专利名称：一种实时计算煤质元素和工业成分的方法
技术领域：
本发明属于电力行业，具体涉及实时计算煤质元素和工业成分的方法。煤质元素 成分实时计算涉及煤中碳、氢、氧、氮、硫的含量，煤的工业成分实时计算涉及入炉煤的热 值、水分和灰分含量计算。主要用于机组煤耗、锅炉效率和煤质参数(元素和工业成分)的 实时计算。
背景技术：
煤耗计算涉及锅炉效率、汽机热耗、管道效率和厂用电率的实时计算，其中锅炉效 率的计算需要实时得到入炉煤的煤质参数(元素和工业成分)。目前，煤耗计算的入炉煤的 煤质参数主要有以下几种方法1)直接采用固定煤质参数，如设计煤质参数；2)电厂定期输入化验的工业成分数据；3)采用测量仪器对入炉煤进行工业成分数据直接测量；4)安装必要的测量仪器，通过软测量计算得到煤质成分数据。这些方法在精度、实时性、煤的元素和工业成分数据的完整性上都存在一定的问 题，对锅炉效率的实时计算和准确性都有一定的影响，如何实时计算煤质元素和工业成分 是目前实时计算锅炉效率的技术难点。

发明内容
本发明的目的在于利用已有的实时计算结果，实现实时煤质元素和工业成分的计 算，避免人为的输入干扰，保证数据的客观性和可靠性，并实时反映入炉煤煤质的实际状况 的实时计算煤质元素和工业成分的方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是1)首先，利用已有的在线性能系统实时计算得到的机组实时发电标煤耗和锅炉效 率、采集的发电机实时功率，从而得到锅炉的总吸热量锅炉总吸热量为 式中Qgl——锅炉实时总吸热量，MJ/h ；be—机组实时计算的发电标煤耗，g/kffh ；W——发电机实时功率，丽；Qdwjbm——标煤低位热值，29. 308MJ/kg ；nb——实时计算的锅炉效率，％ ；利用采集的实时给煤量，计算得到煤实时进入锅炉后的入炉煤热值为 式中Qr—入炉煤热值，kj/kg ；B——实时给煤量，t/h;2)利用计算得到的入炉煤热值和设计煤的元素成分，得到入炉煤元素成分、水分、 灰分入炉煤元素成分按入炉煤热值和设计煤的元素成分的比例折算，计算方法为
(9)式中——入炉煤元素成分即碳C 、氢Η 、氧、氮Ν 、硫Sm的百分含量；X0i, ar——设计煤的元素成分即碳C° 、氢Η° 、氧、氮Ν° 、硫的百分含量；入炉煤元素成分修正系数Ic1
(10)式中^——入炉煤元素成分修正系数，“；Q0dw——设计煤热值，kj/kg ；入炉煤水分、灰分计算值为
(11)式中^ar——入炉煤水分、灰分(水分War、灰分AJ，% ；YVar——设计煤水分、灰分(水分W° 、灰分A°J，% ；入炉煤水分、灰分修正系数 k2
( 12 )式中k2——入炉煤水分、灰分修正系数，_。利用已有的计算结果和采集到的实时数据得到锅炉总吸热量，再利用实时给煤量 计算得到实时的入炉煤热值。由于机组运行的变化，采集到的实时数据和已有计算数据也 会发生相应的波动，因此在计算实时的入炉煤热值时，所用的数据可以取一定时间段内的 平均值。利用设计煤的元素和工业成分数据，实时计算实际入炉煤的元素成分、水分和灰 分，避免了人为的输入煤质数据和不能及时反映煤质的变化问题。
具体实施例方式1)首先，利用已有的在线性能系统实时计算得到的机组实时发电标煤耗和锅炉效 率、采集的发电机实时功率，从而得到锅炉的总吸热量锅炉总吸热量为 式中Qgl——锅炉实时总吸热量，MJ/h ；be——机组实时计算的发电标煤耗，g/kffh ；W——发电机实时功率，丽；Qdwjbm——标煤低位热值，29. 308MJ/kg ；nb——实时计算的锅炉效率，％。利用采集的实时给煤量，计算得到煤实时进入锅炉后的入炉煤热值为 式中Qr—入炉煤热值，kj/kg ；B——实时给煤量，t/h ；2)利用计算得到的入炉煤热值和设计煤的元素成分，得到入炉煤元素成分、水分、 灰分入炉煤元素成分按入炉煤热值和设计煤的元素成分的比例折算，计算方法为X ^ar =kxXlar式中——入炉煤元素成分即碳C 、氢Η 、氧、氮Ν 、硫Sm的百分含量；XVar——设计煤的元素成分即碳C° 、氢Η° 、氧、氮Ν° 、硫的百分含量；入炉煤元素成分修正系数Ic1 Ul=QJQl(16)式中^——入炉煤元素成分修正系数，-；Q0dw——设计煤热值，kj/kg ；入炉煤水分、灰分计算值为Yhar = k2Y:r(17)式中^ar——入炉煤水分、灰分(水分War、灰分AJ，% ；YVar——设计煤水分、灰分(水分W°ar、灰分A°ar)，% ；入炉煤水分、灰分修正系数k2
( 18 )式中k2——入炉煤水分、灰分修正系数，_。3)计算的稳定性和准确性为了保证计算结果的准确定和稳定性，发电煤耗、发电功率、燃煤量、锅炉效率这 些实时数据可以采用一定时间段内的平均值进行计算，得到的煤质计算结果再用于锅炉效 率和发电 煤耗计算，使计算过程很快稳定收敛；同时，燃煤量的实时采集需要校验，设计煤 的数据也可以用电厂近期化验得到的元素成分和工业成分数据代替。
权利要求
一种实时计算煤质元素和工业成分的方法，其特征在于1)首先，利用已有的在线性能系统实时计算得到的机组实时发电标煤耗和锅炉效率、采集的发电机实时功率，从而得到锅炉的总吸热量锅炉总吸热量为 <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mi>gl</mi></msub><mo>=</mo><mn>100</mn><mfrac> <mrow><msub> <mi>b</mi> <mi>e</mi></msub><mo>&times;</mo><mi>W</mi><mo>&times;</mo><msub> <mi>Q</mi> <mrow><mi>dw</mi><mo>,</mo><mi>bm</mi> </mrow></msub> </mrow> <msub><mi>&eta;</mi><mi>b</mi> </msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Qgl——锅炉实时总吸热量，MJ/h； be——机组实时计算的发电标煤耗，g/kWh； W——发电机实时功率，MW； Qdw，bm——标煤低位热值，29.308MJ/kg； ηb——实时计算的锅炉效率，％；利用采集的实时给煤量，计算得到煤实时进入锅炉后的入炉煤热值为 <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>Q</mi><mi>gl</mi> </msub> <mi>B</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Qr——入炉煤热值，kJ/kg； B——实时给煤量，t/h；2)利用计算得到的入炉煤热值和设计煤的元素成分，得到入炉煤元素成分、水分、灰分入炉煤元素成分按入炉煤热值和设计煤的元素成分的比例折算，计算方法为 <mrow><msub> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn></msub><msubsup> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Xi，ar——入炉煤元素成分即碳Car、氢Har、氧Oar、氮Nar、硫Sar的百分含量；X0i，ar——设计煤的元素成分即碳C0ar、氢H0ar、氧O0ar、氮N0ar、硫S0ar的百分含量；入炉煤元素成分修正系数k1 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi></msub><mo>/</mo><msubsup> <mi>Q</mi> <mi>dw</mi> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中k1——入炉煤元素成分修正系数，-； Q0dw——设计煤热值，kJ/kg；入炉煤水分、灰分计算值为 <mrow><msub> <mi>Y</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn></msub><msubsup> <mi>Y</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>ar</mi> </mrow> <mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Yi，ar——入炉煤水分、灰分(水分War、灰分Aar)，％； Y0i，ar——设计煤水分、灰分(水分W0ar、灰分A0ar)，％；入炉煤水分、灰分修正系数k2 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>100</mn> <mo>-</mo> <msub><mi>C</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>H</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>O</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>N</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>S</mi><mi>ar</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>W</mi><mi>ar</mi><mn>0</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>A</mi><mi>ar</mi><mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中k2——入炉煤水分、灰分修正系数，-。
全文摘要
一种实时计算煤质元素和工业成分的方法，利用已有的计算结果和采集到的实时数据得到锅炉总吸热量，再利用实时给煤量计算得到实时的入炉煤热值。利用设计煤的元素和工业成分数据，实时计算实际入炉煤的元素成分、水分和灰分。利用该方法得到的煤质参数还可以用于火电机组实时的锅炉效率计算和煤耗计算。
文档编号G01N33/22GK101865867SQ20101020453
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者王智微 申请人:西安热工研究院有限公司