[發明專利]一種燃煤機組調峰瞬態過程煤耗分析方法

有效

• 申請號: 201810239634.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108520336B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 嚴俊杰;王朝陽;劉明;種道彤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明專利公開了一種燃煤機組調峰瞬態過程煤耗分析方法，通過對不同工況下機組穩定運行時給煤速率進行測量，記錄，將其換算成穩態工況下給煤速率與負荷率指令之間的對應關系；瞬態過程中機組的煤耗指標可直接通過計算實時給煤速率與由變負荷過程中穩態對應值之差，即實時給煤速率增量來代替；整個變負荷過程中的總煤耗增量可通過對給煤速率增量積分得到；不同工況下，機組蓄熱差異引起的煤耗增量為蓄熱煤耗增量；由于機組偏離穩態，與穩態工況相比，瞬態過程機組自身可能存在蓄熱不足等因素引起多余的煤耗記為過程控制煤耗增量；本發明能為機組調峰過程燃料量的控制提供明確的指導。

技術領域

本發明屬于火電廠煤耗計量與分析技術領域，具體涉及一種燃煤機組調峰瞬態過程煤耗分析方法，可為頻繁調峰電站采納使用，亦可為電網電價管理部門為調峰電站計算補貼提供參考。

背景技術

近幾年來，間歇性的可再生能源發電逐步發展壯大，可再生能源發電的并網給整個電網的安全穩定運行帶來了新的挑戰。為平抑電網的負荷波動，燃煤發電機組頻繁參與調峰變負荷任務。在頻繁變負荷的情況下，如何評估電站在變負荷過程中的運行經濟性以及提高運行的經濟性等問題顯得日益突出。機組變負荷過程中，機組自身的蓄熱狀態將發生變化，這部分蓄熱一方面來源于機組內蓄工質質量的變化另一方面來源于工質和金屬表面溫度的變化。機組自身的蓄熱慣性導致了在調峰瞬態過程中，按照穩態負荷率計算得到的入爐煤速率與實時輸出發電量與所期望的目標發電量存在差異。為滿足實時輸出發電量與負荷指令發電量相一致，入爐煤速率需發生調整。為了準確地描述瞬態過程中燃煤發電機組給煤利用情況，本發明提出了一種考慮蓄熱變化的給煤速率增量形式的煤量計量方法，對實際煤量的控制具有一定的指導意義。

發明內容

本發明正是為頻繁調峰的火電機組提供機組燃料量的計量與分析提供了一種燃煤機組調峰瞬態過程煤耗分析方法，從機組瞬態特性與靜態特性的本質差異中出發，旨在指明各部分燃料在變負荷瞬態過程中的實際作用。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種燃煤機組調峰瞬態過程煤耗分析方法，將調峰瞬態過程中的給煤速率分為穩態對應負荷下的給煤速率、蓄熱差異給煤速率增量和過程控制給煤速率增量，主要包含以下幾個步驟：

1)采集火電機組不同負荷率下，即30％THA-BMCR全工況中，穩態運行工況下的鍋爐爐膛入爐煤給煤速率kg/s，并將其做成與機組負荷率L一一對應的分段線性差值函數f₁；

2)采集火電機組實時入爐煤速率kg/s，機組實時負荷率L_r-t；利用f₁和L_r-t得到機組實時負荷率下的穩態對應給煤速率kg/s，進而得到機組實時給煤速率增量

式中：L_r-t為機組實時負荷率；為實時負荷率下的穩態對應給煤速率,kg/s；為火電機組實時入爐煤速率,kg/s；為機組實時給煤速率增量,kg/s；下標r-t表示實時值，s表示穩態對應值，s-s表示穩態工況值；

3)將對時間積分，得到機組調峰瞬態過程中的總煤耗增量ΔB

式中：ΔB為機組調峰瞬態過程中的總煤耗增量，kg；τ₀是調峰瞬態過程的總時間,s；

4)將機組調峰瞬態過程中的總煤耗增量ΔB進一步分為蓄熱差異引起的煤耗增量ΔB_T和調峰過程控制引起的煤耗增量ΔB_p-c；

5)計算不同工況下，機組蓄熱狀態的差異ΔQ_t，kJ；其中由于工質質量和工質焓值變化引起的那部分蓄熱差異為ΔQ_t,f，kJ；由于金屬壁溫變化引起的蓄熱增量ΔQ_t,M，kJ；