[发明专利]基于炉膛出口温度的燃烧稳定性评价指标计算方法

说明书

本发明涉及一种基于炉膛出口温度的燃烧稳定性评价指标计算方法，该方法通过构造锅炉炉膛负荷匹配燃烧强度指标和锅炉炉膛截面温度的燃烧均匀度指标进而构造得出电站锅炉燃烧稳定性评价指标，使得炉膛燃烧状态可以精确量化为一个百分比数值，直观地指导运行人员对锅炉燃烧过程进行相关给煤量、风量和给水量的控制，减少火焰偏烧以及风量、煤量等控制量配比不合适造成的锅炉燃烧过程波动等现象，优化机组变负荷过程中的锅炉燃烧状态，有助于尽快稳定燃烧过程，在一定程度上减少运行人员由于没有足够的信息而造成的盲目操作，有效降低燃料量损耗、电厂运行成本和设备损坏机率。

技术领域

本发明涉及一种基于炉膛出口温度的燃烧稳定性评价指标计算方法，尤其涉及一种基于电站锅炉炉膛出口温度测量的燃烧稳定性评价指标计算方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

近年来，随着新能源发电技术的快速发展，传统火电机组更多的参与了调频和调峰的任务，机组负荷上下变动大，对锅炉的燃烧过程造成了很大的波动，使得机组煤耗增大，设备维护成本增加，更重要的是给运行安全性提出了更高的要求。

然而由于锅炉内的燃烧过程相对复杂，并且缺乏有效的监测手段，甚至炉膛内的燃烧监测在不少电厂仍然只能通过锅炉上的观火孔来进行，调整手段通常也只能由运行人员根据AGC指令调节机组给煤量、总风量、给水量等参数，结合公式和经验系数进行相关燃烧过程的调整，整个调节过程较为粗糙，不能通过及时和准确的调整来保证燃烧过程稳定。相比之下，在炉膛出口安装声波或激光测温装置能够比较直接和准确的测量炉膛出口截面上的温度数据，通过这些数据进行图像重建，可以初步反映炉内的燃烧情况，但是，目前还没有具体数据或指标能够反映炉膛燃烧稳定性并指导燃烧过程调节，提高机组运行安全性和经济性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种基于电站锅炉炉膛出口截面上的各分区温度和炉膛截面平均温度等数据计算而得的评价电站锅炉燃烧稳定性指标的公式，该指标公式可以用于指导锅炉燃烧过程的运行调节，降低电厂的燃料损耗，减小设备维护工作量，提升电厂运行安全性和经济性。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于炉膛出口温度的燃烧稳定性评价指标计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、拟合锅炉炉膛出口平均温度T_P和负荷N之间关系的函数T_P＝f(N)；

步骤二、构建锅炉炉膛负荷匹配燃烧强度指标公式u；

2.1、根据当前机组负荷和步骤一得出的函数关系，得到炉膛出口平均温度的期望值，再利用炉膛测温系统采集炉膛出口平均温度实际值，通过炉膛出口平均温度实际值与炉膛出口平均温度的期望值得到炉膛出口平均温度偏差e；并通过测得的炉膛出口平均温度实际值得到温度变化率ec；

所述温度偏差e的实际论域为[c₁，c₂]，温度变化率ec的实际论域为[d₁，d₂]，燃烧强度指标u的实际论域为[0，100]；

2.2、设定温度偏差e的模糊变量为E，温度变化率ec的模糊变量为EC，燃烧强度指标u的模糊变量为U；

设定E、EC和U的模糊论域；

将温度偏差e和温度变化率ec的实际值转换成为模糊值；

2.3、设定模糊变量E、EC、U的模糊语言变量以及模糊语言变量与模糊值对应的隶属度函数；根据求得的E、EC的模糊值与隶属度函数得到E、EC隶属的模糊语言变量；

设定U的模糊语言变量与E、EC的模糊语言变量之间的对应规则，即模糊控制关系，然后根据E、EC隶属的模糊语言变量得到U的模糊语言变量；