[發明專利]一種基于煤質數據庫的鍋爐熱效率在線監測方法

無效

• 申請號: 201210193799.1
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102722657A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 邱亞林;趙明;嚴正波;李明亮
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院;云南電網公司技術分公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;F22B37/38
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于鍋爐測試技術領域，特別涉及一種基于煤質數據庫的鍋爐熱效率在線監測方法。

技術背景

目前鍋爐效率計算大多采用GB10184-88（對于循環流化床鍋爐還需要DL/T?964-2005）或是采用國際上常用的美國機械工程師協會頒布的ASME?PTC4.1，這兩種計算方法測量精度高，但是由于需要化驗分析，無法實現在線計算，不能實時指導鍋爐運行人員進行調整，達到節約能源的目的。

制約鍋爐效率在線計算的最大障礙在于燃煤煤質需要進行化驗得出，而受制于多種條件的影響，燃煤成分的在線分析誤差較大，無法得到推廣和應用。目前主要是根據燃煤工業成分或燃煤燃燒產物進行推算，根據燃煤工業成分進行在線計算仍然受制于工業成分分析的時效性，根據燃燒產物進行推算主要基于碳平衡，而忽略了燃煤中其他發熱元素及其他化學反應吸放熱的影響，誤差仍然很大。

電廠燃煤實際上存在一定的穩定性，燃燒某種燃煤時，燃煤發熱量和燃煤的成分之間存在一定的聯系，根據這種聯系能實時進行燃煤成分分析，從而進行鍋爐效率計算，為運行人員調整提供依據。

發明內容

為了能有效解決燃煤在線分析時效性缺失的影響，及時迅速的得出燃煤發熱量、燃煤成分等數據，本發明采用了如下方法：

一種基于煤質數據庫的鍋爐熱效率在線監測方法，本發明特征是，步驟為：

（1）建立基于能量平衡的鍋爐效率計算數學模型，這一模型基于鍋爐系統的輸入能量、輸出能量及能

量損失三者之間的平衡，即Q_r=Q₁+Q_s；通過在線測量蒸汽參數計算出Q₁，并由計算出燃料收到基低位發熱量；其中,Q_r即為輸入能量,Q₁為輸出能量,Q_s為能量損失，η為鍋爐效率%；

（2）建立燃煤發熱量與燃煤成分之間映射關系的數據庫，基于該數據庫能夠通過燃煤發熱量得出燃煤元素成分分析數據，從而實現鍋爐效率的反平衡計算；即根據通過已知的燃料收到基低位發熱量映射出相應的燃煤成分；其中,C、H、O、N、S、M_t、A分別依序為收到基碳、氫、氧、氮、硫、水分、灰分，%；

（3）采用“一對多”映射，即一個計算發熱量下對應多個燃煤元素成分，最終結果的選取由迭代收斂來決定，這樣避免了計算結果發散；即燃料收到基低位發熱量以10kJ為一個分隔點進行數據庫組建，一個發熱量下對應多組燃煤元素成分，分別進行計算，當計算不收斂時選取其他成分組繼續計算；

（4）采用循環迭代的方法，減少了單次計算的較大誤差。

本發明的有益效果是，能夠實時進行燃煤成分分析并實現在線計算，也能夠實時指導鍋爐運行人員進行調整，達到節約能源的目的。

（1）燃煤發熱量來自于能量平衡

鍋爐作為一個能量轉化的設備，將燃煤的化學能通過燃燒的方式釋放出來，加熱給水，形成蒸汽，即將化學能轉化為蒸汽熱能，這個過程存在一定的損耗，而損耗的多少決定了鍋爐效率的高低，鍋爐能量流程見圖1。

根據能量平衡可以得出式（1）：

Q_r=Q₁+Q_s????????????????????（1）

式中：Q_r——每千克燃料的鍋爐輸入熱量，kJ/kg；

Q₁——每千克燃料的鍋爐輸出熱量，kJ/kg；

Q_s——每千克燃料的鍋爐損失熱量，kJ/g。

而鍋爐效率見式（2）：

η=(1-QsQr)×100;%---(2)]]>

式中：η——鍋爐效率，%。

則有式（3）：