出灰周期优化自动控制方法与流程

1.本发明属于除尘装置技术领域，主要用于火力、环保、化工等行业的除尘装置上，具体涉及出灰周期优化自动控制方法。


背景技术：

2.除尘器是火力发电厂中的重要设备，广泛应用于收集固态粉尘，除尘器的灰斗用于存储固态粉尘，在一定的运行周期出灰，进行灰斗清理。在实际生产使用中，由于机组调峰、煤质变化等因素，灰斗的灰量积存是变化的，根据设计工况，除尘器的灰斗应该在达到一定的灰量后开始出灰，才有利于生产实践中的节能、防磨等功效的实现，因此，火力发电厂的合理的出灰周期不应该是固定的，应该跟随灰斗的灰量进行调节。目前，就火力发电厂的除尘器而言，不管机组处于何种运行工况，灰斗的出灰周期是固定不变的，这就导致除尘器的出灰效率低。
3.在大型火力发电厂中，机组承担着电网主要的调峰任务，运行负荷波动大、燃料的成分波动大，只有在用电高峰时期，机组处于满负荷运行状态时，除尘器灰斗的出灰才能达到设计值，在通常情况下，机组不处于满负荷运行，此时，除尘器灰斗的出灰无法达到设计值，如果灰斗出灰仍然按照满负荷的情况运行，显然灰斗每次出灰的量变小，造成出灰系统在低负荷下运行，出灰效率低，因此，为了优化运行有必要对出灰周期进行调整，使得灰斗的出现周期能够根据灰量进行自适应变化，以获得合理的运行状态。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术问题的不足，本发明提供出灰周期优化自动控制方法，使得在任何机组运行工况下，灰斗的灰量在进行出灰操作时能够与设计值接近，或者在较多的灰量时进行出灰操作，提高灰斗的出灰效率，获得更加合理的运行状态。
5.本发明的技术方案如下：
6.出灰周期优化自动控制方法，具体包括以下步骤：
7.(1)评估火电厂机组中不同运行工况下i周期灰斗的预测出灰量锅炉总灰流量a和i周期以前的灰斗灰量a
k
8.(2)确定参考出灰周期tr、参考出灰周期相应的总灰流量ar，参考灰斗出灰量a
r
；
9.(3)根据经过步骤(1)评估得到的不同运行工况下灰斗预测出灰量锅炉总灰流量a和经过步骤(2)确定的参考参数tr、ar、a
r
，计算i周期灰斗的出灰周期长度；
10.(4)i周期灰斗的出灰周期运行结束后，当要进入下一个周期时，灰斗计算灰量的计算往前移一个周期，即预测出灰量通过计算成为计算灰量a
i
，再次通过预测计算，获得预测的灰斗灰量
11.(5)根据锅炉总灰流量a、预测的灰斗灰量以及以往出灰量，计算实际生产中的出灰周期。
12.进一步的，所述步骤(1)中i周期以前灰斗灰量a
k
(k＝i
‑
1,i
‑
2,
…
)的计算根据出灰的空气流量q(tj)和出灰压力p(tj)来评估和计算，即a
k
＝σf(q(tj),p(tj))，tj是在k出灰周期内第j个采样时间点，k周期采样点的总数为n
k
。
13.进一步的，所述步骤(1)中评估锅炉总灰流量a根据i时刻下燃煤流量b，锅炉效率r和煤的灰分s进行，并通过实测或拟合方法获得关于燃煤流量、锅炉效率和煤的灰分的关系式。
14.进一步的，所述步骤(3)中i周期灰斗的出灰周期长度的计算根据锅炉总灰流量a、i周期灰斗预测灰量参考出灰周期tr、参考出灰周期相应的总灰流量ar、参考出灰周期相应的灰斗的参考灰量a
r
和权重d得出；权重d的取值为0≤d≤1；
15.其中，i周期灰斗的出灰周期长度的确定方法为：其中：式中：a
i
‑1、a
i
‑2、a
i
‑
m
为第i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的出灰量，m可根据应用效果选取；c
i
‑1、c
i
‑2、c
i
‑
m
为第i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的影响系数，通常c
i
‑1 c
i
‑2
…
c
i
‑
m
＝1且c
i
‑1>c
i
‑2>
…
>c
i
‑
m
，i≥m。
16.进一步的，所述权重d根据实际应用效果选取，当取d＝0时，就是忽略了锅炉总灰流量a的影响，当d＝1时，就是忽略了灰斗灰量的影响。
17.进一步的，所述步骤(5)中实际生产中的出灰周期的确定方法为：
18.其中，式中：a
i
、a
i
‑1、a
i
‑2、a
i
‑
m
为第i、i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰周期的出灰量，m可根据应用效果选取；c
i
、c
i
‑1、c
i
‑2、c
i
‑
m
为第i、i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的影响系数，通常c
i
c
i
‑1 c
i
‑2
…
c
i
‑
m
＝1且c
i
>c
i
‑1>c
i
‑2>
…
>c
i
‑
m
，i≥m。
19.本发明的有益效果在于：本发明提供的出灰周期优化自动控制方法，能够保证灰斗的灰量在进行出灰操作时与灰斗灰量设计值接近，或者在较多的灰量时进行出灰操作，实现出灰周期的可变控制，进而获得更为合理的运行状态，有利于灰斗的节能、防磨等。
附图说明
20.图1为本发明出灰周期优化自动控制示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.出灰周期优化自动控制方法，主要是通过建立依旧灰斗灰量和总灰量的实际灰量预测方法，根据灰斗灰量和总灰量的预测值或计算值来确定各灰斗的出灰周期，具体包括以下步骤：
23.(1)评估火电厂机组中不同运行工况下i周期灰斗的预测出灰量锅炉总灰流量a和i周期以前的灰斗灰量a
k
；
24.(2)确定参考出灰周期tr、参考出灰周期相应的总灰流量ar，参考灰斗出灰量a
r
；这些值的确定可以在额定负荷下，根据有关参数计算获得，计算的方法与在线计算的出灰周期和总灰流量一样，即如权利要求书所描述；
25.(3)根据经过步骤(1)评估得到的不同运行工况下灰斗预测出灰量锅炉总灰流量a和参考参数tr、ar、a
r
，计算i周期灰斗的出灰周期长度；
26.(4)i周期灰斗的出灰周期运行结束后，当要进入下一个周期时，灰斗计算灰量的计算往前移一个周期(只要计算前移的灰斗灰量，锅炉总灰流量a是每个采样点都计算的，可以不预测，而灰斗灰量需要一个出灰周期完成后计算)，即原来的预测出灰量通过计算成为计算灰量a
i
，再次通过预测计算，获得预测的灰斗灰量
27.(5)根据锅炉总灰流量a、预测的灰斗灰量以及以往出灰量等参数，计算实际生产中的出灰周期，计算式为：
28.其中，式中：a
i
、a
i
‑1、a
i
‑2、a
i
‑
m
为第i、i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰周期的出灰量，m可根据应用效果选取；c
i
、c
i
‑1、c
i
‑2、c
i
‑
m
为第i、i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的影响系数，通常c
i
c
i
‑1 c
i
‑2
…
c
i
‑
m
＝1且c
i
>c
i
‑1>c
i
‑2>
…
>c
i
‑
m
，i≥m
29.还有一种计算方法是：
[0030][0031]
由于实际的数据是离散的，计算积分时，可以采用离散的算法，即：δt为采样间隔、n
n
为n出灰周期。
[0032]
进一步的，所述步骤(1)中i周期下灰斗灰量a
k
的计算根据出灰的空气流量q(tj)和出灰压力p(tj)来评估和计算，即a
k
＝σf(q(tj),p(tj))，tj是在i出灰周期内第j个采样时间点，k周期采样点的总数为n
k
；其中，空气流量q(ti)可以根据灰斗前的压力差计算，例如母管和支管的差压δp(ti)，一般的可以表达为式中k是系数，可以通过实测确定；
[0033]
进一步的，所述步骤(1)中评估锅炉总灰量a根据燃煤流量b，锅炉效率r和煤的灰分s进行，并通过实测或拟合方法获得关于燃煤流量、锅炉效率和煤的灰分的关系式。
[0034]
进一步地，所述步骤(3)中i周期灰斗的出灰周期长度的计算根据锅炉总灰流量a、i周期灰斗预测灰量参考出灰周期tr、参考出灰周期相应的总灰流量ar、参考出灰周期相应的灰斗的参考灰量a
r
和权重d计算得出；权重d的取值为0≤d≤1，权重d根据实际应用效果选取，当取d＝0时，就是忽略了锅炉总灰流量a的影响，当d＝1时，就是忽略了灰斗灰量的影响；
[0035]
其中，i周期灰斗的出灰周期长度的确定方法为：其中，i周期灰斗的出灰周期长度的确定方法为：其中式中：a
i
‑1、a
i
‑2、a
i
‑
m
为第i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的出灰量，m可根据应用效果选取；c
i
‑1、c
i
‑2、c
i
‑
m
为第i
‑
1、i
‑
2、i
‑
m次出灰的影响系数，
通常c
i
‑1 c
i
‑2
…
c
i
‑
m
＝1且c
i
‑1>c
i
‑2>
…
>c
i
‑
m
，i≥m。
[0036]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。