[发明专利]一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法

说明书

本发明公开了一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，首先采集电厂实时生产数据和煤质化验数据；然后根据煤质内硫元素在锅炉的运行轨迹和质量守恒原理，构建入炉煤硫分与现场采集参数之间的数学关系；之后，计算入炉煤成分与脱硫系统原烟气参数之间的滞后时间，以及煤质取样点到炉膛入口位置的延迟时间，计算入炉煤硫分计算值与现场采集参数的时刻偏差；最后进行入炉煤硫分计算值和化验值的对比，计算最新的修正系数，最后计算得到不同时刻下的入炉煤硫分。本方法能有效利用电厂历史数据和煤质化验数据，通过自动实时采集和关联数据分析，获取入炉煤硫分信息，为电厂燃料管理、绩效考评和燃烧运行决策提供必要的数据支持。

技术领域

本发明涉及火力发电行业的软测量应用技术领域，特别涉及一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法。

背景技术

随着电厂数字化建设进程的推进，智能电厂的许多生产业务分析及燃料管理都需要依赖进入炉膛的燃料实时成分信息，比如煤质硫分，既是电厂进行燃料管理与实时绩效考核的重要依据，也是脱硫系统进行出力调节的重要参考，也为炉膛硫氧化物的生成量以及可能引起的水冷壁高温腐蚀及尾部烟道低温腐蚀提供基础信息。

但是燃料硫分一般是由运行值班人员进行定时定点地取样和离线化验得到，化验结果一般也会滞后若干小时，化验取样结果的代表性也有限。燃料硫分一般在燃煤中的比例也较小，不同类型的煤质差异较大，暂时缺少稳定准确地在线测量装置得到入炉煤的实时硫分值。随时电厂信息化、数字化的基础建设完善，利用电厂实时运行数据和化验数据进行自动计算分析和校正，形成入炉煤硫分的实时软测量方案，具有重要意义。

发明内容

为了实时掌握火电厂入炉煤的实时硫分，本发明的目的在于提供一种基于电厂实时数据进行入炉煤的硫含量软测量在线计算方法，该方法能结合现场入炉煤燃烧的实时数据信息及历史化验结果，进行在线计算入炉煤硫分并自动校正计算结果，为电厂燃料管理、脱硫系统运行调整等提供重要的基础数据支持。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于电厂实时数据的入炉煤硫分在线计算方法，包括如下步骤：

步骤一：采集电厂关键的实时生产数据；

基于电厂厂级监控信息系统，采集获取实时入炉煤量F_coal,单位为t/h,脱硫系统入口处的原烟气流量G_gas,单位为km³/h，原烟气SO₂浓度c_SO2，单位为mg/m³；

步骤二：建立入炉煤硫分S与实时生产数据的数学关系；

根据入炉煤的硫分在炉膛入口和出口质量守恒原则，并考虑硫元素在炉内燃烧，除了大部分转化为SO₂，还有少部分转化为SO₃和因为炉内喷钙脱硫或自脱硫而形成硫酸盐；将炉内入炉煤硫元素转化为SO₃和硫酸盐形态比例部分作为修正系数K统一考虑，得到入炉煤硫分与实时生产数据的函数关系，如下式(1)所示；

S——入炉煤硫分，％；

K——入炉煤硫分计算修正系数；

步骤三：计算煤质硫元素从入炉到脱硫系统入口处的流动时间t_flow；

根据实时计算的炉膛容积热负荷实际值，估算煤粉进入炉膛到炉膛出口的燃烧停留时间t_a；根据烟气流速及炉膛出口到脱硫系统入口的烟气流程特征，估算烟气从炉膛出口到脱硫系统入口的流动时间t_b；