煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法，主要針對傳統(tǒng)方法無法使用偏微分進行煤氣鍋爐的機組發(fā)電煤耗偏差分析而設(shè)計。本發(fā)明煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法至少包括：分別獲取煤氣鍋爐主要運行參數(shù)的基準數(shù)據(jù)以及機組的實時運行數(shù)據(jù)；基于所述機組的實時運行數(shù)據(jù)分別進行煤氣鍋爐的燃料燃燒計算以及煤氣鍋爐熱效率計算；基于第一計算式、第二計算式和第三計算式分別進行主要可控運行參數(shù)偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差的計算并將計算結(jié)果進行終端顯示。本發(fā)明能夠在線監(jiān)測煤氣鍋爐主要可控參數(shù)的運行值偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差，為煤氣鍋爐發(fā)電機組的優(yōu)化運行提供依據(jù)。
【專利說明】煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鍋爐【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煤氣鍋爐主要可控運行參數(shù)變化引起的 機組發(fā)電煤耗偏差的監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵企業(yè)在冶煉過程中產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)煤氣，作為煤氣資源回收與利用的主要 用戶，煤氣鍋爐在鋼鐵企業(yè)得到了大量應(yīng)用。近年來，隨著鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗工作的積極開 展，煤氣發(fā)電機組的經(jīng)濟運行逐漸受到關(guān)注。
[0003] 在煤氣鍋爐的各項運行參數(shù)中，排煙溫度、排煙氧量以及排煙中一氧化碳（C0)含 量是影響機組經(jīng)濟性能的主要可控運行參數(shù)。這幾項參數(shù)偏離基準值時，會影響到鍋爐熱 效率，進而對煤氣發(fā)電機組的煤耗率產(chǎn)生不利影響。若能夠?qū)@幾項影響機組發(fā)電煤耗偏 差的關(guān)鍵參數(shù)進行在線實時監(jiān)測，則可為機組的優(yōu)化運行提供重要依據(jù)，從而實現(xiàn)煤氣發(fā) 電廠的節(jié)能降耗目的。
[0004] 目前，對于煤氣鍋爐可控參數(shù)影響機組發(fā)電煤耗的相關(guān)研究還未見報道，而類似 的研究中，基本上都是針對傳統(tǒng)的煤粉鍋爐展開的。然而，冶金煤氣鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐 的燃料特性以及燃料燃燒計算方法存在著很大的差異，尤其體現(xiàn)在煙氣量和過量空氣系數(shù) 的嵌套關(guān)系上，使得傳統(tǒng)的適用于燃煤鍋爐的煤耗偏差監(jiān)測分析方法不能應(yīng)用在煤氣鍋爐 上。
[0005] 因此，構(gòu)建一個適用于煤氣鍋爐的主要可控運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏 差監(jiān)測方法，為煤氣發(fā)電機組的節(jié)能優(yōu)化運行提供依據(jù)，是目前煤氣鍋爐領(lǐng)域中亟待解決 的一個問題，具有重要的實用意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差 監(jiān)測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)煤氣鍋爐發(fā)電機組的優(yōu)化運行。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方 法，至少包括：
[0008] 分別獲取煤氣鍋爐運行參數(shù)的基準數(shù)據(jù)以及機組的實時運行數(shù)據(jù)，所述機組的實 時運行數(shù)據(jù)至少包括送風機入口空氣溫度、排煙溫度運行值、排煙氧量運行值、排煙中C0 含量運行值；
[0009] 基于所述機組的實時運行數(shù)據(jù)分別進行煤氣鍋爐的燃料燃燒計算以及煤氣鍋爐 熱效率計算；
[0010] 基于第一計算式進行排煙氧量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差的計算，所述 第一計算式為：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法，其特征在于，至少 包括： 分別獲取煤氣鍋爐運行參數(shù)的基準數(shù)據(jù)以及機組的實時運行數(shù)據(jù)，所述機組的實時運 行數(shù)據(jù)至少包括送風機入口空氣溫度、排煙溫度運行值、排煙氧量運行值、排煙中CO含量 運行值； 基于所述機組的實時運行數(shù)據(jù)分別進行煤氣鍋爐的燃料燃燒計算以及煤氣鍋爐熱效 率計算； 基于第一計算式進行排煙氧量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差的計算，所述第一 計算式為：
其中，為所述排煙氧量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差；h為所述 送風機入口空氣溫度；epy為所述排煙溫度運行值；(K(O2)為所述排煙氧量運行值； 小'（CO)為所述排煙中CO含量運行值；Cp，gy為干煙氣在h至epy溫度間的平均比定壓熱 容；nb為煤氣鍋爐熱效率；Qr為單位體積煤氣對應(yīng)的鍋爐輸入熱量；k為煤氣成分系數(shù)；bb 為機組發(fā)電標準煤耗率；Af(O2)為排煙氧量運行值與排煙氧量基準值的偏差； 基于第二式進行排煙中CO含量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差的計算，所述第 二計算式為：
其中，（A~aC〇)為所述排煙中CO含量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差； Af(CO)為排煙中CO含量運行值與排煙中⑶含量基準值的偏差； 基于第三計算式進行排煙溫度偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差的計算，所述第三 計算式為：
其中，為所述排煙溫度偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差；Cp，H2〇為水蒸氣 在h至0py溫度間的平均比定壓熱容；Vgy為單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的實際干煙氣量；匕2〇 為單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣中所含的水蒸氣量；A0 py為排煙溫度運行值與排煙溫度 基準值的偏差； 對所述的排煙氧量偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差、排煙中CO含量偏離基準值 引起的機組發(fā)電煤耗偏差以及排煙溫度偏離基準值引起的機組發(fā)電煤耗偏差進行終端顯 /Jn〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述機組的實時運行數(shù)據(jù)還包括煤氣低位發(fā)熱量、入爐煤氣量以及機組實時 發(fā)電量； 基于第四計算式計算所述機組發(fā)電標準煤耗率，所述第四計算式為：
其中，bb為所述機組發(fā)電標準煤耗率，Qdw為所述煤氣低位發(fā)熱量，Vg為所述入爐煤氣 量，匕為所述機組實時發(fā)電量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述煤氣鍋爐運行參數(shù)的基準數(shù)據(jù)包括排煙氧量基準值、排煙中CO含量基準 值以及排煙溫度基準值； 基于第五計算式計算所述的排煙氧量運行值與排煙氧量基準值的偏差，所述第五計算 式為：
其中，<(02)為所述排煙氧量基準值； 基于第六計算式計算所述的排煙中CO含量運行值與排煙中CO含量基準值的偏差，所 述第六計算式為：
其中，M(CO)為所述排煙中CO含量基準值； 基于第七計算式計算所述的排煙溫度運行值與排煙溫度基準值的偏差，所述第七計算 式為：
其中，為所述排煙溫度基準值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述機組的實時運行數(shù)據(jù)還包括煤氣中一氧化碳、氫氣、碳氫化合物、氧氣、氮 氣和二氧化碳的容積含量百分率； 計算煤氣鍋爐的燃料燃燒數(shù)據(jù)的具體步驟包括： 基于第八計算式計算燃料特性系數(shù)，所述第八計算式為：
其中，P為燃料特性系數(shù)；P(CO)、P(H2)、爐(C,,,HJ、P(O2)、P(N2)、P(CO2) 分別為煤氣中一氧化碳、氫氣、碳氫化合物、氧氣、氮氣和二氧化碳的容積含量百分率； 基于第九計算式計算煤氣成分系數(shù)，所述第九計算式為：
其中，k為所述煤氣成分系數(shù)； 基于第十計算式計算單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的實際干煙氣量，所述第十計算式為：
其中，Vgy為所述單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的實際干煙氣量； 基于第十一計算式計算排煙處過量空氣系數(shù)，所述十一計算式為：
其中，apy為所述過量空氣系數(shù)；V(N2)為排煙中N2含量運行值； 根據(jù)第十二計算式計算單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣中所含的水蒸氣量，所述十二計 算式為：
其中，匕2〇為所述單位體積煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣中所含的水蒸氣量；dq為煤氣含濕 量；dk為空氣絕對濕度；為單位體積煤氣燃燒所需的理論干空氣量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述的單位體積煤氣燃燒所需的理論干空氣量通過計算式：
計算獲得，其中$為所述的單位體積煤氣燃燒所需的理論干空氣量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述的排煙中N2含量運行值V(N2)通過計算式：
計算獲得， 其中V(CO2)為排煙中CO2含量運行值，所述的排煙中CO2含量運行值V(CO2)通過 計算式：
計算獲得。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述煤氣鍋爐熱效率通過熱效率計算式計算獲得，所述熱效率計算式為： nb = 100-(q2+q3+q4) 其中，nb為所述煤氣鍋爐熱效率；q2為排煙熱損失；q3為可燃氣體未完全燃燒熱損失；q4為散熱損失。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述機組的實時運行數(shù)據(jù)還包括鍋爐實際蒸發(fā)量； 所述排煙熱損失q2通過計算式：
計算獲得； 所述可燃氣體未完全燃燒熱損失q3通過計算式：
計算獲得； 所述散熱損失q4通過計算式：
計算獲得， 其中D為所述鍋爐實際蒸發(fā)量；隊為額定負荷下的鍋爐蒸發(fā)量；q4e為額定負荷下的鍋 爐散熱損失；其中q4e = 5. 82X(De)_°_38。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣鍋爐運行參數(shù)變化引起的機組發(fā)電煤耗偏差監(jiān)測方法， 其特征在于，所述機組的實時運行數(shù)據(jù)還包括煤氣低位發(fā)熱量和煤氣溫度； 所述單位體積煤氣對應(yīng)的鍋爐輸入熱量A通過計算式： Q1^ = 計算獲得， 其中Qdw為所述煤氣低位發(fā)熱量；k為所述煤氣溫度；q為煤氣在h至&溫度間的平 均比定壓熱容。
【文檔編號】G06F19/00GK104268433SQ201410549687
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】江文豪, 張學超, 姚群 申請人:中冶華天工程技術(shù)有限公司