫元素转化为SO₃和硫酸盐形态比例部分作为修正系数K统一考虑，得到入炉煤硫分与实时生产数据的函数关系，如下式(1)所示；

S——入炉煤硫分，％；

K——入炉煤硫分计算修正系数；

步骤三：计算煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间t_flow；

根据实时计算的炉膛容积热负荷实际值，估算煤粉进入炉膛到炉膛出口的燃烧停留时间t_a；根据烟气流速及炉膛出口到脱硫系统入口的烟气流程特征，估算烟气从炉膛出口到脱硫系统入口的流动时间t_b；

煤粉在大型煤粉炉内的燃烧停留时间t_a为1s～2s，与炉膛容积热负荷有关；实时计算炉膛容积热负荷实际值Q_v,t，单位为MW/m³，如下式：

式中，

Q_arnet——入炉煤低位发热量，kJ/kg；

V_b——锅炉炉膛容积，m³；

根据式(2)实时计算炉膛容积热负荷实际值Q_v,t，与容积热负荷设计值Q_v,0比较，并按照式(3)逻辑估算燃烧停留时间t_a；

将炉膛出口至脱硫系统入口的烟道按照烟道截面积不同分为若干烟道段，各烟道长度为l_i单位为m，烟道截面积为A_i单位为m²；总烟气流动时间按下式(4)计算：

则得到煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间，如下式(5)：

t_flow＝t_a+t_b (5)

步骤四：估算煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t_c；

采集输煤皮带的上煤速率v_belt，采样点到煤仓的距离l_b；煤仓的当前煤位h，煤仓的落煤速率v_bunker；根据制粉系统类型及现场运行经验，估算出磨煤机制粉时间t_c1；最终估算得到煤质从采样点处到入炉位置的给煤时间t_c，如下式(6)：

步骤五：得到修正前的入炉煤硫分计算值；

因为实时入炉煤硫分是通过锅炉尾部烟气成分计算得到，存在时间滞后，时间滞后t_zh通过步骤三和步骤四得到的特征时间，按下式(7)得到：

t_zh＝t_flow+t_c (7)

然后，修正前的入炉煤硫分计算值按下式(8)得到：

式中，

S₀(t)——t时刻下的入炉煤硫分修正前计算值；

G_gas(t+t_zh)——t+t_zh时刻下的脱硫系统入口烟气流量；

c_SO2(t+t_zh)——t+t_zh时刻下的脱硫系统入口SO₂浓度；

F_coal(t+t_zh)——t+t_zh时刻下的锅炉实时给煤量；

步骤六：采集电厂每日或每班的煤质化验的硫分数据S_m，及时更新和校验修正系数K；

根据电厂每班轮值的化验，得到当班时间取样点处的煤质硫分数据S_m；人工化验数据准确度好，但实时性难以保证，结果最快在取样8小时后才能得到；因此人工化验煤质硫分数据用来对历史计算结果进行比对，定期得到最新的修正系数K_新，如下式(9)所示，指导当前的入炉煤硫分计算；

S_m(t)——采样时刻t下的入炉煤硫分化验值，％；

步骤七：根据最新修正系数K_新，实时计算得到入炉煤硫分修正值作为最终计算结果，如下式(10)所示。

S(t)——t时刻下的入炉煤硫分计算修正值。