高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法.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CN107796851A(43)申请公布日2018.03.13(21)申请号201711170897.2(22)申请日2017.11.21(71)申请人江苏海事职业技术学院地址210000江苏省南京市江宁区格致路309号(72)发明人叶亚兰王宏明安翔马琳王宜翠王玉洁(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.G01N25/28(2006.01)G01N33/22(2006.01)G01M99/00(2011.01)权利要求书4页说明书8页附图2页(54)发明名称高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法(57)摘要一种高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，包括以下步骤：实时采集机组的在线运行数据，包括烟气含氧量、烟气中CO含量、排烟温度、入炉高炉煤气流量、锅炉蒸发量、环境温度以及求解锅炉有效利用热的输入数据；对获得的原始数据进行预处理，得到有效数据；根据获得的有效数据，获取高炉煤气锅炉的入炉煤气热值和锅炉热效率。本发明能够在线辨识出高炉煤气的低位热值，并用于锅炉热效率的在线监测，可为锅炉的性能分析和燃烧调整提供可靠依据，具有重要的实用意义；高炉煤气热值和锅炉热效率完全通过锅炉运行参数在线计算得到，无需离线采集数据和任何人工输入参数，完全依靠机组在线采集数据即可实现，具有良好的可实施性。CN107796851ACN107796851A权利要求书1/4页1.一种高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：实时采集机组的在线运行数据，包括：烟气含氧量、烟气中CO含量、排烟温度、入炉高炉煤气流量、锅炉蒸发量、环境温度以及锅炉有效利用热的输入数据；步骤2：对获得的输入数据进行预处理，得到用于求解高炉煤气热值和锅炉热效率的有效数据；步骤3：根据获得的有效数据，获取高炉煤气锅炉的入炉煤气热值和锅炉热效率，具体包括：3.1假定一个初始的高炉煤气干基低位热值；3.2根据假定的高炉煤气低位热值进行锅炉燃烧计算；3.3求解锅炉输入热量；3.4求解高炉煤气锅炉的各项热损失，包括排烟热损失、化学不完全燃烧热损失和散热损失；3.5根据锅炉各项热损失求解锅炉热效率；3.6根据机组运行参数求解锅炉有效利用热；3.7计算高炉煤气干基低位热值；3.8将高炉煤气干基低位热值计算值与假定的高炉煤气干基低位热值进行比较，将二者差值的绝对值与设定的微小量进行比较，若不满足要求则返回步骤3.1，若满足要求则进入步骤3.9：3.9：输出高炉煤气干基低位热值计算值Qd，net作为当前高炉煤气干基低位热值，输出锅炉热效率η为当前锅炉热效率；步骤4：发布步骤3.9输出的计算结果，使得终端用户可以实时浏览。2.如权利要求1所述的一种高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：所述预处理包括坏点处理和数据平滑处理。3.如权利要求1所述的一种高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：步骤3.2具体包括：3.2.1计算单位体积干煤气燃烧所需的理论干空气量和单位体积干煤气燃烧产生的理论干烟气量：1)计算单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量：其中，为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m3/m3(干煤气)；为假定的高炉煤气干基低位热值，kJ/m3(干煤气)；2)计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量：其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m3/m3(干煤气)；为假定的高炉煤气干基低位热值，kJ/m3(干煤气)；3.2.2计算燃料特性因子：2CN107796851A权利要求书2/4页其中，χ为燃料特性因子；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m3/m3(干煤气)；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m3/m3(干煤气)；3.2.3计算过量空气系数：其中，α为过量空气系数；χ为燃料特性因子；φ′(O2)、φ′(CO)分别为烟气含氧量和烟气中CO含量；3.2.4计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量：33其中，Vgy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，m/m(干煤气)；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m3/m3(干煤气)；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m3/m3(干煤气)；α为过量空气系数；3.2.5计算单位体积煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量：其中，为单位体积煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，m3/m3(干煤气)；α为排烟33处过量空气系数；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m/m(干煤气)；dk为空气3的绝对湿度，kg/kg；dg为煤气含湿量，kg/m(干煤气)。4.如权利要求3所述的一种高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法，其特征在于：步