CN112508321B - 燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法及系统，包括以下步骤：获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；根据获取的数据，得到酸露点比较系数；当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰；本公开能够对燃用煤质进行有效的可用性评估，有效的避免了煤质稳定性差和着火困难的问题，保证了深度调峰时的机组正常运行。
Description
技术领域
本公开涉及燃煤机组深度调峰技术领域，特别涉及一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
火电机组参与调峰意味着机组更多的在低负荷下运行，此时锅炉内煤粉着火困难，火焰稳定性差，对工况变化的适应能力变差，微小扰动就可能导致燃烧不稳定，甚至炉膛灭火，同时煤质中灰分、硫分、发热量等对于机组低负荷运行都有重要影响。调峰运行对火电机组的灵活性运行、安全稳定运行要求更高，然而我国火电机组燃烧煤质经常偏离设计煤种，实际使用煤种与设计煤种出现偏差，预期的运行参数以及性能指标也会有所偏离，而且目前燃煤电厂煤质多变，火电机组深度调峰运行时供电煤耗升高也会使火电厂在选用煤种时选择经济性更好的煤种，给长期稳定的调峰带来一定的困难。
本公开发明人发现，目前关于火电机组调峰期间燃用煤质是否适用这一方面还缺少研究和应用，机组面临频繁调峰的状况，机组的煤质发生变化前基本上不考虑机组调峰运行或者深度调峰运行下的各类问题，此时运行人员在煤质发生变化后，对于机组的最低运行负荷的确定完全依靠经验判断，无法获得机组在煤质变化后深度运行能力的具体技术数据，从而容易导致使用的燃煤煤质不符合设计标准，无法实现深度调峰时的正常燃烧，从而带来机组停机的风险。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法及系统，能够对燃用煤质进行有效的可用性评估，有效的避免了煤质稳定性差和着火困难的问题，保证了深度调峰时的机组正常运行。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法。
一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，包括以下步骤：
获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
本公开第二方面提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估系统。
一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估系统，包括：
数据获取模块，被配置为：获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
着火特性比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
酸露点比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
磨煤机出口风温的比较系数获取模块，被配置为：当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
燃用煤质判断模块，被配置为：根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，能够对燃用煤质进行有效的可用性评估，有效的避免了煤质稳定性差和着火困难的问题，保证了深度调峰时的机组正常运行。
2、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰，能够实现对燃用煤质的更全面的评估，保证了燃用煤质在深度调峰时的可用性。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如背景技术中所述，随着新能源装机规模持续增长，火电机组调峰运行将更加频繁，机组在煤质变化情况下的运行情况需要更加详细的数据体现出来，方便运行人员及时掌握机组状况以及进行调整。为此，本公开实施例1提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，如图1所示，包括以下步骤：
获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
具体的，包括以下内容：
(1)采集煤质数据与火电机组相关运行参数，煤质数据主要包括低位发热量、收到基水分、空气干燥基挥发份、灰分。
(2)考虑到火电机组深度调峰状态下，煤粉着火困难，火焰稳定性差，有引发炉膛灭火的危险，因此煤质需要保证能够在深度调峰状态下稳定燃烧，需要对煤粉气流的着火热进行评估，比较燃用煤质与设计煤质的对比情况，具体步骤如下：
在线接入机组相关的运行数据，计算着火温度与着火热，着火温度的计算方式如下：
Tzh＝3691.939901-1506.011833*LNV+204.127563*LNV2-767.652785*LNA+354.750481*LNA2-47.447177*LNA3
煤粉的着火热与着火温度(Tzh)密切相关，煤质着火中干燥无灰基挥发份是非常重要的参数，其中，LNV、LNA分别表示空气干燥基挥发份和灰分的自然对数，其中空气干燥基挥发份和灰分的数值，可通过换算得到。
煤粉着火热采用现有的公式近似计算，计算公式为：
Qzh＝(V0αrγ1kC1kA+Cgr(100-Mar)/100+ΔMCq)(Tzh-t)+(Mar/100-ΔM)(4.19(100-t)+2510+Cq(Tzh-100))
其中，V0表示理论空气量，αr表示过量空气系数，γ1k表示一次风份额，C1k表示一次风比热容，A表示由燃料消耗量折算成的燃料量系数，Cgr表示干燥基比热容，Tzh表示着火温度，t表示煤粉与一次风气流的初温，Cq表示过热蒸汽的比热容，ΔM表示每千克原煤在制粉系统中蒸发的水分。
公式中参数的确定方法为：过量空气系数、一次风份额、煤粉与一次风气流的初温、一次风比热容等可通过运行参数直接得到或者通过简单的计算得到；
干燥基比热容是通过计算可燃物比热以及灰渣比热加权得到，理论空气量、燃料量系数通过较为复杂的煤质参数计算得到，着火温度通过经验公式得到。
分析燃用煤质与设计煤质的对比情况时，利用现有的《中国动力煤的着火温度与着火热的分布规律》，着火特性级别如表1所示。
表1：着火级别表
| 着火特性 | 着火温度/℃ | 着火热/kJ/kg |
| 极易着火 | 400-600 | 600-1300 |
| 易着火 | 400-600 | 1300-2000 |
| 相对容易着火 | 600-740 | 900-1300 |
| 难着火 | 740-850 | 1000-1600 |
| 极难着火 | 850-1100 | 1300-2000 |
根据着火级别表，若燃用煤质与设计煤质处于不同的着火特性级别，则燃用煤质不适合深度调峰，若处于同一级别，则根据着火特性的比较系数进行计算，着火特性指标的范围为0.8-1.2。
其中，try为燃用煤质的着火温度，tsj为设计煤质的着火温度，Qry为燃用煤质的着火热，Qsj为设计煤质的着火热。
(3)酸露点比较。由于火电机组在深度调峰状态下运行时，机组处于低负荷，烟气温度较低，极易达到酸露点，损坏尾部受热面，而且低负荷下烟气过量空气系数较高，加剧了SO3的形成，加速了达到酸露点，因此需要对烟气酸露点进行比较。
酸露点的计算公式为：
酸露点比较系数：
其中，tsl,ry为燃用煤质的酸露点，tsl,sj为设计煤质的酸露点。
(4)磨煤机出口风温。由于在低负荷下运行时，单台磨煤机的制粉量减小，风量相对较大，此时容易导致磨煤机出口风温较高，引起煤粉爆燃等问题。
根据DL/T5145-2002《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》中对磨煤机运行最高允许温度范围来进行比较；
当干燥无灰基挥发分Vdaf<40％时：
当Vdaf≥40％时，tM<70。
若燃用煤质对应的磨煤机出口风温超过磨煤机运行最高允许温度，则该煤质不适用于深度调峰运行，若在最高允许温度以内，则设定磨煤机出口风温的比较系数：
其中，tM,ry为燃用煤质对应的磨煤机出口风温，tM,sj为设计煤质对应的磨煤机出口风温。
(5)将酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰，本实施例中，预设阈值设置为1.5。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估系统，包括：
数据获取模块，被配置为：获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
着火特性比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
酸露点比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
磨煤机出口风温的比较系数获取模块，被配置为：当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
燃用煤质判断模块，被配置为：根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
所述系统的工作方法与实施例1提供的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤，所述步骤为：
获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
详细步骤与实施例1提供的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法相同，这里不再赘述。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤，所述步骤为：
获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
详细步骤与实施例1提供的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法相同，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
着火特性比较系数为：燃用煤质的着火温度同燃用煤质的着火热的乘积与设计煤质的着火温度同设计煤质的着火热的乘积的比值；
根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
酸露点比较系数为：燃用煤质的酸露点与设计煤质的酸露点的比值；
当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
磨煤机出口风温的比较系数为：燃用煤质对应的磨煤机出口风温与设计煤质对应的磨煤机出口风温的比值；
根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
2.如权利要求1所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，其特征在于，若燃用煤质与设计煤质处于不同的着火特性等级，则燃用煤质不适合深度调峰。
3.如权利要求1所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，其特征在于，所述着火特性比较系数的范围为0.8-1.2。
4.如权利要求1所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法，其特征在于，当燃用煤质对应的磨煤机出口风温超过磨煤机运行最高允许温度时，则燃用煤质不适用于深度调峰运行。
5.基于如权利要求1-4任一项所述方法的一种燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，被配置为：获取燃用煤质数据与火电机组运行参数数据；
着火特性比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据计算煤质的着火热，确定煤质的着火特性等级，当燃用煤质与设计煤质处于相同的着火特性等级时，得到着火特性比较系数；
酸露点比较系数获取模块，被配置为：根据获取的数据，得到酸露点比较系数；
磨煤机出口风温的比较系数获取模块，被配置为：当燃用煤质对应的磨煤机出口风温小于或等于磨煤机运行最高允许温度时，得到磨煤机出口风温的比较系数；
燃用煤质判断模块，被配置为：根据酸露点比较系数、着火特性比较系数和磨煤机出口风温的比较系数的乘积与预设阈值的对比判断燃用煤质是否适用于深度调峰。
6.一种介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的燃煤机组深度调峰运行时煤种适用性的评估方法中的步骤。
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