一种火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法.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(10)申请公布号CNCN103728055103728055A(43)申请公布日2014.04.16(21)申请号201310694376.2(22)申请日2013.12.17(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人袁景淇于彤徐亮胡斌刘欣潘玉霖曾豪骏成宝琨惠兆宇(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.G01K17/12(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称一种火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法(57)摘要本发明提供了一种火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法，该方法具体步骤包括：步骤1：根据锅炉运行设计规程，建立主要设备结构参数数据库，并从厂级监控信息系统的实时数据库中读取相关实时数据；步骤2：根据工质物性参数库和烟气物性参数库，结合现场厂级监控信息系统服务器信息，实时计算给定时刻下汽水侧工质及风烟侧烟气的物性参数；步骤3：由换热器工质质量及能量动态衡算模型和排烟热损失模型求得炉膛出口烟气的能量Qyq。本发明能用于炉膛出口烟气能量的在线估计，还可用于炉膛出口平均烟温、入炉煤热值的在线辨识和锅炉效率等的在线估计。CN103728055ACN1037285ACN103728055A权利要求书1/3页1.一种火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法，其特征在于，所述方法具体操作步骤包括：步骤1：根据锅炉运行设计规程，建立主要设备结构参数数据库，所述参数数据库包含：换热器管道沿工质流动方向的总长度L，将总长度L分为n段等长的短管；换热器沿工质流动方向的换热管截面积分布A(i)；换热器金属壁质量Mjinshu，换热器金属壁比热cjinshu；并从厂级监控信息系统的实时数据库读取给定时刻k下的汽包压力Pqb、主蒸汽流量Dzzq、热再热蒸汽流量Drzr、省煤器出口给水流量Dgs、各级换热器各段短管工质温度Tgz(i)和压力Pgz(i)、换热器金属壁温度Tjisnhu、烟道出口引风机处的排烟温度Tpy和排烟的体积流量Vpy，未设置测点处的工质温度和压力由两端测点处的温度和压力线性计算获得；步骤2：根据可以覆盖全操作工况的工质物性参数数据库，结合现场厂级监控信息系统服务器上传的工质状态参数即温度压力，实时计算该给定时刻下汽包出口饱和蒸汽密度ρbh和焓值Hbh、各级换热器各处的工质密度ρgz(i)和焓值Hgz(i)，同时，根据烟气物性参数库求出该给定时刻下烟气尾气的焓值Hpy和密度ρpy；步骤3：由换热器工质质量及能量衡算模型求得换热器通过热交换获得能量Qhr，由能量守恒原理可得：换热器通过热交换获得的能量=炉膛出口烟气在热交换中损失的能量；由排烟热损失模型，求得最终由烟气尾气带走的排烟能量损失Qpy；炉膛出口烟气在热交换中损失的能量与排烟热损失相加，即为炉膛出口烟气的能量Qyq。2.根据权利要求1所述的火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法，其特征在于，以所述给定时刻t0为计时起点，Δt为计算步长，使用烟气能量实时估计方法，按时间先后次序，分别测量t=t0、t=t0+Δt、t=t0+2Δt、……、t=t0+nΔt时刻下相应的炉膛出口烟气能量值Qpy(t0)、Qpy(t0+Δt)、Qpy(t0+2Δt)、……、Qpy(t0+nΔt)，获得炉膛出口烟气能量Qyq随时间变化的曲线。3.根据权利要求1所述的火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法，其特征在于，步骤2中：所述焓值Hbh由当前时刻k下汽包压力Pqb计算获得；所述焓值Hgz(i)由当前时刻k下各段工质温度温度Tgz(i)和压力Pgz(i)计算获得；所述当前时刻k下烟气尾气的密度ρpy由当前时刻k下烟气尾气温度Tpy、外界大气压力和烟气组成成分计算获得。4.根据权利要求1所述的火电机组锅炉炉膛出口烟气能量的实时估计方法，其特征在于，步骤3中，所述换热器工质质量及能量衡算模型具体为：2CN103728055A权利要求书2/3页式中：k为当前时刻；k-1为前一采样时刻；M为换热器系统中蓄积工质总质量；Din为换热器系统输入工质质量：对于过热器是汽包饱和蒸汽流量，对于再热器是冷再热蒸汽流量，对于省煤器是高加给水流量；Dout为换热器系统输出工质质量：对于过热器是主蒸汽质量流量，对于再热器是热再热蒸汽质量流量Drzr，对于省煤器是汽包给水质量流量Dgs；(k)ρgz(i)为当前时刻k下，第i段换热器短管中工质的密度；(k-1)ρgz(i)为上一采样时刻k-1下，第i段换热器短管中工质的密度；A(i)为第i段换热器短管的截面积；E为换热器系统中蓄积工质总能量