CN107461759B - 二次风门开度寻优方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次风门开度寻优方法及系统。所述方法包括：测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；根据锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。本发明可以保证机组运行经济性。

Description

二次风门开度寻优方法及系统
技术领域
本发明涉及锅炉二次风门领域，具体地，涉及一种二次风门开度寻优方法及系统。
背景技术
切圆燃烧锅炉主燃区的各层二次风量由对应的二次风门控制。实际的二次风门控制系统中，很难布置在线的风量测点来准确测量各层二次风量的绝对值大小，通常只能用二次风门开度来表征各层二次风量的分配情况。二次风门开度为100％时代表风门处于全开位，开度为0％时代表处于全关位，风门开度可以在这两个位置之间连续调节。在采用低NOx燃烧技术的切圆燃烧锅炉中，要求各层二次风门都处于一个最佳的开度上，一旦二次风门开度偏离它的最佳值达10％以上，锅炉燃烧的经济性就会有比较明显的下降。现有技术无法确定二次风门的最佳开度，也无法保证机组运行经济性。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种二次风门开度寻优方法及系统，以按照经济性最优的原则确定锅炉各层二次风门的最佳开度。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种二次风门开度寻优方法，包括：
测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
根据锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
在其中一种实施例中，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量具体包括：
获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
输入过热减温水流量、再热减温水流量、过热减温水流量折算系数和再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
输入炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
输入脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、第一供电煤耗变化量、第二供电煤耗变化量和脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到机组运行成本变化量。
在其中一种实施例中，通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
在其中一种实施例中，通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，b为机组供电煤耗，ηb为锅炉效率，q3为气体未完全燃烧热损失，q4为固体未完全燃烧热损失，CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，C为当前开度下的飞灰含碳量，/>为性能试验中飞灰平均含碳量。
在其中一种实施例中，通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，/>为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量。
在其中一种实施例中，通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，Pr为脱硝还原剂单价。
本发明实施例还提供一种二次风门开度寻优系统，包括：
测量单元，用于测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
机组运行成本变化量确定单元，用于根据锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
二次风门开度确定单元，用于从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
在其中一种实施例中，机组运行成本变化量确定单元具体用于：
获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
输入过热减温水流量、再热减温水流量、过热减温水流量折算系数和再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
输入炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
输入脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、第一供电煤耗变化量、第二供电煤耗变化量和脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到机组运行成本变化量。
在其中一种实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
在其中一种实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，b为机组供电煤耗，ηb为锅炉效率，q3为气体未完全燃烧热损失，q4为固体未完全燃烧热损失，CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，C为当前开度下的飞灰含碳量，/>为性能试验中飞灰平均含碳量。
在其中一种实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，/>为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量。
在其中一种实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，Pr为脱硝还原剂单价。
本发明实施例的二次风门开度寻优方法及系统，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量，以按照经济性最优的原则确定锅炉各层二次风门的最佳开度，获得机组最经济的运行方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中二次风门开度寻优方法的流程图；
图2是本发明实施例中二次风门开度寻优系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
鉴于目前无法确定二次风门的最佳开度，也无法保证机组运行经济性，本发明实施例提供一种二次风门开度寻优方法及系统，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量，以按照经济性最优的原则确定锅炉各层二次风门的最佳开度，获得机组最经济的运行方式。以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例中二次风门开度寻优方法的流程图。如图1所示，二次风门开度寻优方法可以包括：
步骤101：测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
步骤102：根据锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
步骤103：从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
实施例中，步骤102具体包括：
步骤201：获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
步骤202：输入过热减温水流量、再热减温水流量、过热减温水流量折算系数和再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
步骤203：输入炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
步骤204：输入脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
步骤205：输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、第一供电煤耗变化量、第二供电煤耗变化量和脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到机组运行成本变化量。
步骤202中，可以通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
具体实施时，过热减温水流量折算系数k1和再热减温水流量折算系数k2可由汽轮机性能试验给出，或根据汽轮机厂家提供的热平衡图计算确定。如果过热减温水流量对应的过热汽温或再热减温水流量对应的再热汽温与设计值存在偏差，或者过热器(或再热器)系统设置了不只一级减温水，则需要对减温水流量进行修正计算，将第一供电煤耗变化量模型中的过热减温水流量m1替换为过热减温水总流量的修正量∑m，再热减温水流量m2替换为再热减温水总流量的修正量∑m′。
以过热减温水总流量的修正量∑m为例，可以通过如下步骤得到过热减温水总流量的修正量∑m：
步骤301：创建末级减温水流量修正模型、非末级减温水流量修正模型和减温水总流量修正模型。
步骤302：输入末级减温水流量、末级过热器出口蒸汽的预设温度、末级过热器出口蒸汽的实际温度和出口蒸汽温度折算系数至末级减温水流量修正模型中，得到末级减温水流量的修正量。
步骤303：输入末级减温水流量、每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一非末级减温水流量折算系数至非末级减温水流量修正模型中，得到每一非末级减温水流量的修正量。
步骤304：输入末级减温水流量、末级减温水流量的修正量和每一非末级减温水流量的修正量至减温水总流量修正模型中，得到过热减温水总流量的修正量。
步骤302中，可以通过如下末级减温水流量修正模型得到末级减温水流量的修正量：
其中，Δm为末级减温水流量的修正量，单位为t/h；kt为出口蒸汽温度折算系数，t2n+1为末级过热器出口蒸汽的实际温度，即末级过热器出口蒸汽温度的在线测点示数，单位为℃；为末级过热器出口蒸汽的预设温度，可从锅炉的设计资料中获得，单位为℃；t2n-1为末级减温水减温前的蒸汽温度，单位为℃；t2n为末级减温水减温后的蒸汽温度，单位为℃；mn为末级减温水流量，单位为t/h。
通过如下的出口蒸汽温度折算系数模型得到出口蒸汽温度折算系数：
其中，cp(pn+1,t2n+1)为末级过热器出口蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg-1·℃，cp(pn,t2n)为末级减温水减温后(末级过热器入口)的蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg-1·℃。pn+1为末级过热器出口蒸汽的压力，pn为末级过热器入口蒸汽的压力。可以根据末级过热器出口蒸汽的压力pn+1和末级过热器出口蒸汽的实际温度t2n+1，查水蒸气热力性质图表获得cp(pn+1,t2n+1)，也可以根据末级过热器入口蒸汽的压力pn和末级减温水减温后的蒸汽温度t2n，查水蒸气热力性质图表获得cp(pn,t2n)。
步骤303中，可以通过如下非末级减温水流量修正模型得到每一非末级减温水流量的修正量：
其中，mx′为每一非末级减温水流量的修正量，单位为t/h；k′x为每一非末级减温水流量折算系数，t2x-1为x级减温水减温前的蒸汽温度，单位为℃；t2x为x级减温水减温后的蒸汽温度，单位为℃；t2n-1为末级减温水减温前的蒸汽温度，单位为℃；t2n为末级减温水减温后的蒸汽温度，单位为℃；mn为末级减温水流量，单位为t/h。
通过如下的非末级减温水流量折算系数模型得到非末级减温水流量折算系数：
其中，cp(px,t2x)为x级过热器入口(x级减温水减温后)蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg-1·℃；cp(pn,t2n-1)为末级减温水减温前的蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg-1·℃；px为x级过热器入口蒸汽的压力，pn为末级过热器入口蒸汽的压力。可以根据x级过热器入口蒸汽的压力px和x级减温水减温后的蒸汽温度t2x，查水蒸气热力性质图表获得cp(px,t2x)，也可以根据末级过热器入口蒸汽的压力pn和末级减温水减温前的蒸汽温度t2n-1，查水蒸气热力性质图表获得cp(pn,t2n-1)。
通过上述模型得到末级减温水流量、末级减温水流量的修正量和每一非末级减温水流量的修正量，再将它们输入如下减温水总流量修正模型中，得到减温水总流量的修正量：
其中，∑m为过热减温水总流量的修正量，为每一非末级减温水流量的修正量的和，mn为末级减温水流量，Δm为末级减温水流量的修正量。
步骤203中，可以通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，单位为g/kWh；b为机组供电煤耗，单位为g/kWh；ηb为锅炉效率，单位为％；q3为气体未完全燃烧热损失，单位为％；q4为固体未完全燃烧热损失，单位为％。机组供电煤耗b，锅炉效率ηb，气体未完全燃烧热损失q3和固体未完全燃烧热损失q4均可以通过机组性能试验确定。CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，单位为mg/m3；为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，单位为mg/m3；C为当前开度下的飞灰含碳量，单位为％；/>为性能试验中飞灰平均含碳量，单位为％。
步骤204中，可以通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，单位为g/kWh；(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，单位为mg/m3；为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，单位为mg/m3；/>为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，单位为mg/m3；r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量，单位为g/kWh。其中，设定氧量可以采用6％氧量。
步骤205中，可以通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，单位为元/克；Pr为脱硝还原剂单价，单位为元/克。
具体实施时，可以通过如下步骤确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
1、通过机组性能试验获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量等基础参数。
2、按照燃烧器制造厂家或调试单位推荐的初始锅炉二次风门的开度，设置锅炉各层二次风门的预设开度，测量锅炉各层二次风门在该预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，进而确定锅炉各层二次风门在该预设开度下的机组运行成本变化量。
3、在初始锅炉第u层二次风门的开度附近设置锅炉第u层二次风门的预设开度，测量锅炉第u层二次风门在该预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，进而确定锅炉第u层二次风门在该预设开度下的机组运行成本变化量；其中，锅炉第u层二次风门可以为锅炉其中一层二次风门。
4、重复步骤3，确定锅炉第u层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；然后从锅炉第u层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉第u层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉第u层二次风门的开度。
5、重复步骤3至步骤4，直至确定锅炉每一层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉每一层二次风门的开度。
6、改变机组负荷，重复步骤1至步骤5，确定不同机组负荷下的锅炉每一层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉每一层二次风门的开度。
其中，机组负荷可以为燃煤发电机组的发电功率，或燃煤发电机组对应的锅炉过热蒸汽流量。例如，执行步骤6时，可以改变燃煤发电机组的发电功率，确定不同发电功率下的锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。另外，当入炉煤种发生较大变化时，也可以改变入炉煤种，重复上述步骤1至步骤6，获得不同入炉煤种、不同机组负荷下的锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种二次风门开度寻优系统，由于该系统解决问题的原理与二次风门开度寻优方法相似，因此该系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图2是本发明实施例中二次风门开度寻优系统的结构框图。如图2所示，二次风门开度寻优系统包括：
测量单元，用于测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
机组运行成本变化量确定单元，用于根据锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
二次风门开度确定单元，用于从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
实施例中，机组运行成本变化量确定单元具体用于：
获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
输入过热减温水流量、再热减温水流量、过热减温水流量折算系数和再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
输入炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
输入脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、第一供电煤耗变化量、第二供电煤耗变化量和脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到机组运行成本变化量。
实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，b为机组供电煤耗，ηb为锅炉效率，q3为气体未完全燃烧热损失，q4为固体未完全燃烧热损失，CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，C为当前开度下的飞灰含碳量，/>为性能试验中飞灰平均含碳量。
实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，/>为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量。
实施例中，成本变化量确定单元具体用于：
通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，Pr为脱硝还原剂单价。
综上，本发明实施例的二次风门开度寻优方法及系统，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量，以按照经济性最优的原则确定锅炉各层二次风门的最佳开度，获得机组最经济的运行方式。本发明实施例还可以将减温水流量折算为第一供电煤耗变化量，将炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度和飞灰含碳量折算为第二供电煤耗变化量，将脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值折算为脱硝还原剂变化量，选取机组运行成本变化量最小的二次风门开度为最佳开度，在相同入炉煤种下确定不同机组负荷下的锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二次风门开度寻优方法，其特征在于，包括：
测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
根据所述锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度；
所述确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量，具体包括：
获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
输入所述过热减温水流量、所述再热减温水流量、所述过热减温水流量折算系数和所述再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
输入所述炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、所述飞灰含碳量、所述机组供电煤耗、所述锅炉效率、所述气体未完全燃烧热损失、所述固体未完全燃烧热损失、所述性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和所述性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
输入所述脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、所述上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、所述上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和所述单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、所述第一供电煤耗变化量、所述第二供电煤耗变化量和所述脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到所述机组运行成本变化量。
2.根据权利要求1所述的二次风门开度寻优方法，其特征在于，通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
3.根据权利要求1所述的二次风门开度寻优方法，其特征在于，通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，b为机组供电煤耗，ηb为锅炉效率，q3为气体未完全燃烧热损失，q4为固体未完全燃烧热损失，CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，C为当前开度下的飞灰含碳量，/>为性能试验中飞灰平均含碳量。
4.根据权利要求1所述的二次风门开度寻优方法，其特征在于，通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量。
5.根据权利要求1所述的二次风门开度寻优方法，其特征在于，通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，Pr为脱硝还原剂单价。
6.一种二次风门开度寻优系统，其特征在于，包括：
测量单元，用于测量锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值；
机组运行成本变化量确定单元，用于根据所述锅炉各层二次风门在每个预设开度下的过热减温水流量、再热减温水流量、炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、飞灰含碳量和脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，确定锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量；
二次风门开度确定单元，用于从锅炉各层二次风门在每个预设开度下的机组运行成本变化量中，确定锅炉各层二次风门的最小机组运行成本变化量所对应的锅炉各层二次风门的开度；
所述机组运行成本变化量确定单元具体用于：
获得过热减温水流量折算系数、再热减温水流量折算系数、机组供电煤耗、锅炉效率、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度、性能试验中飞灰平均含碳量、上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量；
输入所述过热减温水流量、所述再热减温水流量、所述过热减温水流量折算系数和所述再热减温水流量折算系数至预先创建的第一供电煤耗变化量模型中，得到第一供电煤耗变化量；
输入所述炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度、所述飞灰含碳量、所述机组供电煤耗、所述锅炉效率、所述气体未完全燃烧热损失、所述固体未完全燃烧热损失、所述性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度和所述性能试验中飞灰平均含碳量至预先创建的第二供电煤耗变化量模型中，得到第二供电煤耗变化量；
输入所述脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值、所述上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值、所述上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值和所述单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量至预先创建的脱硝还原剂变化量模型中，得到脱硝还原剂变化量；
输入入炉煤标单价、脱硝还原剂单价、所述第一供电煤耗变化量、所述第二供电煤耗变化量和所述脱硝还原剂变化量至预先创建的机组运行成本变化量模型中，得到所述机组运行成本变化量。
7.根据权利要求6所述的二次风门开度寻优系统，其特征在于，所述成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第一供电煤耗变化量模型得到第一供电煤耗变化量：
Δbm＝k1·m1+k2·m2，
其中，Δbm为第一供电煤耗变化量，k1为过热减温水流量折算系数，m1为当前开度下的过热减温水流量，k2为再热减温水流量折算系数，m2为当前开度下的再热减温水流量。
8.根据权利要求6所述的二次风门开度寻优系统，其特征在于，所述成本变化量确定单元具体用于：
通过如下第二供电煤耗变化量模型得到第二供电煤耗变化量：
其中，Δbu为第二供电煤耗变化量，b为机组供电煤耗，ηb为锅炉效率，q3为气体未完全燃烧热损失，q4为固体未完全燃烧热损失，CO为当前开度下的炉膛出口烟气中一氧化碳的浓度，为性能试验中炉膛出口烟气中一氧化碳的平均浓度，C为当前开度下的飞灰含碳量，/>为性能试验中飞灰平均含碳量。
9.根据权利要求6所述的二次风门开度寻优系统，其特征在于，所述成本变化量确定单元具体用于：
通过如下脱硝还原剂变化量模型得到脱硝还原剂变化量：
其中，Δr为脱硝还原剂变化量，(NOx)i为当前开度下的脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的值，为上一年度脱硝入口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，为上一年度脱硝出口烟气中NOx浓度折算至设定氧量下的平均值，r为单位发电量对应的脱硝还原剂消耗量。
10.根据权利要求6所述的二次风门开度寻优系统，其特征在于，所述成本变化量确定单元具体用于：
通过如下机组运行成本变化量模型得到机组运行成本变化量：
Δc＝(Δbm+Δbu)·Pb+Δr·Pr，
其中，Δc为机组运行成本变化量，Δbm为第一供电煤耗变化量，Δbu为第二供电煤耗变化量，Δr为脱硝还原剂变化量，Pb为入炉煤标单价，Pr为脱硝还原剂单价。
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