[發明專利]測量電站鍋爐引風機效率的方法

有效

• 申請號: 201811074014.2
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109099001B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 賈永會;閆慧博;馬輝;張勇勝;劉文獻;張萬德
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網河北能源技術服務有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

1.測量電站鍋爐引風機效率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)組建測量電站鍋爐引風機效率的檢測平臺；測量電站鍋爐引風機效率的檢測平臺，包括采樣裝置和控制裝置，所述采樣裝置包括安裝在引風機進口側的第一靜壓傳感器、第一溫度傳感器、大氣溫度傳感器、煙氣含氧量傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器和一氧化氮傳感器，安裝在所述引風機出口側的第二靜壓傳感器和第二溫度傳感器，安裝在引風機附近的大氣壓力傳感器和相對濕度傳感器，以及安裝在引風機電度表上的功率傳感器；所述控制裝置通過數據采集單元與所述采樣裝置中各傳感器分別電連接，用于采集各傳感器所采集的數據，根據錄入所述控制裝置的電站鍋爐原始數據和所采集的數據，計算得出電站鍋爐引風機效率；其中，所述電站鍋爐原始數據包括電動機效率、鍋爐給煤量、引風機入口截面積、引風機出口截面積、爐渣占燃料總灰量的質量分數、飛灰占燃料總灰量的質量分數、爐渣中可燃物的質量分數、所檢測的引風機側的煙道中的飛灰中可燃物的質量分數，以及原煤中灰分、水分、元素硫、元素氮、元素碳、元素氧和元素氫的質量分數；

(2)獲取所述檢測平臺的采集數據和預存入所述控制裝置內的電站鍋爐原始數據，所述采集數據為所述各傳感器所采集的數據；

(3)根據所述采集數據和所述電站鍋爐原始數據，依據煤灰的質量平衡，計算得出進入引風機的煙氣質量流量；

(4)根據所述采集數據、所述電站鍋爐原始數據和所述煙氣質量流量，計算得出引風機效率；

其中，所述步驟(3)中計算進入引風機的煙氣質量流量包括如下步驟：

(31)根據所述采集數據和所述電站鍋爐原始數據，依據煤灰的質量平衡，計算得出每千克原煤燃燒產生的干煙氣量和每千克原煤燃燒產生的水蒸氣量；

(32)根據所述采集數據，計算標準狀態下的煙氣密度；

(33)根據所述采集數據、所述電站鍋爐原始數據、所述每千克原煤燃燒產生的干煙氣量、所述每千克原煤燃燒產生的水蒸氣量和所述標準狀態下的煙氣密度，計算進入引風機的煙氣質量流量；

其中，所述步驟(31)中計算所述每千克原煤燃燒產生的干煙氣量時分別通過如下公式計算：

V_fg.d＝V_fg.d.th+(α-1)V_a.d.th

V_a.d.th＝0.0888w_c.b+0.0333w_S.ar+0.2647w_H.ar-0.0334w_O.ar

式中：

V_fg.d為每千克原煤燃燒生成的干煙氣量，m³/kg；

V_fg.d.th為每千克原煤燃燒生成的理論干煙氣量，m³/kg；

α為引風機入口處的過剩空氣系數；

V_a.d.th為每千克原煤燃燒需要的理論空氣量，m³/kg；

w_c,b為原煤中實際燃燒碳的質量分數，％；

w_S.ar為原煤中元素硫的質量分數，％；

w_N.ar為原煤中元素氮的質量分數，％；

w_as.ar為原煤中灰分的質量分數，％；

w_c.rs.m為灰渣平均可燃物的質量分數，％；

w_s、w_as分別為爐渣、飛灰占燃料總灰量的質量分數，％，且w_s+w_as＝1；

w_c.s、w_c.as分別為爐渣、飛灰中可燃物的質量分數，％；

w_O.ar為原煤中元素氧的質量分數，％；

w_H.ar為原煤中元素氫的質量分數，％；

w_C.ar為原煤中元素碳的質量分數，％；

為煙氣中O₂的體積分數，％；

所述步驟(31)中計算所述每千克原煤燃燒產生的水蒸氣量所依據公式，包括如下公式：

p_wv.sat＝611.7927+42.7809t_a+1.6883t_a²+1.2079×10^-2t_a³+6.1637×10^-4t_a⁴

式中：

V_wv,fg為每千克原煤燃燒生成的煙氣中水蒸氣體積，m³/kg；

h_a.re為空氣相對濕度，％；

t_a為空氣溫度，℃；

p_wv.sat為飽和空氣壓力，Pa；

h_a.ab為絕對濕度，％；

w_m.ar為原煤中水分的質量分數，％；

p_a為大氣壓力，Pa；

所述步驟(32)中計算所述標準狀態下的煙氣密度所依據公式為：

其中，ρ₀為標準狀態下的煙氣密度，km/m³；分別為煙氣中CO₂、CO、SO₂、N₂、NO和水蒸氣的體積分數，％；

煙氣中水蒸氣的體積分數由公式計算得出；

煙氣中N2的體積分數，由如下公式計算得出：

所述步驟(33)中計算所述進入引風機的煙氣質量流量所依據公式為：

其中，q_m為進入引風機的煙氣質量流量，kg/s；B為鍋爐給煤量，kg/s；

所述步驟(4)中計算所述引風機效率包括如下步驟：

(41)根據錄入所述控制裝置中的所述電站鍋爐原始數據和所述功率傳感器采集的數據，計算風機軸功率；

(42)根據所述步驟(2)獲取的數據，計算風機空氣功率；

(43)根據風機效率計算公式，計算引風機效率；

其中，計算所述風機軸功率所依據公式為P_a＝P_eη_e，P_e為電動機輸入功率，W，由所述功率傳感器取得；η_e為電動機效率，％；

所述風機效率計算公式為P_u為風機空氣功率，W；P_a為風機軸功率，W；

所述步驟(42)中計算所述風機空氣功率所依據公式為

P_u＝q_my_F

其中，y_F為風機單位質量功，W/(kg/s)；

p₂為引風機出口煙氣靜壓，Pa；p₁為引風機進口煙氣靜壓，Pa；ρ_m為引風機進出口平均煙氣密度，kg/m³，且V₁為引風機進口煙氣速度，m/s；V₂為引風機出口煙氣速度，m/s；ρ₁為引風機入口的煙氣密度，km/m³；ρ₂為引風機出口的煙氣密度，km/m³；

所述引風機進口的煙氣速度所依據公式為：

其中，ρ₁為引風機入口的煙氣密度，km/m³；A₁為引風機入口截面積，m²；ρ₀為標準狀態下的煙氣密度，km/m³；p_a為大氣壓力，Pa；p₁為引風機進口煙氣靜壓，Pa；θ₁為引風機入口的煙氣溫度，℃；0.00269為常數，℃/Pa；

所述引風機出口煙氣速度所依據公式為：

其中，ρ₂為引風機出口的煙氣密度，km/m³；A₂為引風機出口截面積，m²；ρ₀為標準狀態下的煙氣密度，km/m³；p_a為大氣壓力，Pa；p₂為引風機出口煙氣靜壓，Pa；θ₂為引風機出口的煙氣溫度，℃；0.00269為常數，℃/Pa。

2.如權利要求1所述的測量電站鍋爐引風機效率的方法，其特征在于：所述控制裝置為內設Visual Basic軟件的計算機。