[发明专利]基于能效最优的锅炉最佳氧量计算方法

说明书

本发明属于火电厂热工检测与控制领域，特别涉及一种基于能效最优的锅炉最佳氧量计算方法，包括：步骤1：通过构建氧量热量软测量信号，结合锅炉效率正平衡和反平衡原理，建立锅炉效率机理模型；步骤2：基于氧量热量变化进行锅炉变工况计算，确定不同氧量对应的锅炉效率；步骤3：采用遍历寻优方法对锅炉运行最佳氧量进行寻优，得到锅炉效率最佳时对应的排烟烟气氧量。本发明通过构建氧量热量软测量信号，克服机理模型存在的缺陷，提升优化结果的可靠性和实用性，有助于辅助电厂运行人员实现对锅炉运行氧量的优化控制，提升机组运行的经济性。

技术领域

本发明属于火电厂热工检测与控制领域，特别涉及一种基于能效最优的锅炉最佳氧量计算方法。

背景技术

随着新能源电力系统的大规模发展和我国能源发展转型，对常规燃煤发电火电机组提出了更高的要求，燃煤火电机组需进一步实现安全、高效、低碳、环保和灵活运行能力，其中提升火电机组的运行经济性、实现机组的高效运行一直是发电企业关注的重点。在影响机组运行经济性的众多因素中，锅炉燃烧效率对机组运行经济性起着决定作用，而在电站锅炉燃烧调整的众多参数中，氧量则是锅炉燃烧调整的重要监视参数，它表征了锅炉内整体的燃烧状态，代表了炉膛整体配风水平。氧量过高，其不仅会导致炉内燃烧产生的NOX浓度增加，更会导致锅炉排烟热损失的增大；而氧量过低，则会导致炉内燃烧不充分，锅炉固体未完全燃烧损失增加。因此，如何确定锅炉最佳运行氧量成为锅炉燃烧优化领域中研究的重点和难点。

在锅炉氧量优化研究方法中主要分为基于机理模型和基于数值模型的氧量优化研发方法。由于锅炉燃烧系统复杂、影响因素众多，很难给出一个完备的机理模型来反映锅炉运行氧量与锅炉效率、配风之间的关系；而基于数据模型的优化方法中，建模所需的样本数据较多，建模训练时间较长，不适于在线学习和优化，且模型精度在很大程度取决于数据是否遍历。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于能效最优的锅炉最佳氧量计算方法，包括：

步骤1：通过构建氧量热量软测量信号，结合锅炉效率正平衡和反平衡原理，建立锅炉效率机理模型；

步骤2：基于氧量热量变化进行锅炉变工况计算，确定不同氧量对应的锅炉效率；

步骤3：采用遍历寻优方法对锅炉运行最佳氧量进行寻优，得到锅炉效率最佳时对应的排烟烟气氧量。

所述步骤1分别计算：锅炉有效吸热量、排烟热损失量、固体未完全燃烧热损失百分比、散热损失百分比、锅炉总热量及锅炉效率。

所述锅炉有效吸热量包括主蒸汽吸热量、再热蒸汽吸热量、过热减温水吸热量以及再热减温水吸热量。

所述步骤2计算氧量变化量与总风量、排烟热损失量、锅炉总吸热量、固体未完全燃烧热损失百分比、锅炉总热量、氧量热量、锅炉效率之间的变化关系。

所述步骤3以当前排烟烟气氧量基准值，在其[-1，1]变化范围内对最佳氧量进行遍历寻优，在每次寻优变工况计算过程中，判断氧量热量上一步计算与本步计算值是否收敛，当氧量热量上一步计算与本步计算值偏差小于给定值范围后则结束该次变工况计算，进行下一次变工况计算；直至完成[-1，1]变化范围内的所有变工况计算后，得到锅炉效率最佳时对应的排烟烟气氧量。

本发明的有益效果：

本发明提出了基于能效最优的锅炉氧量优化方法，通过构建氧量热量软测量信号，克服机理模型存在的缺陷，提升优化结果的可靠性和实用性，有助于辅助电厂运行人员实现对锅炉运行氧量的优化控制，提升机组运行的经济性。

附图说明

图1氧量优化流程图

具体实施方式