一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112923986A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号202110092078.0(22)申请日2021.01.23(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人王林高林李军侯玉婷郭亦文周俊波王明坤肖勇郝德峰吕永涛金国强安朝榕(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人闵岳峰(51)Int.Cl.G01F1/86(2006.01)权利要求书4页说明书6页附图2页(54)发明名称一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法(57)摘要本发明公开了一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法，该方法首先根据能量平衡原理建立机组从省煤器入口至高温过热器出口的实时平衡模型，并建立燃煤机组燃料量蓄热前馈实时动态计算模型；其次，根据机组运行的控制参数偏差建立锅炉燃料量蓄热前馈计算触发条件；最后根据蓄热计算量和蓄热计算触发条件，构建快进缓退计算策略，避免燃料量的大扰动对控制参数造成震荡，获得最终的燃煤机组燃料量蓄热计算前馈；使机组更加安全、经济、稳定运行。CN112923986ACN112923986A权利要求书1/4页1.一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法，其特征在于，该方法从机组省煤器入口至高温过热器出口建立蓄热计算模型，通过离线历史数据寻优的方式建立各段的负荷与介质焓值的理论模型，实时快速解算燃煤机组锅炉蓄热燃料量前馈，并根据机组实际运行参数偏差和运行范围建立锅炉燃料量蓄热计算触发条件，同时建立锅炉蓄热燃料量快进缓退的计算策略，避免燃料的快速波动造成机组系统主要控制参数的波动。2.根据权利要求1所述的一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1)根据燃煤机组主汽压力，主汽压力设定值，机组负荷指令、锅炉给水流量、机组负荷对应理想燃料量建立燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法；2)对步骤1)中的所建立的燃煤机组燃料量蓄热前馈计算的基础上进一步利用机组负荷指令、锅炉给水流量、燃煤机组主汽压力和主汽压力设定值建立燃煤机组燃料量蓄热前馈输出控制触发条件；3)对步骤1)中的所建立的燃煤机组燃料量蓄热前馈计算的基础和步骤2)中所建立的燃煤机组燃料量前馈输出控制触发条件，建立燃煤机组燃料量蓄热前馈快进缓退计算策略，并最终得到燃煤机组燃料量前馈补偿值。3.根据权利要求2所述的一种燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法，其特征在于，步骤1)中，利用燃煤机组主汽压力，主汽压力设定值，机组负荷指令，锅炉给水流量和机组负荷对应理想燃料量建立燃煤机组燃料量蓄热前馈计算方法，具体如下：从燃煤机组省煤器入口至燃煤机组高温过热器出口的锅炉汽水通道所含的能量计算如下：m0(h1‑h0)＝F·K式中，m0为锅炉给水流量，单位为t/h；h1表示燃煤机组高温过热器出口蒸汽在额定温度下，不同主汽压力设定值下的理想蒸汽比焓，单位为kJ/kg；h0表示燃煤机组省煤器入口给水在不同机组负荷指令下的理想给水比焓，单位为kJ/kg；F为机组负荷指令对应理想燃料量，单位为t/h；K为机组蒸汽所含能量占机组燃料量所含能量的比例，为无量纲数，且在机组负荷升降过程中不发生变化；当机组运行状态发生变化后，该等式则变为：m1(h′1‑h0)＝F'·K式中，m1为机组运行状态发生变化后的锅炉给水流量；h′1表示机组运行状态发生变化后，不同机组主蒸汽压力下的高温过热器出口蒸汽比焓，其值可根据机组运行状态变化后的主汽压力设定值计算得到；F'为新运行状态下机组燃料需求量；进一步，燃煤机组蒸汽通道状态变化过程为准稳态过程，则：上式中，ρ0、ρ1分别为机组蒸汽状态发生变化前和蒸汽状态发生变化后的当量密度，单位为kg/m3；V为蒸汽通道总体积，单位为m3；由于超临界机组蒸汽一次生成，分离器仅起到蒸汽通道的作用，机组蒸汽流量与锅炉给水流量实时平衡，则机组状态变化后，锅炉给水流量变化值Δm为：Δm＝m1‑m02CN112923986A权利要求书2/4页将上式进一步变化处理，得：由克拉贝龙方程式可知，在容器体积不发生变化的情况下，蒸汽流量和蒸汽密度的变化率可近似等于蒸汽压力变化率，上式进一步化简为：式中，ps，pt分别为状态变化前的燃煤机组主汽压力和状态变化后的主蒸汽压力期望值，即主汽压力设定值，单位为MPa；定义Db为机组当量蓄汽系数，将上式进一步改写为：式中，Db可取超临界机组汽机热力校核说明书中75％BMCR工况时的机组主蒸汽流量进行计算；根据上述计算公式：进一步化简为：上式中F'‑F即为本模型中需要求解的燃料量前馈控制量，由于机组补充蓄热仅在稳态过程，因此上述煤量前馈也只在机组不变负荷或者变负荷结束后起作用；但因在同一负荷指令下，锅炉给水流量m0不唯