CN113869728A - 一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，包括如下步骤：根据设定时间内燃煤机组的入炉煤量、人工化验获得的煤质收到基发热量、激光化验获得的煤质收到基发热量，计算激光检测校正系数；根据原煤仓的尺寸和原煤仓的料位，计算原煤仓的存煤量；根据原煤仓的存煤量和给煤机流量，计算原煤仓的存煤量入炉滞后时间；经滞后时间后，实时获取的发热量数据和燃煤入炉量，根据激光检测校正系数，并结合燃煤机组在线发电量，计算在线瞬时机组发电煤耗和供电煤耗。本发明通过将原煤仓的原煤进行精确量化，实时获得准确的发热量数据，可准确计算在线瞬时机组发电煤耗或供电煤耗，提高了正平衡煤耗数据的准确性，为电厂能耗核算提供了依据。

Description

一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法

技术领域

本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法。

背景技术

截止2020年底，燃煤电厂总装机容量约11亿千瓦。发电煤耗和供电煤耗是考核机组运行性能最主要的指标，根据国家有关规定，燃煤电厂发电煤耗和供电煤耗统一以入炉煤计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，并以此数据上报和考核，反平衡煤耗的结果可以作为分析机组存在的问题提供依据，为改善机组性能提供努力方向。

在正平衡计算中，机组发电量、厂用电量通过在线电量表进行统计，电量仪表精度能达到0.05级。对于入炉煤累计量，则通过给煤机皮带秤统计，给煤机皮带秤精度能达到0.5级。入炉煤低位发热量通过上仓皮带处机械化取样后化验获得，一般电厂上仓皮带机械化取样对应的是多台锅炉，机械化取样装置获得的样品实际为多台锅炉的代表样品，即多台锅炉的入炉煤质化验数据是同一组数据，而且考虑到原煤仓中间环节，例如机组负荷、给煤机出力以及原煤仓存煤量等影响因素，一般上仓煤距离真正入炉可能会间隔4～6小时。燃煤机组入炉煤质化验数据和发电量之间经常形成错配，导致燃煤机组正平衡煤耗数据起伏较大，可靠性较差。

目前，燃煤电厂得到的发电煤耗和供电煤耗数据通常为每个月获得一次数据，该数据无法准确及时反应燃煤机组的真实能耗水平，导致工作人员对于燃煤机组运行状态的判断存在滞后性，不利于实现燃煤机组的精细化管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，用于实时获得机组发电煤耗和供电煤耗，解决现有的正平衡煤耗数据可靠性差的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，包括如下步骤：

S1：根据设定时间内燃煤机组的入炉煤量m_i、煤质收到基发热量Q_jx，i、煤质收到基发热量Q_jg，i，计算激光检测校正系数k，其中煤质收到基发热量Q_jx，i为通过采样后经实验室分析得到的数据，煤质收到基发热量Q_jg，i为通过激光化验得到的数据；

S2：根据原煤仓的尺寸和原煤仓的料位，计算原煤仓的存煤量m_cm；

S3：根据原煤仓的存煤量m_cm和给煤机流量q_gm，计算原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ；

S4：经滞后时间t_τ后，实时获取的发热量数据Q_jg和燃煤入炉量B_mfτ，根据激光检测校正系数k，并结合燃煤机组在线发电量，计算在线瞬时机组发电煤耗b_f和供电煤耗b_g。

优选地，在S1中，所述的设定时间为i天，i可取1，2，3，……。

优选地，在S1中，所述的煤质收到基发热量Q_jx，i的获取方法包括：在设定时间内的第i天，采集设定质量的燃煤进行破碎缩分后得到燃煤样品，将燃煤样品送至实验室分析得到化验数据。

优选地，在S1中，所述的煤质收到基发热量Q_jg，i的获取方法包括：在设定时间内的第i天，通过激光诱导技术得到多组化验数据，并计算多组化验数据的平均值。

优选地，在S1中，所述的激光检测校正系数k为：

k＝∑(m_i×k_i)，

其中：

k为激光检测校正系数，

m_i为第i天的燃煤机组的入炉煤量，单位为t，

Q_jx，i为第i天通过采样后经实验室分析获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg，

Q_jg，i为第i天通过激光化验获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg。

优选地，在S2中，所述的原煤仓的存煤量m_cm为：

m_cm＝ρ×V_cm，

其中：

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t，

ρ为燃煤的密度，单位为t/m³，

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³。

优选地，所述的原煤仓中存煤量的体积V_cm为：

V_cm＝V₁+V₂+V₃，

其中：

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³，

V₁为原煤仓的圆柱段中存煤的体积，单位为m³，

V₂为原煤仓的圆锥段中存煤的体积，单位为m³，

V₃为原煤仓的落煤管中存煤的体积，单位为m³。

优选地，在S3中，所述的原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ为：

其中：

t_τ为原煤仓的存煤量入炉滞后时间，单位为h，

q_gm为给煤机流量，单位为t/h，

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t。

优选地，在S4中，所述的发电煤耗b_f为：

其中：

b_f为发电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃煤入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h。

优选地，在S4中，所述的供电煤耗b_g为：

其中：

b_g为供电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃料入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h，

L_fτ为考虑到滞后时间的厂用电率。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明通过将原煤仓的原煤进行精确量化，可实时获得准确的发热量数据，可准确计算在线瞬时机组发电煤耗或供电煤耗，提高了正平衡煤耗数据的准确性，为电厂能耗核算提供了依据。

附图说明

附图1为本实施例的燃煤机组输送装置示意图。

以上附图中：1、卸煤码头；2、皮带机；3、除大块机；4、煤场；5、斗轮机；6、碎煤机；71、第一入厂皮带秤；72、第二入厂皮带秤；81、第一上仓皮带秤；82、第二上仓皮带秤；91、第一机械自动取样器；92、第二机械自动取样器；101、第一在线激光检测仪；102、第二在线激光检测仪；111、第一卸煤小车；112、第二卸煤小车；12、原煤仓激光料位计；13、原煤仓；14、给煤机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，包括如下步骤：

S1：根据设定时间内燃煤机组的入炉煤量m_i、煤质收到基发热量Q_jx，i、煤质收到基发热量Q_jg，i，计算激光检测校正系数k，其中：设定时间为i天，i可取1，2，3，……；煤质收到基发热量Q_jx，i为在设定时间内的第i天，采集设定质量的燃煤进行破碎缩分后得到燃煤样品，将燃煤样品送至实验室分析得到的化验数据；煤质收到基发热量Q_jg，i为在设定时间内的第i天，通过激光诱导技术得到多组化验数据，并计算多组化验数据的平均值；激光检测校正系数k的计算公式为：

k＝∑(m_i×k_i)，

其中：

k为激光检测校正系数，

m_i为第i天的燃煤机组的入炉煤量，单位为t，

Q_jx，i为第i天通过采样后经实验室分析获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg，

Q_jg，i为第i天通过激光化验获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg。

S2：根据原煤仓的尺寸和原煤仓的料位，计算原煤仓的存煤量m_cm，具体而言：原煤仓由圆柱段、圆锥段以及落煤管组成，原煤仓中存煤量的体积V_cm为：

V₁＝πR³h₁，

V₃＝，r2h₃，

V_cm＝V₁+V₂+V₃，

其中：

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³，

V₁为原煤仓的圆柱段中存煤的体积，单位为m³，

V₂为原煤仓的圆锥段中存煤的体积，单位为m³，

V₃为原煤仓的落煤管中存煤的体积，单位为m³，

R为原煤仓的圆柱段的半径，r为原煤仓的落煤管的半径，单位为m，

h₁为原煤仓的料位，h₂为原煤仓的圆锥段的高度，h₃为原煤仓的落煤管的高度，单位为m；

原煤仓的存煤量m_cm的计算公式为：

m_cm＝ρ×V_cm，

其中：

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t，

ρ为燃煤的密度，单位为t/m³，

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³。

S3：根据原煤仓的存煤量m_cm和给煤机流量q_gm，计算原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ，具体而言：原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ的计算公式为：

其中：

t_τ为原煤仓的存煤量入炉滞后时间，单位为h，

q_gm为给煤机流量，单位为t/h，

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t。

S4：根据经滞后时间t_τ后，原煤仓中的存煤全部进入给煤机14，此时实时获取的发热量数据Q_jg和燃煤入炉量B_mfτ，根据激光检测校正系数k，结合燃煤机组在线发电量，计算在线瞬时机组发电煤耗b_f和供电煤耗b_g，具体而言：

发电煤耗b_f为：

其中：

b_f为发电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃煤入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h；

供电煤耗b_g为：

其中：

b_g为供电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃料入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h，

L_fτ为考虑到滞后时间的厂用电率。

实施例：

采用某2×660MW超超临界机组，燃煤从卸煤码头1通过多级皮带机2输送至煤场4，再通过多级皮带机2输送至原煤仓13，如图1所示。皮带机2设置有多个，包括：第一皮带机1A/1B、第二皮带机2A/2B、第三皮带机5A/5B、第四皮带机6A/6B、第五皮带机3A/3B、第六皮带机4A/4B、第七皮带机7A/7B以及第八皮带机8A/8B。具体而言：

卸煤码头1与第一皮带机1A/1B连接，第一皮带机1A/1B与除大块机3连接，除大块机3与第二皮带机2A/2B连接，第二皮带机2A/2B与第三皮带机3A/3B连接，第三皮带机3A/3B与第四皮带机4A/4B连接，第四皮带机4A/4B与第五皮带机5A/5B和煤场4同时连接，煤场4与斗轮机5连接，斗轮机5与第五皮带机5A/5B连接，第五皮带机5A/5B与碎煤机6连接，碎煤机6与第六皮带机6A/6B连接，第六皮带机6A/6B与第七皮带机7A/7B连接，第七皮带机7A/7B与第八皮带机8A/8B连接，第八皮带机8A/8B与多个原煤仓13连接，原煤仓13与给煤机14连接，第一卸煤小车111和第二卸煤小车112设置在第八皮带机8A/8B上；第一入厂皮带秤71和第二入厂皮带秤72设置在第二皮带机2A/2B上，第一上仓皮带秤81和第二上仓皮带秤82设置在第六皮带机6A/6B上，第一机械自动取样器91和第二机械自动取样器92设置在第六皮带机6A/6B处，在第一机械自动取样器91和第二机械自动取样器92上游处设置第一在线激光检测仪101和第二在线激光检测仪102，每个原煤仓13的顶部均设置有原煤仓激光料位计12。

对该燃煤机组的正平衡煤耗进行监测，包括如下步骤：

S1：根据某月第1天至第31天内每天的燃煤机组的入炉煤量m_i、煤质收到基发热量Q_jx，i、煤质收到基发热量Q_jg，i，计算激光检测校正系数k，其中：

煤质收到基发热量Q_jx，i为每天通过第一机械自动取样器91和第二机械自动取样器92采集设定质量的燃煤进行破碎缩分后得到燃煤样品，将燃煤样品送至实验室分析得到的化验数据，具体而言：采样探头每3分钟采样一次，每次采样燃煤约25kg，每小时约采样500kg燃煤，然后进行破碎缩分，缩分比可调，调节范围为1∶10～1∶100，缩分后的每个燃煤样品量约为5kg，第一机械自动取样器91和第二机械自动取样器92分别设置6个样品收集器，每个收集器可储20kg样品，根据需要可以留存2～3备份样品，每天由人工将样品取回送至实验室进行分析，得到每台机组每天的煤质收到基发热量Q_jx，i。

煤质收到基发热量Q_jg，i为每天通过第一在线激光检测仪101和第二在线激光检测仪102得到多组化验数据，并计算多组化验数据的平均值数据，具体而言：通过第一在线激光检测仪101和第二在线激光检测仪102，基于激光诱导技术实现每3分钟出一组化验数据，最终得到每台机组每天的平均数据，即为煤质收到基发热量Q_jg，i。

通过人工化验得到的煤质收到基发热量Q_jx，i对通过激光化验得到的煤质收到基发热量Q_jg，i进行校正，得到激光检测校正系数k。

S2：根据原煤仓的尺寸和原煤仓的料位，计算原煤仓的存煤量m_cm，具体而言：原煤仓由圆柱段、圆锥段以及落煤管组成，首先计算原煤仓中存煤量的体积V_cm，再计算原煤仓的存煤量m_cm，如表1所示，为本实施例中不同原煤仓的料位下原煤仓的存煤量。

表1不同原煤仓的料位下原煤仓的存煤量

S3：给煤机流量q_gm为50t/h，根据公式计算原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ，例如原煤仓的料位为3.2m时，原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ＝148.4/50＝2.968h，其余料位下的计算方法相同，在此不再赘述。

S4：根据经滞后时间t_τ后，原煤仓中的存煤全部进入给煤机14，此时实时获取的发热量数据Q_jg和燃煤入炉量B_mfτ，根据激光检测校正系数k，结合燃煤机组在线发电量，可计算出在线瞬时机组发电煤耗b_f和供电煤耗b_g。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：根据设定时间内燃煤机组的入炉煤量m_i、煤质收到基发热量Q_jx，i、煤质收到基发热量Q_jg，i，计算激光检测校正系数k，其中煤质收到基发热量Q_jx，i为通过采样后经实验室分析得到的数据，煤质收到基发热量Q_jg，i为通过激光化验得到的数据；

S2：根据原煤仓的尺寸和原煤仓的料位，计算原煤仓的存煤量m_cm；

S3：根据原煤仓的存煤量m_cm和给煤机流量q_gm，计算原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ；

S4：经滞后时间t_τ后，实时获取的发热量数据Q_jg和燃煤入炉量B_mfτ，根据激光检测校正系数k，并结合燃煤机组在线发电量，计算在线瞬时机组发电煤耗b_f和供电煤耗b_g。

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S1中，所述的设定时间为i天，i可取1，2，3，……。

3.根据权利要求2所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S1中，所述的煤质收到基发热量Q_jx，i的获取方法包括：在设定时间内的第i天，采集设定质量的燃煤进行破碎缩分后得到燃煤样品，将燃煤样品送至实验室分析得到化验数据。

4.根据权利要求2所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S1中，所述的煤质收到基发热量Q_jg，i的获取方法包括：在设定时间内的第i天，通过激光诱导技术得到多组化验数据，并计算多组化验数据的平均值。

5.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S1中，所述的激光检测校正系数k为：

k＝∑(m_i×k_i)，

其中：

k为激光检测校正系数，

m_i为第i天的燃煤机组的入炉煤量，单位为t，

Q_jx，i为第i天通过采样后经实验室分析获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg，

Q_jg，i为第i天通过激光化验获得的煤质收到基发热量，单位为kJ/kg。

6.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S2中，所述的原煤仓的存煤量m_cm为：

m_cm＝ρ×V_cm，

其中：

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t，

ρ为燃煤的密度，单位为t/m³，

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³。

7.根据权利要求4所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：所述的原煤仓中存煤量的体积V_cm为：

V_cm＝V₁+V₂+V₃，

其中：

V_cm为原煤仓中存煤量的体积，单位为m³，

V₁为原煤仓的圆柱段中存煤的体积，单位为m³，

V₂为原煤仓的圆锥段中存煤的体积，单位为m³，

V₃为原煤仓的落煤管中存煤的体积，单位为m³。

8.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S3中，所述的原煤仓的存煤量入炉滞后时间t_τ为：

其中：

t_τ为原煤仓的存煤量入炉滞后时间，单位为h，

q_gm为给煤机流量，单位为t/h，

m_cm为原煤仓的存煤量，单位为t。

9.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S4中，所述的发电煤耗b_f为：

其中：

b_f为发电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃煤入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h。

10.根据权利要求1所述的燃煤电厂正平衡煤耗监测方法，其特征在于：在S4中，所述的供电煤耗b_g为：

其中：

b_g为供电煤耗，单位为g/kW·h，

B_mfτ为考虑到滞后时间的燃料入炉量，单位为t，

Q_jg为通过激光化验获得的发热量数据，单位为kJ/kg，

k为激光检测校正系数，

W_fτ为考虑到滞后时间的发电量，单位为MW·h，

L_fτ为考虑到滞后时间的厂用电率。

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