[發明專利]一種燃煤機組在煤質變化情況下水煤比的優化控制方法

在審

• 申請號: 202011113240.4
• 申請日: 2020-10-17
• 公開（公告）號: CN112178683A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 嚴俊杰;尹俊杰;劉明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23N1/00
• 分類號: F23N1/00;F22D5/28;F22B35/18;G05B11/42
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種燃煤機組在煤質變化情況下水煤比的優化控制方法，建立燃煤機組的煤質數據庫，形成煤炭熱值與各成分含量的擬合函數關系；在輸煤皮帶上利用煤質監測設備對入爐煤進行煤質分析，并計算出入爐煤的低位發熱量，再將入爐煤的低位發熱量加入水煤比的控制邏輯中；同時根據汽水分離器蒸汽過熱度以及蒸汽壓力的偏差，對水煤比進行多重修正。本發明方法可以使燃煤機組根據煤質變化情況與鍋爐運行情況調整水煤比，更快的改變給煤速率，使機組盡快達到設定的運行狀態。

技術領域

本發明涉及燃煤機組水煤比控制技術領域，具體涉及一種燃煤機組在煤質變化情況下水煤比的優化控制方法。

背景技術

電力是能源的主要利用形式之一。我國約70％的電力由燃煤電站提供，而且由于我國的能源結構和分布的獨特性，煤電在未來很長一段時間內仍然是我國電力行業的重要組成部分。煤炭相比其他化石能源具有煤質復雜多變的特點，入爐煤質的波動是影響燃煤電站運行性能及能量利用效率的關鍵因素。然而，煤質難以避免的出現波動，由于礦點位置、開采深度、儲存時間、氣候條件等不同，即使是同一煤種的煤質也會存在波動。近年來，煤炭價格不穩定，火電企業為提高經濟效益，采用混煤摻燒或改變燃煤種類等方式降低成本，這也進一步加劇了入爐煤質的波動。煤質的變化，會給燃煤電站運行帶來諸多問題，尤其是對于大遲延大慣性燃煤機組，煤質的變化將降低機爐協調控制系統的實際控制效果，嚴重影響運行穩定性與經濟性。在煤質發生變化時，水煤比的調控必須要考慮實時入爐煤的實際煤質參數，從而使燃煤機組能夠更快的調整給煤速率，使機組盡快的達到設定運行狀態。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種燃煤機組在煤質變化情況下水煤比的優化控制方法，旨在保證機組在煤質波動時能更快的調整給煤速率，使機組盡快達到設定的運行狀態。

一種燃煤機組在煤質變化情況下水煤比的優化控制方法，包括如下步驟：

1)燃煤機組采用煤跟水控制方式，根據負荷指令計算出燃煤機組穩態運行、采用設計煤種時的水煤比，

WFR₀＝f₀(P₀)

式中，WFR₀是穩態運行、采用設計煤種時的水煤比；P₀是鍋爐負荷指令，MW；f₀為設計工況下功率與水煤比的對應關系得出；

2)對水煤比進行初步修正，分以下三種情況：

(a)當電站采用非再熱式燃煤機組時，根據汽水分離器入口蒸汽過熱度，對水煤比進行初步修正，得到初步修正后的非再熱式燃煤機組的水煤比WFR_1a：

WFR_1a＝WFR₀+f₁(T_sep-T₀(p_sep))

式中，T_sep是汽水分離器入口蒸汽的溫度，℃；p_sep是汽水分離器入口蒸汽的壓力，MPa；T₀是蒸汽壓力對應的飽和溫度，℃；f₁通過電站鍋爐水煤比對汽水分離器蒸汽過熱度的影響計算得出；

(b)當電站采用一次再燃煤熱機組時，根據汽水分離器入口蒸汽過熱度和高溫再熱器入口蒸汽溫度對水煤比穩態值進行初步修正，得到初步修正后的一次再燃煤熱機組的水煤比WFR_1b：

WFR_1b＝WFR₀+f₁(T_sep-T₀(p_sep))+f₂(ΔT_reheat)