[發明專利]磨煤機孿生模型運行方法

在審

• 申請號: 202210365702.4
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114707334A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 韓友超;王朝陽;劉明;邢秦安;嚴俊杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種磨煤機孿生模型運行方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：基于雙進雙出鋼球磨煤機的工作原理和其中的熱平衡關系，結合專家經驗，創建磨煤機孿生模型，磨煤機孿生模型包括三個模塊，即磨煤機出口溫度孿生模型、磨煤機料位孿生模型和磨煤機出力孿生模型；

其中，磨煤機出口溫度孿生模型如下：

其中：t_out：當前磨煤機出口溫度，B_gm：單端給煤量，δw：磨煤過程中原煤水分質量分數的變化，t_g：給煤溫度，c_gq：鋼球比熱容，M_gq：鋼球裝載量，c_m：煤粉比熱容，M_m：存煤量，K_bs：模型辨識參數；

建立磨煤機料位孿生模型如下：

料位建模采用壓差間接反映煤位高度，壓差煤位與高度煤位關系如下：

δP＝k*H_m*(5+G_f²)

其中：H_m：磨煤機當前料位高度，μ：磨煤機的風煤比，G_r：熱風量，G_l：冷風量，G_mf：密封風量，L：磨煤機筒體長度，ρ_m：磨煤機內存煤密度，R：筒體內半徑，δP：壓差煤位，k：磨煤機壓差系數，G_f：一次風入口流量；

建立磨煤機出力孿生模型如下：

當G_f＞5 P_i＞1000

當G_f＞5 P_i＜1000

其中：V_f：出口風速，K_f：轉換系數，P_f：爐膛壓力，P_i：一次風壓力；

步驟2：利用燃煤機組DCS的孿生系統即孿生DCS，模擬實際電廠機組中雙進雙出鋼球磨煤機的運行；機組運行數據的傳輸方向為燃煤機組DCS向大數據服務器單向傳輸，再由大數據服務器傳遞給孿生DCS，通過孿生DCS將燃煤機組運行數據導入磨煤機孿生模型；

步驟3：利用實時的雙進雙出鋼球磨煤機出口溫度以及各項可測參數，通過磨煤機內部熱量關系，依靠步驟1所述磨煤機孿生模型對未來雙進雙出鋼球磨煤機出口溫度預測值t_f、反應磨煤機當前料位高度的壓差δP和雙進雙出鋼球磨煤機出口風速V_f進行實時工況計算，實現磨煤機孿生模型的預測功能；

計算過程：

磨煤過程中水分吸收的熱量：Q_w＝B_gm*δw*(2491+1.884*t_out-4.19t_g)

磨煤過程中產生的熱量：Q_j＝41.57*B_gm

磨煤機空氣和煤的輸入熱量：Q_in＝B_gm*c_m*t_g+G_f*c_f*t_f+Q_j

其中：G_f：一次風流量，c_f：一次風比熱容，t_f：一次風溫度；

磨煤機空氣和煤的的輸出熱量：

Q_out＝B_m*c_m*t_out+(G_f+B_gm*δw)*c_f*t_out+Q_w

其中：B_m：磨煤機出力；

磨煤機內部能量關系：

能量變化，單位換算后：

其中：dt_out：磨煤機出口溫度變化速率，M_cm：磨煤機存煤質量，c_gm：給煤比熱容；

磨煤機出口溫度預測：t_f＝t_out+T*dt_out

t_f：磨煤機出口溫度預測值T：時間間隔

通過磨煤機料位孿生模型計算出反應磨煤機當前料位高度的壓差δP；通過磨煤機出力孿生模型計算出出口風速V_f；

步驟4：將步驟3計算的未來雙進雙出鋼球磨煤機出口溫度預測值t_f、壓差δP和出口風速V_f結果返回孿生DCS，實現磨煤機孿生模型和孿生DCS的數據互聯。

2.根據權利要求1所述的一種磨煤機孿生模型運行方法，其特征在于：步驟1中所述的模型辨識參數K_bs利用非線性最小二乘法，依靠燃煤機組歷史運行數據進行函數擬合和參數辨識獲得。