CN109655489A - 一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置，所述方法及装置获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据，并利用燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据来计算燃煤机组的标煤耗。由此可见，本申请提供了一种全新的以燃煤机组所燃烧空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据为基础的标煤耗计量方案，无需燃煤机组的平均低位热值，相对应地，对煤样代表性要求也不高，从而本申请方案有效克服了现有技术中因煤样代表性差进而导致标煤耗计量准确度差的技术瓶颈，可实现较为准确地对标煤耗进行计量。

Description

一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置

技术领域

本发明属于能源设备的参数计量与监测技术领域，尤其涉及一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置。

背景技术

发、供电标准煤耗率(简称标煤耗)是指每发、供出单位电能所耗用的标准煤量，其能够综合反映燃煤电厂的能源消耗水平，是评价燃煤电厂营运水平的重要技术经济指标，也是进行节能评价及成本核算的重要依据。因此,准确计量标煤耗是燃煤发电厂生产经营管理的核心内容，至关重要。

目前，计量标煤耗的方式主要有两种，第一种是基于反平衡法的计量方式，该方式通过机组性能试验获取标煤耗，然而，机组性能试验的实施需严格按照相关技术标准进行，实现过程较为复杂，对测试仪器及人员的要求也较高，一般需由专业技术单位实施，且试验结果也仅能体现机组在试验工况稳定运行情况下的标煤耗，与进行成本核算的机组统计期内的累计标煤耗值存在一定差异。

在实际的标煤耗计量中，多采用第二种计量方式，也即基于正平衡法的计量方式，该方式中，燃煤电厂标煤耗均以入炉煤计量煤量和入炉煤机械取样分析的低位发热量为基础，按正平衡计算标煤耗，其中，正平衡标煤耗的计算涉及电量、煤量及其对应的平均热值等基础指标的计量、化验分析，各基础指标的准确性决定了标煤耗的计量准确度。然而，长期以来，国内燃煤电厂标煤耗统计普遍存在数据波动大、准确性差等问题，造成这个现象的主要原因就是用以分析平均热值(平均低位热值)的煤样代表性差。从而，煤样代表性差进而导致标煤耗计量准确度差，成为燃煤电厂标煤耗准确统计面临的一个技术瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置，以突破现有技术所面临的技术瓶颈，实现较为准确地对标煤耗进行计量。

为此，本发明公开如下技术方案：

一种燃煤机组标准煤耗的计量方法，包括：

获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据；

基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

上述方法，优选的，所述获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据，包括：

获取理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}；所述理论干空气发热量Q_a，d表示煤完全燃烧时消耗每一单位体积的干空气所产生的热量；

和/或，

获取理论干烟气发热量Q_f，g，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}；所述理论干烟气发热量Q_fg，d表示煤完全燃烧时产生每一单位体积的干烟气所产生的热量。

上述方法，优选的，所述基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用所述理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

和/或，

利用所述理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，f，g，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

上述方法，优选的，所述利用所述理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用计算式Q_rm＝Q_a，d.×q_{v，a，d.th，cr}计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

Va_，d，th＝0.0888w_C，ar+0.0333w_S，ar+0.265w_H，ar-0.0334w_O，ar；

Q_net，ar表示燃煤收到基低位发热量；w_C，ar、w_S，ar、w_H，ar、w_O，ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氢、氧的质量分数；V_a，d，th表示理论干空气量；q_v，a，t表示所述预定时段内进入锅炉总风量；a_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_a表示所述预定时段锅炉燃烧风平均绝对湿度；K_a表示修正系数。

上述方法，优选的，所述利用所述理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用计算式Q_rm＝Q_fg，d×q_{v，fg，d，th，cr}计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

V_fg，dth＝0.018658w_C，ar+0.006989w_S，ar+0.79V_a，dth-0.008w_N，ar；

Q_net，ar表示燃煤收到基低位发热量；V_fg，d，th表示理论干烟气量；W_C，ar、W_S，ar、w_N，ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氮的质量分数；V_a，d，th表示理论干空气量；q_v，fg，st表示所述预定时段内锅炉出口总烟气量；α_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_fg表示所述预定时段锅炉燃烧风、烟气平均绝对湿度；K_fg表示修正系数。

上述方法，优选的，所述基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量，包括：

利用锅炉燃料效率的定义所对应的燃煤锅炉输入热量计算公式，基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

所述基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗，包括：

利用发、供电标煤耗的定义所对应的标煤耗计算公式，基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

上述方法，优选的，还包括：

基于所述锅炉输入热量，计算所述预定时段内的入炉煤平均低位热值。

一种燃煤机组标准煤耗的计量装置，包括：

获取单元，用于获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据；

第一计算单元，用于基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

第二计算单元，用于基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

第三计算单元，用于基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

上述装置，优选的，所述获取单元，具体用于：

获取理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}；所述理论干空气发热量Q_a，d表示煤完全燃烧时消耗每一单位体积的干空气所产生的热量；和/或，获取理论干烟气发热量q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}；理论干烟气发热量Q_fg，d表示煤完全燃烧时产生每一单位体积的干烟气所产生的热量。

相对应地，所述第一计算单元，具体用于：

利用所述理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；和/或，利用所述理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

上述装置，优选的，所述第二计算单元，具体用于：

利用锅炉燃料效率的定义所对应的燃煤锅炉输入热量计算公式，基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

所述第三计算单元，具体用于：

利用发、供电标煤耗的定义所对应的标煤耗计算公式，基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

根据以上方案可知，本申请公开的燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置，获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据，并利用燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据来计算燃煤机组的标煤耗。由此可见，本申请提供了一种全新的以燃煤机组所燃烧空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据为基础的标煤耗计量方案，无需燃煤机组的平均低位热值，相对应地，对煤样代表性要求也不高，从而本申请方案有效克服了现有技术中因煤样代表性差进而导致标煤耗计量准确度差的技术瓶颈，可实现较为准确地对标煤耗进行计量。

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，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的燃煤机组标准煤耗的计量方法的一种流程示意图；

图2是本申请实施例二提供的燃煤机组标准煤耗的计量方法的另一种流程示意图；

图3是本申请实施例三提供的燃煤机组标准煤耗的计量装置的一种结构示意图；

图4是本申请实施例三提供的燃煤机组标准煤耗的计量装置的另一种结构示意图。

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。

为了突破现有技术所面临的技术瓶颈，实现较为准确地对标煤耗进行计量，本申请提供了一种燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置，该方法及装置可以应用于燃煤电厂的标煤耗计算中，或者还可以应用于入炉煤发热量软测量计算、机组能耗实时在线监测等多个方面，本申请方案将对燃煤电厂成本核算、节能管理、配煤掺烧及运行优化等产生积极的影响。以下将通过具体实施例对本申请的燃煤机组标准煤耗的计量方法及装置进行详细说明。

实施例一

参考图1，是本申请实施例一提供的燃煤机组标准煤耗的计量方法的流程示意图，如图1所示，本实施例中所述燃煤机组标准煤耗的计量方法包括以下步骤：

步骤101、获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据。

按照传统的锅炉燃烧计算方法，煤在锅炉内燃烧所产生的热量等于燃煤平均低位热值与燃尽煤量的乘积，具体如下述的公式(1)：

在该式(1)中：

Q_rm表示统计期内锅炉燃烧产生的热量，单位：kJ；

表示统计期内入炉煤平均低位热值(收到基)，单位：kJ/kg；

B_rj表示统计期内入炉煤燃尽煤量，单位：kg。

上述的传统计算方式以煤侧数据为基础计算燃煤机组的锅炉燃烧热量。发明人经研究发现，煤在锅炉内燃烧产生热量实质是煤和空气(氧)化学反应的结果，燃烧热量既与煤相关也与所耗的空气(氧)及产生的烟气关联，基于该特点，本申请提出以燃煤机组燃烧所耗费空气的空气(氧)数据和/或所产生烟气的烟气数据为基础来计算锅炉燃烧热量。

鉴于此，本步骤101中，可获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据，并可以采用所获得的所述空气数据和/或所述烟气数据来作为计算燃煤机组的锅炉燃烧热量的基础数据。

所述预定时段，具体地可以是对燃煤机组进行标煤耗计算所采用的统计期，接下来，本申请将以所述预定时段为对燃煤机组进行标煤耗计算所采用的统计期为例对本申请的方法进行说明。

对应于上述的以燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据为基础来计算锅炉燃烧热量的技术思路，本申请首先定义“理论干空气发热量”以及“理论干烟气发热量”的概念。其中，具体定义所述“理论干空气发热量”为：煤完全燃烧时，消耗每一单位体积的干空气(Nm³)所产生的热量，即：

V_a，d，th＝0.0888w_C，ar+0.0333w_S，ar+0.265w_H，ar-0.0334w_O，ar (3)

在以上的式(2)、(3)中：

Q_a，d表示理论干空气发热量，单位：kJ/Nm³；

Q_net，ar表示燃煤收到基低位发热量，单位：kJ/kg；

V_a，d，th表示理论干空气量，单位：Nm³/kg；

W_C，ar、W_S，ar、W_H，ar、w_O，ar分别为燃煤(收到基)碳、硫、氢、氧的质量分数，具体以％形式表示。

同理，定义“理论干烟气发热量”为：煤完全燃烧时，产生每一单位体积(Nm³)的干烟气所产生的热量，即：

v_fg，d，th＝0.018658w_C，ar+0.006989w_S，ar+0.79V_a，d，th-0.008w_N，ar (5)

在上述的式(4)、(5)中：

Q_fg，d表示理论干烟气发热量，单位：kJ/Nm³；

Q_net，ar表示燃煤收到基低位发热量，单位：kJ/kg；

V_fg，d，th表示理论干烟气量，单位Nm³/kg；

w_N，ar表示燃煤(收到基)氮的质量分数，具体以％形式表示。

发明人按照上述公式计算了数百个煤样的理论干空气发热量(Q_a，d)和理论干烟气发热量(Q_fg，d)，发现它们具有很强的稳定性，特别是煤中氧含量及碳与氢比值变化不大的煤样，虽然其收到基低位发热量波动达到30％，但Q_a，d和Q_fg，d的相对变化不超过1％。这一特性，是本申请计算标煤耗方法的关键依据之一。

然而，煤在锅炉内实际燃烧时，一般不可能完全燃烧，灰渣中往往存在一些未燃尽的碳，基于该特征，本申请进一步定义“实际理论干空气发热量”为：煤实际燃烧时，消耗每一单位体积(Nm³)的干空气所产生的热量，同理，定义“实际理论干烟气发热量”为：煤实际燃烧时，产生每一单位体积(Nm3)的干烟气所产生的热量，所定义的“实际理论干空气发热量”及“实际理论干烟气发热量”可分别表示为：

在上述的式(6)、(7)中：

Q_a，d，cr表示实际理论干空气发热量，单位：kJ/Nm³；

Q_fg，d，cr表示实际理论干烟气发热量，单位：kJ/Nm³；

Q_{net，ar，cr}表示扣减未燃尽碳热值后的基低位发热量，单位：kJ/kg；

V_{a，d，th，cr}表示以实际燃烧的碳计算的理论干空气量，单位：Nm³/kg；

v_{fg，d，th，cr}表示以实际燃烧的碳计算的理论干烟气量，单位：Nm³/kg；

发明人通过对比数百个煤样的理论干空气(干烟气)发热量和实际理论干空气(干烟气)发热量计算结果，发现理论干空气发热量与实际理论干空气发热量，以及理论干烟气发热量和实际理论干烟气发热量十分接近，它们之间的相对偏差不超过1‰，从而，可用理论干空气发热量值代替实际理论干空气发热量值，相对应地，可用理论干烟气发热量值代替实际理论干烟气发热量值，这是本申请的计算标煤耗方法的关键依据之二。

鉴于此，本步骤中，所获得的用于作为计算锅炉燃烧热量的数据基础的所述空气数据，具体可以包括理论干空气发热量以及所述统计期内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量，相对应地，所述烟气数据具体可以包括理论干烟气发热量以及所述统计期内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量。

步骤102、基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

在获取统计期内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据的基础上，可基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述统计期内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

具体地，可利用所述理论干空气发热量以及所述统计期内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量，计算统计期内燃煤机组的锅炉燃烧热量；和/或，可利用所述理论干烟气发热量以及所述统计期内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量，计算统计期内燃煤机组的锅炉燃烧热量。其中，以燃烧所耗空气的空气数据或燃烧所产生烟气的烟气数据为基础计算锅炉燃烧热量所采用的计算式具体如下：

Q_rm＝Q_a，d，cr×q_{v，a，d，th，cr}≈Q_a，d.×q_{v，a，d，th，cr} (8)

Q_rm＝Q_fg，d，cr×q_{v，f，g，d，th，cr}≈Q_f，g，d.×q_{v，fg，d，th，c}r (9)

在上述的式(8)、(9)中：

q_{v，a，d，th，cr}表示统计期内实际燃烧所耗的理论干空气量，单位：Nm3；

q_{v，fg，d，th，cr}表示统计期内实际燃烧所产生的理论干烟气量，单位：Nm3。

本申请方法的关键在于如何准确获取统计期内实际燃烧所耗的理论干空气量或所产生的理论干烟气量的数值，具体地，本实施例中，发明人提出，按照如下的公式(10)、(11)来分别计算统计期内实际燃烧所耗的理论干空气量或所产生的理论干烟气量：

在上述的式(10)、(11)中：

q_v，a，st表示统计期内进入锅炉总风量，单位：Nm³；

q_v，fg，st表示统计期内锅炉出口总烟气量，单位：Nm³；

α_cr表示统计期锅炉燃烧平均过剩空气系数；

d_a、d_fg分别表示统计期内锅炉燃烧风、烟气平均绝对湿度，单位：g/kg；

K_a、K_fg均为修正系数。

基于以上计算式，通过测量锅炉燃烧风量、烟气量、过剩空气系数、湿度等参数，即可计算出统计期内实际燃烧所耗的理论干空气量或者所产生的理论干烟气量。实际应用中，由于测量误差，具体需通过机组反平衡法的热力试验结果来标定修正系数(K_a、K_fg)。如果测试方法及器材符合要求，则其修正系数极为稳定，这是本申请的计算标煤耗方法的关键依据之三。

步骤103、基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量。

按照锅炉燃料效率的定义，燃煤锅炉输入热量计算如下：

在上述的式(12)、(13)中：

Q_in表示统计期内锅炉输入热量，单位：kJ；

B表示统计期内入炉煤量，单位：kg；

Q₄表示统计期内固体未完全燃烧损失热量，单位：kJ；

表示统计期内入炉煤收到基平均灰分，以％形式表示；

w_s、w_as分别表示炉渣、飞灰占煤总灰量的质量百分数，采用％形式表示；

w_c，s、w_c，as分别表示炉渣、飞灰中可燃物的质量百分数，采用％形式表示。

基于上述的燃煤锅炉输入热量计算式(12)，可知，具体可利用统计期内的锅炉燃烧热量来计算统计期内的锅炉输入热量。其中，在以燃烧所耗空气的空气数据或所产生烟气的烟气数据为基础来计算燃烧热量的基础上，锅炉输入热量则具体可按如下方式计算：

该式(14)、(15)中各字符所表示的含义具体可参考上文所述。

步骤104、基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

按照发、供电标煤耗的定义，标煤耗的计算公式如下：

在上述的式(16)、(17)中：

b_f、b_g分别表示发、供电标煤耗，单位：g/kW.h；

W_f、W_g分别表示统计期内机组的发、供电量，单位：kW.h。

将式(14)、(15)带入式(16)即可得到以燃烧所耗费空气的空气数据或所产生烟气的烟气数据为基础的燃煤机组发电标煤耗计算公式，相对应地，将式(14)、(15)带入式(17)即可得到以燃烧所耗费空气的空气数据或所产生烟气的烟气数据为基础的燃煤机组供电标煤耗计算公式。

以供电标煤耗的计算为例，在将式(14)、(15)带入式(17)后可得到以下的供电标煤耗计算公式：

公式(18)、(19)表明：

1)基于本申请方案，计算标煤耗无需平均低位热值，从而对煤样代表性要求不高；

2)对于大型电站燃煤锅炉，固体未完全燃烧损失热量(Q₄)一般小于输入热量(Q_in)的2％，因而入炉煤量(B)和入炉煤收到基平均灰分(w_as，ar)对供电标煤耗计算敏感性大幅度下降，即B或w_as，ar偏差达10％时，供电标煤耗偏差不超过0.2％；

3)理论干空气发热量(Q_a，d)和理论干烟气发热量(Q_a，d)具有很强的稳定性，煤质变化对其影响不大，也可以根据统计期内煤质分析结果进一步修正。

需要说明的是，在实际应用中，可以以燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据为基础来计算燃煤机组的标煤耗(称为空气热值法)，或者，还可以以燃煤机组实际燃烧所产生烟气的烟气数据为基础来计算燃煤机组的标煤耗(称为烟气热值法)，或者，还可以同时以上述的空气数据及烟气数据这两种数据为基础并分别采用上述的空气热值法及烟气热值法来计算燃煤机组的标煤耗，本实施例对所采用的计算方式不作具体限定。

根据以上方案可知，本实施例公开的燃煤机组标准煤耗的计量方法，获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据，并利用燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据来计算燃煤机组的标煤耗。由此可见，本实施例提供了一种全新的以燃煤机组所燃烧空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据为基础的标煤耗计量方案，无需燃煤机组的平均低位热值，相对应地，对煤样代表性要求也不高，从而本申请方案有效克服了现有技术中因煤样代表性差进而导致标煤耗计量准确度差的技术瓶颈，可实现较为准确地对标煤耗进行计量。

实施例二

参考图2，为本申请实施例二提供的燃煤机组标准煤耗的计量方法的流程示意图，本实施例中，所述方法还可以包括：

步骤105、基于所述锅炉输入热量，计算所述预定时段内的入炉煤平均低位热值。

具体地，在计算出统计期内锅炉输入热量(Q_in)后，如果入炉煤量计量准确，则还可以利用上文的公式(12)，推算统计期内入炉煤平均低位热值

本实施例提供了分析统计期内入炉煤平均低位热值的另一种可行的实现方式，实际应用中，当存在获取统计期内入炉煤平均低位热值的需求时，可按本实施例的方式来首先基于统计期内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据和/或所产生烟气的烟气数据，计算燃煤机组的锅炉燃烧热量，并利用所述锅炉燃烧热量计算统计期内燃煤机组的锅炉输入热量，进而基于上述的公式(12)，利用统计期内燃煤机组的锅炉输入热量来计算统计期内入炉煤平均低位热值该步骤105具体可基于实际需求在步骤103与104之间执行，或者还可以与步骤104同时执行，或者还可以在步骤104之后执行(图2中仅示出了在步骤104之后执行的情况)，本实施例对此不作限定。

接下来，发明人根据某燃煤电厂600MW机组性能试验及风机性能试验期间的测试数据，按照本申请所提供的上述空气热值法进行了标煤耗计算，并将空气热值法的计算结果与该试验(反平衡法)的结果进行了比较，两种方法的标煤耗计算结果的比对数据详见以下的表1：

表1

根据上述表1的数据可知，按照本申请所提供的上述空气热值法计算得到的供电标煤耗值与煤耗查定试验测定值比较接近，最大偏差2.06个百分点。其中，从技术改进方面着手进一步提高锅炉进口空气流量和出口烟气氧量的测试准确性，本申请方法得到的供电标煤耗值会更加接近真实值。另外，基于本申请方法，如果入炉煤量计量准确，按照公式(12)计算出的平均低位热值也很接近化验分析值。

需要说明的是，由于煤样代表性差，传统的正平衡法标煤耗计算普遍存在准确性差、数据波动大等问题。本申请所提供的标煤耗计量方法是以燃烧空气(烟气量)为基础，无需入炉煤热值，入炉煤量及灰分等参数的偏差对计算结果影响也较小，较好地解决了该问题。且具体地，采用本申请方法在计算燃煤机组的标煤耗时，其准确性取决于空气(烟气)流量、空气(烟气)湿度、出口烟气氧量等参数的测试精度，按目前的技术水平，这些参数的准确测试是可以实现的，没有技术瓶颈，从而基于本申请方案，可实现较为准确地对标煤耗进行计量。

实施例三

对应于上述的燃煤机组标准煤耗的计量方法，本申请还提供了一种燃煤机组标准煤耗的计量装置，参考图3，该计量装置可以包括：

获取单元301，用于获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据；

第一计算单元302，用于基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

第二计算单元303，用于基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

第三计算单元304，用于基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

在本申请实施例的一实施方式中，所述获取单元201，具体用于：

获取理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}；所述理论干空气发热量Q_a，d表示煤完全燃烧时消耗每一单位体积的干空气所产生的热量；

和/或，

获取理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}；理论干烟气发热量Q_fg，d表示煤完全燃烧时产生每一单位体积的干烟气所产生的热量。

在本申请实施例的一实施方式中，所述第一计算单元202，具体用于：

利用所述理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

和/或，

利用所述理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

在本申请实施例的一实施方式中，所述第一计算单元202，利用所述理论干空气发热量Q_a，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_{v，a，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，具体包括：

利用计算式Q_rm＝Qa，d，×q_{v，a，d，th，cr}计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

V_a，d，th＝0.0888w_C，ar+0.333w_S，ar-0.0334w_O，ar；

Q_bet，ar表示燃煤收到基低位发热量；w_C，ar、W_S，ar、w_H，ar、w_O，ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氢、氧的质量分数；V_a，d，th表示理论干空气量；q_v，a，st表示所述预定时段内进入锅炉总风量；α_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_a表示所述预定时段锅炉燃烧风平均绝对湿度；K_a表示修正系数。

在本申请实施例的一实施方式中，所述第一计算单元202，利用所述理论干烟气发热量Q_fg，d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v，fg，d，th，cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，具体包括：

利用计算式Q_rm＝Q_fg，d×q_{v，fg，d，th，cr}计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

V_fg，d，th＝0.018658w_C，ar+0.006989w_S，ar+0.79V_a，d，th-0.008w_N，ar；

Q_net，ar表示燃煤收到基低位发热量；V_fg，d，th表示理论干烟气量；w_C，ar、w_S，ar、w_N，ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氮的质量分数；V_a，d，th表示理论干空气量；q_v，fg，st表示所述预定时段内锅炉出口总烟气量；α_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_fg表示所述预定时段锅炉燃烧风、烟气平均绝对湿度；K_fg表示修正系数。

在本申请实施例的一实施方式中：

所述第二计算单元203，具体用于：

利用锅炉燃料效率的定义所对应的燃煤锅炉输入热量计算公式，基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

所述第三计算单元204，具体用于：

利用发、供电标煤耗的定义所对应的标煤耗计算公式，基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

在本申请实施例的一实施方式中，参考图4示出的燃煤机组标准煤耗的计量装置的结构示意图，该装置还可以包括：

第四计算单元305，用于基于所述锅炉输入热量，计算所述预定时段内的入炉煤平均低位热值。

对于本发明实施例三公开的燃煤机组标准煤耗的计量装置而言，由于其与实施例一至实施例二公开的燃煤机组标准煤耗的计量方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见实施例一至实施例二中燃煤机组标准煤耗的计量方法部分的说明即可，此处不再详述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

为了描述的方便，描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃煤机组标准煤耗的计量方法，其特征在于，包括：

获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据；

基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据，包括：

获取理论干空气发热量Q_a.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_v.a.d.th.cr；所述理论干空气发热量Q_a.d表示煤完全燃烧时消耗每一单位体积的干空气所产生的热量；

和/或，

获取理论干烟气发热量Q_fg.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_v.fg.d.th.cr；所述理论干烟气发热量Q_fg.d表示煤完全燃烧时产生每一单位体积的干烟气所产生的热量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用所述理论干空气发热量Q_a.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_v.a.d.th.cr，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

和/或，

利用所述理论干烟气发热量Q_f.g.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v.f.g.d.th.cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述理论干空气发热量Q_a.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_v.a.d.th.cr，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用计算式Q_rm＝Q_a.d.×q_v.a.d.th.cr计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

V_a.d.th＝0.0888w_C.ar+0.0333w_S.ar+0.265w_H.ar-0.0334w_O.ar；

Q_net.ar表示燃煤收到基低位发热量；w_C.ar、w_S.ar、w_H.ar、w_O.ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氢、氧的质量分数；V_a.d.th表示理论干空气量；q_wa.st表示所述预定时段内进入锅炉总风量；α_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_a表示所述预定时段锅炉燃烧风平均绝对湿度；K_a表示修正系数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述理论干烟气发热量Q_fg.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v.f.g.d.th.cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量，包括：

利用计算式Q_rm＝Q_fg.d.×q_{v.f.g.d.th.cr}计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量Q_rm，其中：

V_fg.d.th＝0.018658w_C.ar+0.006989w_S.ar+0.79V_a.d.th-0.008w_N.ar；

Q_net.ar表示燃煤收到基低位发热量；V_f.g.d.th表示理论干烟气量；w_C.ar、w_S.ar、w_N.ar分别表示燃煤收到基碳、硫、氮的质量分数；V_a.d.th表示理论干空气量；q_v.f.g.st表示所述预定时段内锅炉出口总烟气量；α_cr表示所述预定时段锅炉燃烧平均过剩空气系数；d_fg表示所述预定时段锅炉燃烧风、烟气平均绝对湿度；K_fg表示修正系数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量，包括：

利用锅炉燃料效率的定义所对应的燃煤锅炉输入热量计算公式，基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

所述基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗，包括：

利用发、供电标煤耗的定义所对应的标煤耗计算公式，基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述锅炉输入热量，计算所述预定时段内的入炉煤平均低位热值。

8.一种燃煤机组标准煤耗的计量装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗费空气的空气数据，和/或所产生烟气的烟气数据；

第一计算单元，用于基于所述空气数据和/或所述烟气数据，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；

第二计算单元，用于基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

第三计算单元，用于基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述获取单元，具体用于：

获取理论干空气发热量Q_a.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_v.a.d.th.cr；所述理论干空气发热量Q_a.d表示煤完全燃烧时消耗每一单位体积的干空气所产生的热量；和/或，获取理论干烟气发热量Q_fg.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v.f.g.d.th.cr}；理论干烟气发热量Q_fg.d表示煤完全燃烧时产生每一单位体积的干烟气所产生的热量；

相对应地，所述第一计算单元，具体用于：

利用所述理论干空气发热量Q_a.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所耗的理论干空气量q_v.a.d.th.cr，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量；和/或，利用所述理论干烟气发热量Q_fg.d以及所述预定时段内燃煤机组实际燃烧所产生的理论干烟气量q_{v.f.g.d.th.cr}，计算预定时段内燃煤机组的锅炉燃烧热量。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述第二计算单元，具体用于：

利用锅炉燃料效率的定义所对应的燃煤锅炉输入热量计算公式，基于所述锅炉燃烧热量，计算所述预定时段内燃煤机组的锅炉输入热量；

所述第三计算单元，具体用于：

利用发、供电标煤耗的定义所对应的标煤耗计算公式，基于所述锅炉输入热量，计算燃煤机组的标煤耗。