[发明专利]一种燃煤机组调峰瞬态过程煤耗分析方法

摘要

本发明专利公开了一种燃煤机组调峰瞬态过程煤耗分析方法，通过对不同工况下机组稳定运行时给煤速率进行测量，记录，将其换算成稳态工况下给煤速率与负荷率指令之间的对应关系；瞬态过程中机组的煤耗指标可直接通过计算实时给煤速率与由变负荷过程中稳态对应值之差，即实时给煤速率增量来代替；整个变负荷过程中的总煤耗增量可通过对给煤速率增量积分得到；不同工况下，机组蓄热差异引起的煤耗增量为蓄热煤耗增量；由于机组偏离稳态，与稳态工况相比，瞬态过程机组自身可能存在蓄热不足等因素引起多余的煤耗记为过程控制煤耗增量；本发明能为机组调峰过程燃料量的控制提供明确的指导。

主权项

1.一种燃煤机组调峰瞬态过程煤耗分析方法，其特征在于：将调峰瞬态过程中的给煤速率分为稳态对应负荷下的给煤速率、蓄热差异给煤速率增量和过程控制给煤速率增量，主要包含以下几个步骤：1)采集火电机组不同负荷率下，即30％THA‑BMCR全工况中，稳态运行工况下的锅炉炉膛入炉煤给煤速率kg/s，并将其做成与机组负荷率L一一对应的分段线性差值函数f₁；2)采集火电机组实时入炉煤速率kg/s，机组实时负荷率L_r‑t；利用f₁和L_r‑t得到机组实时负荷率下的稳态对应给煤速率kg/s，进而得到机组实时给煤速率增量式中：L_r‑t为机组实时负荷率；为实时负荷率下的稳态对应给煤速率,kg/s；为火电机组实时入炉煤速率,kg/s；为机组实时给煤速率增量,kg/s；下标r‑t表示实时值，s表示稳态对应值，s‑s表示稳态工况值；3)将对时间积分，得到机组调峰瞬态过程中的总煤耗增量ΔB式中：ΔB为机组调峰瞬态过程中的总煤耗增量，kg；τ₀是调峰瞬态过程的总时间,s；4)将机组调峰瞬态过程中的总煤耗增量ΔB进一步分为蓄热差异引起的煤耗增量ΔB_T和调峰过程控制引起的煤耗增量ΔB_p‑c；5)计算不同工况下，机组蓄热状态的差异ΔQ_t，kJ；其中由于工质质量和工质焓值变化引起的那部分蓄热差异为ΔQ_t,f，kJ；由于金属壁温变化引起的蓄热增量ΔQ_t,M，kJ；机组各个部分蓄热计算如下：(a)金属蓄热量机组在不同运行工况下，其受热面金属壁温存在差异，对于编号i的省煤器，在机组负荷率为L时其金属平均壁温分别为T_i,M其金属蓄热量为:Q_i,M＝M_i,M·c_M·(T_i,M‑T₀)          (4)式中：Q_i,M为机组在负荷率为L时，省煤器金属受热面的蓄热量，kJ；T₀是环境温度，℃；M_i,M是金属的质量，kg；c_M是金属比热容，kJ/(kg·℃)；整个机组受热面的蓄热量为:式中：Q_t,M为整个机组受热面的蓄热量，kJ；n为设备总数；角标t为total缩写，代表总和；(b)工质蓄热量Q_i,f＝M_i,f·(h_i,f‑h₀)        (6)(c)总蓄热量Q_t＝Q_t,f+Q_t,M             (8)式中：h₀是环境温度下工质对应的焓值，kJ/kg；h_i,f是工质的焓值，kJ/kg；M_i,f为不同设备内蓄工质质量,kg；Q_i,f是工质的蓄热量，kJ；Q_t,f是机组内全部工质的蓄热量，kJ；Q_t是机组全部工质和金属受热面的蓄热量，kJ；统计机组30％THA‑BMCR工况下，机组负荷率L与机组全部工质和金属受热面的蓄热量之间的关系，折成函数f₂；进而可得到调峰过程前后，机组的蓄热差异，计算ΔQ_t＝f₂(L₂)‑f₂(L₁)             (9)ΔQ_B＝ΔQ_t‑ΔM_f·h₀             (10)ΔB_p‑c＝ΔB‑ΔB_T            (12)式中：L₁是初始负荷率；L₂是目标负荷率；ΔM_f是负荷变化前后工质的质量差异，kg；ΔQ_B为不同工况下通过煤量补偿的机组的蓄热差异值,kJ；ΔB_T为由于不同工况下的蓄热差异，机组的给煤总增量,kg；ΔB_p‑c为调峰过程中过程控制带来的给煤总增量,kg。