[發(fā)明專利]一種燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110092078.0
• 申請日: 2021-01-23
• 公開（公告）號: CN112923986A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王林;高林;李軍;侯玉婷;郭亦文;周俊波;王明坤;肖勇;郝德峰;呂永濤;金國強(qiáng);安朝榕
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法，其特征在于，該方法從機(jī)組省煤器入口至高溫過熱器出口建立蓄熱計(jì)算模型，通過離線歷史數(shù)據(jù)尋優(yōu)的方式建立各段的負(fù)荷與介質(zhì)焓值的理論模型，實(shí)時(shí)快速解算燃煤機(jī)組鍋爐蓄熱燃料量前饋，并根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)偏差和運(yùn)行范圍建立鍋爐燃料量蓄熱計(jì)算觸發(fā)條件，同時(shí)建立鍋爐蓄熱燃料量快進(jìn)緩?fù)说挠?jì)算策略，避免燃料的快速波動造成機(jī)組系統(tǒng)主要控制參數(shù)的波動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

1)根據(jù)燃煤機(jī)組主汽壓力，主汽壓力設(shè)定值，機(jī)組負(fù)荷指令、鍋爐給水流量、機(jī)組負(fù)荷對應(yīng)理想燃料量建立燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法；

2)對步驟1)中的所建立的燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用機(jī)組負(fù)荷指令、鍋爐給水流量、燃煤機(jī)組主汽壓力和主汽壓力設(shè)定值建立燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋輸出控制觸發(fā)條件；

3)對步驟1)中的所建立的燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算的基礎(chǔ)和步驟2)中所建立的燃煤機(jī)組燃料量前饋輸出控制觸發(fā)條件，建立燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋快進(jìn)緩?fù)擞?jì)算策略，并最終得到燃煤機(jī)組燃料量前饋補(bǔ)償值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法，其特征在于，步驟1)中，利用燃煤機(jī)組主汽壓力，主汽壓力設(shè)定值，機(jī)組負(fù)荷指令，鍋爐給水流量和機(jī)組負(fù)荷對應(yīng)理想燃料量建立燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋計(jì)算方法，具體如下：

從燃煤機(jī)組省煤器入口至燃煤機(jī)組高溫過熱器出口的鍋爐汽水通道所含的能量計(jì)算如下：

m₀(h₁-h₀)＝F·K

式中，m₀為鍋爐給水流量，單位為t/h；h₁表示燃煤機(jī)組高溫過熱器出口蒸汽在額定溫度下，不同主汽壓力設(shè)定值下的理想蒸汽比焓，單位為kJ/kg；h₀表示燃煤機(jī)組省煤器入口給水在不同機(jī)組負(fù)荷指令下的理想給水比焓，單位為kJ/kg；F為機(jī)組負(fù)荷指令對應(yīng)理想燃料量，單位為t/h；K為機(jī)組蒸汽所含能量占機(jī)組燃料量所含能量的比例，為無量綱數(shù)，且在機(jī)組負(fù)荷升降過程中不發(fā)生變化；

當(dāng)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化后，該等式則變?yōu)椋?/p>

m₁(h′₁-h₀)＝F'·K

式中，m₁為機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化后的鍋爐給水流量；h′₁表示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化后，不同機(jī)組主蒸汽壓力下的高溫過熱器出口蒸汽比焓，其值可根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)變化后的主汽壓力設(shè)定值計(jì)算得到；F'為新運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)組燃料需求量；

進(jìn)一步，燃煤機(jī)組蒸汽通道狀態(tài)變化過程為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程，則：

上式中，ρ₀、ρ₁分別為機(jī)組蒸汽狀態(tài)發(fā)生變化前和蒸汽狀態(tài)發(fā)生變化后的當(dāng)量密度，單位為kg/m³；V為蒸汽通道總體積，單位為m³；

由于超臨界機(jī)組蒸汽一次生成，分離器僅起到蒸汽通道的作用，機(jī)組蒸汽流量與鍋爐給水流量實(shí)時(shí)平衡，則機(jī)組狀態(tài)變化后，鍋爐給水流量變化值Δm為：Δm＝m₁-m₀

將上式進(jìn)一步變化處理，得：

由克拉貝龍方程式可知，在容器體積不發(fā)生變化的情況下，蒸汽流量和蒸汽密度的變化率可近似等于蒸汽壓力變化率，上式進(jìn)一步化簡為：

式中，p_s，p_t分別為狀態(tài)變化前的燃煤機(jī)組主汽壓力和狀態(tài)變化后的主蒸汽壓力期望值，即主汽壓力設(shè)定值，單位為MPa；定義D_b為機(jī)組當(dāng)量蓄汽系數(shù)，將上式進(jìn)一步改寫為：

式中，D_b可取超臨界機(jī)組汽機(jī)熱力校核說明書中75％BMCR工況時(shí)的機(jī)組主蒸汽流量進(jìn)行計(jì)算；

根據(jù)上述計(jì)算公式：

進(jìn)一步化簡為：

上式中F'-F即為本模型中需要求解的燃料量前饋控制量，由于機(jī)組補(bǔ)充蓄熱僅在穩(wěn)態(tài)過程，因此上述煤量前饋也只在機(jī)組不變負(fù)荷或者變負(fù)荷結(jié)束后起作用；但因在同一負(fù)荷指令下，鍋爐給水流量m₀不唯一，因此將該變量進(jìn)一步處理為機(jī)組負(fù)荷指令對應(yīng)的理想給水流量m，即上式修改為：

其中C_FF為燃煤機(jī)組燃料量蓄熱前饋。