一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法及装置与流程

1.本发明涉及燃煤锅炉技术技域，尤其涉及一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法及装置。


背景技术：

2.由于常规燃煤锅炉机组没有入炉煤热值的数据，因而需要协调控制系统根据蒸汽压力变化来反馈调节入炉煤量，以达到机组的热量平衡，而这一平衡过程往往需要入炉煤量的过调来满足。举例而言，假设机组从400mw负荷加到500mw负荷，机组压力从14mpa升高到17mpa,在某一煤种热值下，入炉煤量需要从180t加到220t；此时若煤种热值下降，入炉煤量加到220t已经不够带500mw负荷所需的热量，此时协调控制系统根据压力变化继续增加入炉煤量，以达到机组的热量平衡，但这一过程由于压力响应存在滞后，因而会造成机组到达目标负荷时间的延长和目标负荷的波动。
3.因此，实时获得入炉煤热值数据，对于实现燃煤锅炉机组协调控制具有非常重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法及装置，通过获取燃煤锅炉中的实时数据，分析锅炉运行工况的稳定性，并基于预先设定的稳定判断条件，在线计算和确定入炉煤热值，从而实现基于入炉煤热值的机组协调控制。
5.第一方面，本发明提供的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法，包括：
6.获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；
7.当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；
8.分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；
9.基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；
10.根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。
11.可选地，获取目标机组的修正因子、基准函数关系曲线，包括：
12.获取所述修正因子、机组运行数据和入炉煤化验热值；
13.基于所述机组运行数据与所述机组运行数据中的负荷数值关系，得到所述基准函数关系曲线。
14.可选地，所述基准函数关系曲线包括：入炉热量
‑
负荷关系曲线、排烟温度
‑
负荷关系曲线、送风温度
‑
负荷关系曲线、氧量
‑
负荷关系曲线和凝汽器真空
‑
负荷关系曲线；所述平均运行数据还包括：平均排烟温度、平均送风温度、平均氧量和平均凝汽器真空；基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正
因子模型，得到机组效率修正因子，包括：
15.基于所述平均负荷和所述排烟温度
‑
负荷关系曲线、所述送风温度
‑
负荷关系曲线、所述氧量
‑
负荷关系曲线和所述凝汽器真空
‑
负荷关系曲线得到基准排烟温度、基准送风温度、基准氧量和基准凝汽器真空；
16.将所述基准排烟温度、所述基准送风温度、所述基准氧量和所述基准凝汽器真空、所述平均排烟温度、所述平均送风温度、所述平均氧量和所述平均凝汽器真空输入所述机组效率修正因子模型，得到所述机组效率修正因子。
17.可选地，所述修正因子包括：排烟损失修正因子和真空修正因子；所述机组效率修正因子模型具体为：
[0018][0019]
其中，k为机组效率修正因子，l为机组平均负荷，o2(l)为基准氧量，o2为平均氧量，tpy(l)为基准排烟温度，tpy为平均排烟温度，t0(l)为基准送风温度，t0为平均送风温度，kq2为排烟损失修正因子，kp为真空修正因子，p为平均凝汽器真空，p(l)为基准凝汽器真空。
[0020]
可选地，根据所述机组效率修正因子、所述平均运行数据中的平均入炉煤量和平均负荷，以及所述基准函数关系曲线中的入炉热量
‑
负荷关系曲线，得到入炉煤热值，包括：
[0021]
根据所述入炉热量
‑
负荷关系曲线，确定锅炉在所述平均负荷时的基准入炉热量；
[0022]
基于所述基准入炉热量、所述机组效率修正因子和所述平均入炉煤量，确定入炉煤热值。
[0023]
第二方面，本发明还提供了一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算装置，包括：
[0024]
获取模块，用于获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；
[0025]
状态确定模块，用于当所述负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；
[0026]
平均运行数据确定模块，用于分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；
[0027]
修正因子确定模块，用于基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；
[0028]
入炉煤热值确定模块，用于根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。
[0029]
可选地，所述获取模块包括：
[0030]
获取子模块，用于获取所述修正因子、机组运行数据和入炉煤化验热值；
[0031]
关系曲线生成子模块，用于基于所述机组运行数据与所述机组运行数据中的负荷数值关系，得到所述基准函数关系曲线。
[0032]
可选地，所述基准函数关系曲线包括：入炉热量
‑
负荷关系曲线、排烟温度
‑
负荷关系曲线、送风温度
‑
负荷关系曲线、氧量
‑
负荷关系曲线和凝汽器真空
‑
负荷关系曲线；所述
平均运行数据还包括：平均排烟温度、平均送风温度、平均氧量和平均凝汽器真空；所述修正因子确定模块包括：
[0033]
基准确定子模块，用于基于所述平均负荷和所述排烟温度
‑
负荷关系曲线、所述送风温度
‑
负荷关系曲线、所述氧量
‑
负荷关系曲线和所述凝汽器真空
‑
负荷关系曲线得到基准排烟温度、基准送风温度、基准氧量和基准凝汽器真空；
[0034]
修正因子确定子模块，用于将所述基准排烟温度、所述基准送风温度、所述基准氧量和所述基准凝汽器真空、所述平均排烟温度、所述平均送风温度、所述平均氧量和所述平均凝汽器真空输入所述机组效率修正因子模型，得到所述机组效率修正因子。
[0035]
可选地，所述修正因子包括：排烟损失修正因子和真空修正因子；所述机组效率修正因子模型具体为：
[0036][0037]
其中，k为机组效率修正因子，l为机组平均负荷，o2(l)为基准氧量，o2为平均氧量，tpy(l)为基准排烟温度，tpy为平均排烟温度，t0(l)为基准送风温度，t0为平均送风温度，kq2为排烟损失修正因子，kp为真空修正因子，p为平均凝汽器真空，p(l)为基准凝汽器真空。
[0038]
可选地，所述入炉煤热值确定模块包括：
[0039]
基准入炉热量确认子模块，用于根据所述入炉热量
‑
负荷关系曲线，确定锅炉在所述平均负荷时的基准入炉热量；
[0040]
入炉煤热值确定子模块，用于基于所述基准入炉热量、所述机组效率修正因子和所述平均入炉煤量，确定入炉煤热值。
[0041]
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
[0042]
本发明通过获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。通过确定燃煤锅炉中的实时数据，并基于预先设定的入炉煤热值计算公式确定入炉煤热值，从而实现基于入炉煤热值的机组协调控制。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；
[0044]
图1为本发明的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法实施例一的步骤流
程图；
[0045]
图2为本发明的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法实施例二的步骤流程图；
[0046]
图3为本发明的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算装置实施例的结构框图。
具体实施方式
[0047]
本发明实施例提供了一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法及装置，通过获取燃煤锅炉中的实时数据，分析锅炉运行工况的稳定性，并基于预先设定的稳定判断条件，在线计算和确定入炉煤热值，从而实现基于入炉煤热值的机组协调控制。
[0048]
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049]
到目前为止，燃煤锅炉入炉煤热值的在线测量技术仍是一个难题，尚没有可靠的入炉煤热值在线测量手段，而软测量则成为一种实时获取入炉煤热值的有效方法。
[0050]
请参阅图1，图1为本发明的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
[0051]
步骤s101，获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；
[0052]
步骤s102，当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；
[0053]
步骤s103，分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；
[0054]
步骤s104，基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；
[0055]
步骤s105，根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。
[0056]
在本发明实施例中，通过获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值通过确定燃煤锅炉中的实时数据，并基于预先设定的入炉煤热值计算公式确定入炉煤热值，从而实现基于入炉煤热值的机组协调控制。
[0057]
请参阅图2，为本发明的一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法实施例二的步骤流程图，具体包括：
[0058]
步骤s201，获取所述修正因子、机组运行数据和入炉煤化验热值；所述修正因子包括：排烟损失修正因子和真空修正因子；
[0059]
需要说明的是，排烟损失修正因子和真空修正因子，均提前根据目标燃煤锅炉机组，即目标机组的性能试验而设定。
[0060]
步骤s202，基于所述机组运行数据与所述机组运行数据中的负荷数值关系，得到基准函数关系曲线；所述基准函数关系曲线包括：入炉热量
‑
负荷关系曲线、排烟温度
‑
负荷关系曲线、送风温度
‑
负荷关系曲线、氧量
‑
负荷关系曲线和凝汽器真空
‑
负荷关系曲线；
[0061]
步骤s203，当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；
[0062]
需要说明的是，负荷指令的表示方法在不同机组中的定义并不相同。在本发明实施例中，负荷指令为不处于加减负荷状态时，以dl＝0表示，负荷指令为处于加减负荷状态时，以dl＝1表示。
[0063]
在具体实现中，当dl＝0时，需要按照如下条件判断机组是否已经稳定，并设定稳定参数w：
[0064]
(1)计时dl从dl＝1状态变为dl＝0状态的总时长，确定总时长满足第一预设值；
[0065]
(2)确定dl＝0状态时，单位时间的负荷变化率不超过第二预设值；
[0066]
(3)确定dl＝0状态时，单位时间的入炉煤量变化率不超过第三预设值；
[0067]
当以上三个条件中的其中一个能满足时，可以认为目标机组已经稳定，设定稳定状态下的稳定参数w从w＝0变为w＝1。
[0068]
需要说明的是，实施例中的第一预设值、第二预设值和第三预设值的设定需要以实际机组调试确定。
[0069]
在本发明实施例中，当w＝1状态时，以一秒一次的获取频率，连续获取目标机组的稳定机组负荷、稳定入炉煤量、稳定排烟温度、稳定送风温度、稳定氧量、稳定凝汽器真空，放入寄存器中，获取时长不超过5分钟，共计不超过300组数据。
[0070]
同时，如果在当w＝1状态的5分钟内，若dl＝0变为dl＝1时，则取在w＝1从dl＝0变为dl＝1之间所获取的若干组数据。
[0071]
此外，如果在当w＝1状态的5分钟内，dl＝0无变化，则用当前所获取的数据代替寄存器中，最初获取的一组数据，使得寄存器始终维持最新的300组数据。
[0072]
步骤s204，分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均排烟温度、平均送风温度、平均氧量、平均凝汽器真空、平均入炉煤量和平均负荷；
[0073]
在本发明实施例中，通过获取寄存器中最新的300组实时运行数据，并对其求平均值，得到平均排烟温度、平均送风温度、平均氧量和平均凝汽器真空。
[0074]
步骤s205，基于所述平均负荷和所述排烟温度
‑
负荷关系曲线、所述送风温度
‑
负荷关系曲线、所述氧量
‑
负荷关系曲线和所述凝汽器真空
‑
负荷关系曲线得到基准排烟温度、基准送风温度、基准氧量和基准凝汽器真空；
[0075]
步骤s206，将所述基准排烟温度、所述基准送风温度、所述基准氧量和所述基准凝汽器真空、所述平均排烟温度、所述平均送风温度、所述平均氧量和所述平均凝汽器真空输入所述机组效率修正因子模型，得到所述机组效率修正因子；所述机组效率修正因子模型
具体为：
[0076][0077]
其中，k为机组效率修正因子，l为机组平均负荷，o2(l)为基准氧量，o2为平均氧量，tpy(l)为基准排烟温度，tpy为平均排烟温度，t0(l)为基准送风温度，t0为平均送风温度，kq2为排烟损失修正因子，kp为真空修正因子，p为平均凝汽器真空，p(l)为基准凝汽器真空。
[0078]
步骤s207，根据所述入炉热量
‑
负荷关系曲线，确定锅炉在所述平均负荷时的基准入炉热量；
[0079]
在本发明实施例中，每个负荷点的入炉热量为入炉煤量及对应的入炉煤化验热值的乘积，而入炉热量
‑
负荷关系曲线则通过入炉煤量和负荷间的数值关系得到，具体可在步骤s202中得到，然后通过步骤s204在寄存器所记录的每个负荷点在稳定状态下的入炉热量求平均值得到平均入炉热量，随后结合入炉热量
‑
负荷关系曲线，得到基准入炉热量。
[0080]
步骤s208，基于所述基准入炉热量、所述机组效率修正因子和所述平均入炉煤量，确定入炉煤热值。
[0081]
在本发明实施例中，以计算入炉煤量和入炉煤化热值的乘积，作为试验节点，其次数可以重复4～6次，从而获取更为准确的入炉热量，然后对其取平均值，得到平均入炉热量。
[0082]
在本发明实施例中，计算入炉煤热值的计算公式具体为：
[0083][0084]
其中，q
net
为入炉煤热值，g为平均入炉煤量，k为机组效率修正因子，q0(l)为基准入炉热量。
[0085]
在具体实现中，入炉煤热值需要按照一定的更新频率连续计算，以用最新的计算值代替旧的计算值，从而实现入炉煤热值的在线计算。
[0086]
本发明实施例所提供的一种燃煤锅炉入炉煤热值的确定方法，通过获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；当负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。通过确定燃煤锅炉中的实时数据，并基于预先设定的入炉煤热值计算公式确定入炉煤热值，从而实现基于入炉煤热值的机组协调控制。
[0087]
请参阅图3，示出了一种燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算装置实施例的结构框图，包括如下模块：
[0088]
获取模块401，用于获取目标机组的修正因子和基准函数关系曲线；
[0089]
状态确定模块402，用于当所述负荷指令为不处于加减负荷状态时，确定所述目标机组处于稳定状态；
[0090]
平均运行数据确定模块403，用于分别对所述目标机组处于稳定状态时的实时运行数据，在满足预先设定的获取次数时求平均值，得到平均运行数据；所述平均运行数据包括：平均入炉煤量和平均负荷；
[0091]
修正因子确定模块404，用于基于所述基准函数关系曲线、所述修正因子和所述平均运行数据，结合预先设定的机组效率修正因子模型，得到机组效率修正因子；
[0092]
入炉煤热值确定模块405，用于根据所述机组效率修正因子、所述平均入炉煤量、所述平均负荷，以及所述基准函数关系曲线，得到入炉煤热值。
[0093]
在一个可选实施例中，所述获取模块401包括：
[0094]
获取子模块，用于获取所述修正因子、机组运行数据和入炉煤化验热值；
[0095]
关系曲线生成子模块，用于基于所述机组运行数据与所述机组运行数据中的负荷数值关系，得到所述基准函数关系曲线。
[0096]
在一个可选实施例中，所述基准函数关系曲线包括：入炉热量
‑
负荷关系曲线、排烟温度
‑
负荷关系曲线、送风温度
‑
负荷关系曲线、氧量
‑
负荷关系曲线和凝汽器真空
‑
负荷关系曲线；所述平均运行数据还包括：平均排烟温度、平均送风温度、平均氧量和平均凝汽器真空；所述修正因子确定模块包括：
[0097]
基准确定子模块，用于基于所述平均负荷和所述排烟温度
‑
负荷关系曲线、所述送风温度
‑
负荷关系曲线、所述氧量
‑
负荷关系曲线和所述凝汽器真空
‑
负荷关系曲线得到基准排烟温度、基准送风温度、基准氧量和基准凝汽器真空；
[0098]
修正因子确定子模块，用于将所述基准排烟温度、所述基准送风温度、所述基准氧量和所述基准凝汽器真空、所述平均排烟温度、所述平均送风温度、所述平均氧量和所述平均凝汽器真空输入所述机组效率修正因子模型，得到所述机组效率修正因子。
[0099]
在一个可选实施例中，所述修正因子包括：排烟损失修正因子和真空修正因子；所述机组效率修正因子模型具体为：
[0100][0101]
其中，k为机组效率修正因子，l为机组平均负荷，o2(l)为基准氧量，o2为平均氧量，tpy(l)为基准排烟温度，tpy为平均排烟温度，t0(l)为基准送风温度，t0为平均送风温度，kq2为排烟损失修正因子，kp为真空修正因子，p为平均凝汽器真空，p(l)为基准凝汽器真空。
[0102]
在一个可选实施例中，所述入炉煤热值确定模块405包括：
[0103]
基准入炉热量确认子模块，用于根据所述入炉热量
‑
负荷关系曲线，确定锅炉在所述平均负荷时的基准入炉热量；
[0104]
入炉煤热值确定子模块，用于基于所述基准入炉热量、所述机组效率修正因子和所述平均入炉煤量，确定入炉煤热值。
[0105]
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存
有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一实施例所述的燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法的步骤。
[0106]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一实施例所述的燃煤机组锅炉入炉煤热值的在线计算方法。
[0107]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0108]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0109]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0110]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0111]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0112]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。