[发明专利]一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电控制技术领域，特别涉及一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置。

背景技术

目前国内的电力供应主要以火电为主。根据中国电力网数据，以2008年1-6月份为例，全国规模以上发电厂发电量为16803.19亿千瓦时，其中火电为144149.83亿千瓦时。火力发电厂在运行时需要消耗大量的煤。我国一般情况下，一台12.5万kW的机组标准煤耗为380g/kWh，一台30万kW机组的标准发电煤耗为330g/kWh。先进国家30万kW机组的标准仅为每千瓦时300克左右的煤耗水平，可见，我国火力发电厂的煤耗有较大的降耗空间。有效降低发电煤耗，对于火力发电厂节能减排及降低运行费用均具有重大意义。

目前国内外尚未见对于锅炉燃烧模式的系统性研究。对于炉膛火焰图像燃烧模式的研究，仅见文献[1]，其中对典型的四角切圆燃烧的火焰特征进行研究，提出了若干反映实时燃烧状态特征参数和模式识别的措施，但未能进一步提出给煤和进风的模式进行研究，也未能提出具体的燃烧控制措施。

国内对煤燃烧的研究主要集中于火焰温度场的研究，其目的主要是进行火焰测温和锅炉燃烧诊断，以改进锅炉结构或进风方式，如在文献[2]中。

通过高炉红外图像建立料面温度场是判断高炉煤气流分布形态，以进行温度标定。在文献[3]中，作者在1台670t/h电站锅炉上安装了1套三维温度场可视化监测系统，以进行应用于燃烧诊断的炉膛内三维温度场在线监测。在文献[4]中，作者在煤粉试验炉上进行了三维温度场重建，同时进行燃烧稳定性、经济性和清洁性的判断。

以目前的技术手段，对炉膛内火焰的检测技术已经比较完善。在文献[5]中， 作者对火焰检测技术进行了综述，并叙述了当前最新采用的新型数字火检和图像火检技术。

在目前已达到实用化的技术中，文献[6]描述了一种基于数字视频图像处理和传像光纤，开发了一套煤粉火焰监视系统。对火焰的记录及事故回放提供了依据。在文献[7]中，对数字图像处理技术在电站锅炉炉膛火焰处理上的应用进行了综述，并对锅炉炉膛火焰图像处理技术在电站锅炉炉膛温度场构建、燃烧诊断及优化燃烧控制等应用进行了阐述。文献[8]提供了一种利用辐射信号作为中间控制量、以锅炉蒸汽压力作为外回路被控制量的锅炉燃烧优化控制反馈系统，该系统也根据炉膛内火焰图像提供了基于温度的燃烧状态综合图像，以提供给运行人员参考。

综上所述，国内对于炉膛内的火焰燃烧已有相当程度的研究，对炉膛燃烧诊断具有一定的工程实践，对炉膛内温度监测已具有实际的实践检验。对于燃烧控制也有一定的研究。但缺少针对燃烧模式的系统性研究，以及为降低煤耗而采取的工程措施及与此相关的研究。

发明内容

本发明提供一种火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法及其装置，旨在解决不同的煤质、不同负荷条件下，通过实时工况分析、图像分析和谱分析，实时确定最佳燃烧节煤发电控制方案，并由运行人员实施相应的控制，从而减低发电煤耗，减少燃烧排放量。

本发明的目的是这样实现的：

一、火电厂最佳燃烧节煤发电控制方法(简称方法)

本方法包括下列步骤：

①燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集；

②燃烧信息和运行工况信息的分析与优化；

③最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定；

④最佳燃烧节煤发电控制方案生成；

⑤最佳燃烧节煤发电控制方案实施。

二、火电厂最佳燃烧节煤发电控制装置(简称装置)

本装置包括现有的锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构，同步实 时数据和图像采集系统，操作与控制系统和操作监视单元；

设置有节煤发电控制决策系统；

锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构，同步实时数据和图像采集系统，节煤发电控制决策系统，操作监视单元，操作与控制系统和锅炉、汽机和发电机的信号系统及控制执行机构依次闭环连接组成自动控制系统，实现锅炉、汽机和发电机的燃烧信息和运行工况信息的同步实时数据和图像采集、燃烧信息和运行工况信息的分析与优化、最佳燃烧工况信息和最佳燃烧火焰信息的确定、最佳燃烧节煤发电控制方案生成和最佳燃烧节煤发电控制方案实施；

同步实时数据和图像采集系统的输出端连接操作监视单元输入端，实现锅炉、汽机和发电机运行工况的实时监视；

节煤发电控制决策系统的输出端连接操作与控制系统的输入端，实现最佳燃烧节煤发电控制方案的实时监视。