[发明专利]磨煤机孪生模型运行方法

权利要求书

1.一种磨煤机孪生模型运行方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：基于双进双出钢球磨煤机的工作原理和其中的热平衡关系，结合专家经验，创建磨煤机孪生模型，磨煤机孪生模型包括三个模块，即磨煤机出口温度孪生模型、磨煤机料位孪生模型和磨煤机出力孪生模型；

其中，磨煤机出口温度孪生模型如下：

其中：t_out：当前磨煤机出口温度，B_gm：单端给煤量，δw：磨煤过程中原煤水分质量分数的变化，t_g：给煤温度，c_gq：钢球比热容，M_gq：钢球装载量，c_m：煤粉比热容，M_m：存煤量，K_bs：模型辨识参数；

建立磨煤机料位孪生模型如下：

料位建模采用压差间接反映煤位高度，压差煤位与高度煤位关系如下：

δP＝k*H_m*(5+G_f²)

其中：H_m：磨煤机当前料位高度，μ：磨煤机的风煤比，G_r：热风量，G_l：冷风量，G_mf：密封风量，L：磨煤机筒体长度，ρ_m：磨煤机内存煤密度，R：筒体内半径，δP：压差煤位，k：磨煤机压差系数，G_f：一次风入口流量；

建立磨煤机出力孪生模型如下：

当G_f＞5 P_i＞1000

当G_f＞5 P_i＜1000

其中：V_f：出口风速，K_f：转换系数，P_f：炉膛压力，P_i：一次风压力；

步骤2：利用燃煤机组DCS的孪生系统即孪生DCS，模拟实际电厂机组中双进双出钢球磨煤机的运行；机组运行数据的传输方向为燃煤机组DCS向大数据服务器单向传输，再由大数据服务器传递给孪生DCS，通过孪生DCS将燃煤机组运行数据导入磨煤机孪生模型；

步骤3：利用实时的双进双出钢球磨煤机出口温度以及各项可测参数，通过磨煤机内部热量关系，依靠步骤1所述磨煤机孪生模型对未来双进双出钢球磨煤机出口温度预测值t_f、反应磨煤机当前料位高度的压差δP和双进双出钢球磨煤机出口风速V_f进行实时工况计算，实现磨煤机孪生模型的预测功能；

计算过程：

磨煤过程中水分吸收的热量：Q_w＝B_gm*δw*(2491+1.884*t_out-4.19t_g)

磨煤过程中产生的热量：Q_j＝41.57*B_gm

磨煤机空气和煤的输入热量：Q_in＝B_gm*c_m*t_g+G_f*c_f*t_f+Q_j

其中：G_f：一次风流量，c_f：一次风比热容，t_f：一次风温度；

磨煤机空气和煤的的输出热量：

Q_out＝B_m*c_m*t_out+(G_f+B_gm*δw)*c_f*t_out+Q_w

其中：B_m：磨煤机出力；

磨煤机内部能量关系：

能量变化，单位换算后：

其中：dt_out：磨煤机出口温度变化速率，M_cm：磨煤机存煤质量，c_gm：给煤比热容；

磨煤机出口温度预测：t_f＝t_out+T*dt_out

t_f：磨煤机出口温度预测值T：时间间隔

通过磨煤机料位孪生模型计算出反应磨煤机当前料位高度的压差δP；通过磨煤机出力孪生模型计算出出口风速V_f；

步骤4：将步骤3计算的未来双进双出钢球磨煤机出口温度预测值t_f、压差δP和出口风速V_f结果返回孪生DCS，实现磨煤机孪生模型和孪生DCS的数据互联。

2.根据权利要求1所述的一种磨煤机孪生模型运行方法，其特征在于：步骤1中所述的模型辨识参数K_bs利用非线性最小二乘法，依靠燃煤机组历史运行数据进行函数拟合和参数辨识获得。