CN113915639B - 炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法及二次风挡板开度确定方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法及二次风挡板开度确定方法与系统。二次风量确定方法包括：获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；基于该模型，利用获取得到的数据，确定目标二次风燃烧器的二次风量。二次风挡板开度确定方法包括：获取目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；基于该模型，利用获取得到的数据，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

Description

炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法及二次风挡板开度确 定方法与系统

技术领域

本发明属于锅炉燃烧技术领域，特别涉及一种适用于深度空气分级燃烧炉内主燃烧区的二次风燃烧器的二次风量及二次风挡板开度确定方法与系统。

背景技术

锅炉燃烧过程的重要任务之一是维持炉内过量空气稳定，以保证经济燃烧。炉内过量空气稳定，对燃煤锅炉来说，一般是通过保证一定的风煤比例来实现的，即负荷变化时，风煤同时变化而它们的比例不变。但当煤质变化时(这种情况是经常发生)，就不能保持炉内过量空气稳定，不能保持经济燃烧。要随时保持经济燃烧，就必须经常检测炉内过量空气系数或氧量，并根据氧量的多少来适当调整风量，以保持最佳风煤比例，维护最佳的过量空气系数或氧量。所以，送风调节系统中常采用氧量校正信号。

氧量校正信号也不是一个定值。根据锅炉的燃烧特点，在高负荷时，氧量要稍低一些，而低负荷时，氧量要稍高一些。因此，一个理想的氧量校正信号还必须用负荷进行修正，即根据负荷变化修正氧量的给定值(一般用函数转换器来实现)。

锅炉主燃烧区的燃烧空气由伴随着煤粉气流送入的一次风和相应的二次风。在现有技术方案中，通常对一次风流量、给煤量、一次风温度、二次风温度、二次风箱与炉膛之间的负压进行测量，二次风燃烧器的开度根据负荷进行控制。

现有深度空气分级燃烧炉内主燃烧区的主要控制方案包括：

1)给煤量B_b的控制

由机组的负荷决定，通常由机组协调控制系数(CCS)给出，做为整个风量的给定条件。

整个机组的给煤量由各磨煤机的给煤量共同确定，即：

B_b＝∑B_i 式(1)

式中：B_b为锅炉的给煤量；B_i为各磨煤机的给煤量。

2)各磨煤机一次风量

的控制

一次风量的控制依据各磨煤机的给煤量B_i决定，通常

式中：B_mini为各磨煤机的最小给煤量，t/h；r_ac为各磨煤机的风煤比，无量纲，例如通常烟煤可以定为1.7左右，可通过试验确定最佳值。

3)主燃区总风量Q_a的控制

主燃区总风量Q_a为一次风与二次风之和，即：

式中：

为主燃烧区的各燃烧器的喷口风量即二次风量。

传统控制方法中对于

不直接控制，而是采用该燃烧器的挡板开度(o)和二次风箱与炉膛的压差间接控制，其中：

(1)挡板开度(o)通常与负荷相关，如：

式中：

为某二次风燃烧器风门挡板的开度，无量纲；a_i、b_i为控制某二次风燃烧器风门挡板开度的系数，可用试验得到，无量纲；r_L为机组负荷，无量纲；

使用i表示不同二次风燃烧器，各个二次风燃烧器的控制策略可以不同。

(2)二次风箱与炉膛的压差Δp_sf也与负荷相关，

Δp_sf＝c+r_L·d 式(5)

式中：c、d为控制二次风箱与炉膛的压差的系数，通常由设计单位给出，无量纲。

深度空气分级燃烧炉内主燃烧区工作过程中，二次风箱与炉膛的压差Δp_sf由管道的阻力特性和挡板开度共同确定；负荷一定时，管道的阻力特性是定值，挡板开度小，压差就大，反之压差就小；由于挡板开度受式(4)控制，所以式(5)通常做不到，变成了无用的控制曲线。

综上所述，目前深度空气分级燃烧技术中缺乏有效确定二次风量以及二次风挡板开度的相关技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于深度空气分级燃烧过程中炉内主燃烧区各二次风燃烧器对应的二次风量的确定方法及系统。

本发明的另一目的在于提供一种适用于深度空气分级燃烧过程中炉内主燃烧区各燃烧器对应的二次风燃烧器的二次风挡板开度的确定方法与系统。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法，其中，该方法包括：

获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量。

第二方面，本发明提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法，其中，该方法包括：

获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

第三方面，本发明提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统，其中，该系统包括：

第一数据获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第一模型获取模块：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

二次风量确定模块：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量。

第四方面，本发明提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定系统，其中，该系统包括：

理论风量获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

第二数据获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第二模型获取模块：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

挡板开度确定模块：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

现有技术中，关于二次风量的调控均还处于经验为主的工作模式，二次风燃烧器的开度根据经验基于负荷进行调控。本发明提供的技术方案能够很好的实现深度空气分级燃烧过程中炉内主燃烧区各二次风燃烧器对应的二次风量、二次风燃烧器开度的确定，有助于更好的实现对锅炉进行更好的控制。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法的流程示意图。

图2为本发明一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法的流程示意图。

图3A为本发明另一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法的流程示意图。

图3B为本发明另一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法的流程示意图。

图4为本发明另一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法的流程示意图。

图5为本发明另一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法的流程示意图。

图6为本发明一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统的结构示意图。

图7为本发明一实施例提供的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定系统的结构示意图。

图8为炉膛内深度空气分级燃烧器与二次风燃烧器分布示意图。

图9为实施例1中冷态条件下风量与二次风挡板开度的关系拟合图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐述本发明的原理和精神。

参见图1，本发明实施例提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法，其中，该方法包括：

步骤S11：获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

步骤S12：获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

步骤S13：基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量。

在一优选实施方式中，步骤S12包括：

步骤S121：获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

步骤S122：利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

在确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型过程中了可以利用常规方法进行，例如最小二乘法。

在一优选实施方式中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；/>

为关于o_sa,/>

的函数；

进一步地，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s，由基准试验时的二次风参数确定，运行后为常数；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数；

其中，l₀、l₁、l₂、l₃可以利用冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值拟合确定。

上述炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法的各实施例优选用于确定深度空气分级燃烧炉内主燃烧区目标燃烧器二次风燃烧器的二次风量。

参见图2-图5，本发明实施例提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法，其中，该方法包括：

步骤S21：获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

步骤S22：获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

步骤S23：获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

步骤S24：基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

在一优选方式中，所述目标二次风燃烧器为主燃烧区对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器。通常会将紧邻一次风燃烧器且位于一次风燃烧器上方的二次风燃烧器作为对应该一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器。

在一优选实施方式中，步骤S21包括：

步骤S211：获取主燃烧区的理论二次风总量；

步骤S212：获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；其中，所述特殊二次风燃烧器为除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器；

步骤S213：获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

步骤S214：基于主燃烧区的二次风总量、各特殊二次风燃烧器的实际二次风量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量。

在一优选实施方式中，步骤S211包括：

步骤S2111：获取主燃烧区的目标过量空气系数；

步骤S2112：获取主燃烧区的燃煤的理论干空气量；

步骤S2113：获取主燃烧区的总给煤量；

步骤S2114：获取主燃烧区的各一次风燃烧器的风量；

步骤S2115：基于主燃烧区的过量空气系数、燃煤的理论干空气量、总给煤量以及各一次风燃烧器的风量确定主燃烧区的理论二次风总量；

进一步地，主燃烧区的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的理论二次风总量，kg/s；α为过量空气系数，无量纲；/>

为理论干空气量，m³/kg；B为总给煤量，kg/s；/>

为第i层一次风燃烧器的风量，kg/s；ρ为标准状况下的干空气密度，kg/m³。

在一优选实施方式中，主燃烧区的目标过量空气系数与负荷相关，通过下述公式确定：

式中，α为过量空气系数，无量纲；e为机组低于低负荷过量空气系数定值曲线，可根据试验确定；r_d为机组按设计主燃区过量空气系数运行的最小负荷，如通常四角切圆锅炉为0.70，低于这一负荷需要适当加大主燃烧区过量空气系数，以保证燃煤稳定；α_d为机组设计的主燃烧区过量空气系数，如通常四角切圆锅炉为0.85。

在一优选实施方式中，步骤S2112中，理论干空气量基于下述公式确定：

其中，

式中，

为理论干空气量(每kg燃煤燃烧所需的理论干空气量)，m³/kg；H_ar为燃煤收到基氢元素质量含量百分率，％；O_ar为燃煤收到基氧元素质量含量百分率，％；S_ar为燃煤收到基硫元素质量含量百分率，％；/>

为燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率，％；C_ar为燃煤收到基碳元素质量含量百分率，％；C_f,as为飞灰中碳元素质量含量百分率，％；C_s,as为大渣中碳元素质量含量百分率，％；r_f,as为飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；r_s,as为大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；A_ar为燃煤收到基灰分质量含量百分率，％；

优选实施方式要求运行中设置有煤质元素分析的在线仪器，或在设计阶段有设计煤种的元素分析数据结果。

在一实施方式中，步骤S2112中，理论干空气量根据《DL/904-2015火电厂经济技术指标计算方法》，由煤低位发热量求得；具体基于下述公式确定：

式中，

为理论干空气量(每kg燃煤燃烧所需的理论干空气量)，m³/kg；K为与煤种相关的系数，其取值参考电力行业标准DL/T904-2015；Q_net.ar为燃煤收到基低位发热量，kJ/kg；

优选实施方式要求运行中没有设置有煤质元素分析的在线仪器。

在一优选实施方式中，步骤S213包括：

步骤S2131：获取主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量；

步骤S2132：基于主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量确定主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；f_ifrompa为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数，可以基于第i层一次风燃烧器的给风量与理论给风量的偏差确定，无量纲；

更进一步地，对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数通过下述公式确定：

式中，Q_pai为第i层一次风燃烧器对应磨煤机的一次风量，kg/s；Q_sai为第i层一次风燃烧器对应的二次风量，kg/s；R_pac为磨煤机一次风与给煤量的控制比值；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；

在该优选实施方式中，主燃烧区各燃烧器二次风燃烧器的配风系数的总和应当为1。

在一优选实施方式中，步骤S214包括：

步骤S2141：基于主燃烧区的理论二次风总量以及主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量，确定主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量；

步骤S2142：基于主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量；

进一步地，主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为二次风总量，kg/s；/>

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；/>

为第j个特殊二次风燃烧器的二次风量，kg/s；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；

以图8为例进行说明，该机组主燃烧区包括4层一次风燃烧器，5层二次风燃烧器；其中，PA_i(i＝1,2,3,4,)为一次风燃烧器，SA_i(i＝2,3,4,5)对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器，SA₁为托底风燃烧器，其属于主燃烧区中特殊二次风燃烧器(除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器)，SOFA1、SOFA2为SOFA区二次风燃烧器；通常如托底风燃烧器等主燃烧区中特殊二次风燃烧器(除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器)的二次风挡板开度都是固定的，例如托底风燃烧器的二次风挡板为开度通常为100％。

在一优选实施方式中，步骤S212利用上述炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法的各实施例进行。

在一优选实施方式中，步骤S212包括：

步骤S2121：获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；

步骤S2122：基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量。

在一优选实施方式中，步骤S23包括：

步骤S231：获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

步骤S232：利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

在确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型过程中了可以利用常规方法进行，例如最小二乘法。

在一优选实施方式中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；/>

为关于o_sa,/>

的函数；

进一步地，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s，由基准试验时的二次风参数确定，运行后为常数；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数；

其中，l₀、l₁、l₂、l₃可以利用冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值拟合确定。

在一优选实施方式中，在步骤S24中基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度时，采用迭代方法进行；

例如，给定一个开度值o_sa，基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型计算该开度下对应二次风量记为二次风量计算值Q'_sa；

判断二次风量计算值Q'_sa与目标二次风燃烧器的理论二次风量Q_sa是否接近：

如果接近，则此时的开度值o_sa即为目标二次风燃烧器的二次风挡板开度；

如果不接近，则计算o′_sa，其中，

将o′_sa赋值给开度值，重复上述步骤，直至确定出目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

上述炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法优选用于确定深度空气分级燃烧炉内主燃烧区目标燃烧器二次风燃烧器的二次风挡板开度。

在一实施方式中，通过煤种采样化验得到燃煤收到基氢元素质量含量百分率、燃煤收到基氧元素质量含量百分率、燃煤收到基硫元素质量含量百分率、燃煤收到基碳元素质量含量百分率、燃煤收到基氮元素质量含量百分率、燃煤收到基灰分质量含量百分率、燃煤收到基灰分质量含量百分率。

在一实施方式中，通过烧失法测量飞灰中碳元素质量含量百分率、大渣中碳元素质量含量百分率、飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额、大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额。

在一实施方式中，按照表1选取飞灰中碳元素质量含量百分率、大渣中碳元素质量含量百分率。

表1长期工作中各种条件下飞灰与大渣的含碳量

在一实施方式中，按照表2选取飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额、大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额。

表2电站锅炉性能试验规程(GB/T 10184-2015)推荐的锅炉灰、渣比例

在一实施方式中，出现两层一次风燃烧器中间不存在二次风燃烧器时，可以将两层一次风燃烧器合并看做一层一次风燃烧器。

在一实施方式中，出现第A层一次风燃烧器没有对应的进行补风的二次风燃烧器，但是存在对应的特殊二次风燃烧器，在进行目标二次风燃烧器配风系数计算时，各层一次风燃烧器的总给煤量中可以将A层一次风燃烧器给煤量排出。

本发明实施例还提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统，优选地，该系统用于实现上述的炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法实施例。

图6是根据本发明实施例的炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统的结构框图，如图6所示，该系统包括：

第一数据获取模块61：用于获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第一模型获取模块62：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

二次风量确定模块63：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量。

在一优选实施方式中，第一模型获取模块62包括：

第一模拟数据获取子模块621：用于获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

第一模型确定子模块622：用于利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

在确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型过程中了可以利用常规方法进行，例如最小二乘法。

在一优选实施方式中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；/>

为关于o_sa,/>

的函数；

进一步地，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

/>

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s，由基准试验时的二次风参数确定，运行后为常数；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数；

其中，l₀、l₁、l₂、l₃可以利用冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值拟合确定。

上述炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统的各实施例优选用于确定深度空气分级燃烧炉内主燃烧区目标燃烧器二次风燃烧器的二次风量。

本发明实施例还提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定系统，优选地，该系统用于实现上述的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法实施例。

图7-图8是根据本发明实施例的炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定系统的结构框图，如图7-图8所示，该系统包括：

理论风量获取模块71：用于获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

第二数据获取模块72：用于获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第二模型获取模块73：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

挡板开度确定模块74：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

在一优选方式中，所述目标二次风燃烧器为主燃烧区对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器。通常会将紧邻一次风燃烧器且位于一次风燃烧器上方的二次风燃烧器作为对应该一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器。

在一优选实施方式中，理论风量获取模块71包括：

二次风总量获取子模块711：用于获取主燃烧区的理论二次风总量；

特殊二次风量获取子模块712：用于获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；其中，所述特殊二次风燃烧器为除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器；

配风系数获取子模块713：用于获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

二次风量确定子模块714：用于基于主燃烧区的二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量。

在一优选实施方式中，二次风总量获取子模块711包括：

空气系数获取单元7111：用于获取主燃烧区的目标过量空气系数；

理论空气获取单元7112：用于获取主燃烧区的燃煤的理论干空气量；

总给煤量获取单元7113：用于获取主燃烧区的总给煤量；

一次风量获取单元7114：用于获取主燃烧区的各一次风燃烧器的风量；

二次风总量确定单元7115：用于基于主燃烧区的过量空气系数、燃煤的理论干空气量、总给煤量以及各一次风燃烧器的风量确定主燃烧区的理论二次风总量；

进一步地，主燃烧区的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的理论二次风总量，kg/s；α为过量空气系数，无量纲；/>

为理论干空气量，m³/kg；B为总给煤量，kg/s；/>

为第i层一次风燃烧器的风量，kg/s；ρ为标准状况下的干空气密度，kg/m³。

在一优选实施方式中，理论干空气量基于下述公式确定：

其中，

式中，

为理论干空气量(每kg燃煤燃烧所需的理论干空气量)，m³/kg；H_ar为燃煤收到基氢元素质量含量百分率，％；O_ar为燃煤收到基氧元素质量含量百分率，％；S_ar为燃煤收到基硫元素质量含量百分率，％；/>

为燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率，％；C_ar为燃煤收到基碳元素质量含量百分率，％；C_f,as为飞灰中碳元素质量含量百分率，％；C_s,as为大渣中碳元素质量含量百分率，％；r_f,as为飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；r_s,as为大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；A_ar为燃煤收到基灰分质量含量百分率，％；

优选实施方式要求运行中设置有煤质元素分析的在线仪器，或在设计阶段有设计煤种的元素分析数据结果。

在一实施方式中，理论干空气量根据《DL/904-2015火电厂经济技术指标计算方法》，由煤低位发热量求得；具体基于下述公式确定：

式中，

为理论干空气量(每kg燃煤燃烧所需的理论干空气量)，m³/kg；K为与煤种相关的系数，其取值参考电力行业标准DL/T904-2015；Q_net.ar为燃煤收到基低位发热量，kJ/kg；

优选实施方式要求运行中没有设置有煤质元素分析的在线仪器。

在一优选实施方式中，配风系数获取子模块713包括：

给煤量获取单元7131：用于获取主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量；

配风系数确定单元7132：用于基于主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量确定主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；f_ifrompa为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数，无量纲；

更进一步地，对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数通过下述公式确定：

式中，Q_pai为第i层一次风燃烧器对应磨煤机的一次风量，kg/s；Q_sai为第i层一次风燃烧器对应的二次风量，kg/s；R_pac为磨煤机一次风与给煤量的控制比值；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s。

在一优选实施方式中，二次风量确定子模块714包括：

燃烧器二次风总量确定单元7141：用于基于主燃烧区的二次风总量以及主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量，确定主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量；

二次风量确定单元7142：用于基于主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量；

进一步地，主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量通过下述公式确定：

/>

式中，

为二次风总量，kg/s；/>

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；/>

为第j个特殊二次风燃烧器的二次风量，kg/s；

进一步地，主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲。

在一优选实施方式中，特殊二次风量获取子模块712用于利用上述炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法的各实施例进行。

在一优选实施方式中，特殊二次风量获取子模块712包括：

数据获取单元7121：用于获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；

特殊二次风量确定单元7122：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量。

在一优选实施方式中，第二模型获取模块73包括：

第二模拟数据获取子模块731：用于获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

第二模型确定子模块732：用于利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

在确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型过程中了可以利用常规方法进行，例如最小二乘法。

在一优选实施方式中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；/>

为关于o_sa,/>

的函数；

进一步地，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s，由基准试验时的二次风参数确定，运行后为常数；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数；

其中，l₀、l₁、l₂、l₃可以利用冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值拟合确定。

在一优选实施方式中，基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度时，采用迭代方法进行；

例如，给定一个开度值o_sa，基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型计算该开度下对应二次风量记为二次风量计算值Q'_sa；

判断二次风量计算值Q'_sa与目标二次风燃烧器的理论二次风量Q_sa是否接近：

如果接近，则此时的开度值o_sa即为目标二次风燃烧器的二次风挡板开度；

如果不接近，则计算o′_sa，其中，

将o′_sa赋值给开度值，重复上述步骤，直至确定出目标二次风燃烧器的二次风挡板开度。

在一实施方式中，通过煤种采样化验得到燃煤收到基氢元素质量含量百分率、燃煤收到基氧元素质量含量百分率、燃煤收到基硫元素质量含量百分率、燃煤收到基碳元素质量含量百分率、燃煤收到基氮元素质量含量百分率、燃煤收到基灰分质量含量百分率、燃煤收到基灰分质量含量百分率。

在一实施方式中，通过烧失法测量飞灰中碳元素质量含量百分率、大渣中碳元素质量含量百分率、飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额、大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额。

实施例1

本实施例提供了一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法

本实施例的燃烧炉中各燃烧器的分布如图8所示，其中主燃烧区中的一次风燃烧器包括PA1、PA2、PA3、PA4，特殊的二次风燃烧器包括SA1、SA3，其中SA1为托底风燃烧器、SA3为分组风燃烧器，对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器包括SA2(对弈一次风燃烧器PA1)、SA4(对应一次风燃烧器PA3)、SA5(对应一次风燃烧器PA4)，本实施例用于确定二次风燃烧器SA2、二次风燃烧器SA4、二次风燃烧器SA5的二次风挡板开度。

该方法具体包括：

1、获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型：

1.1、进行冷态实验，获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；结果参见表表3；

表3

1.2、利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

冷态条件下风量与二次风挡板开度的关系如图9所示；

二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s，由基准试验时的二次风参数确定，运行后为常数；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数；

其中，l₀＝2.094、l₁＝-0.123、l₂＝0.0089、l₃＝-6×10^-5；k为测量元件皮托管系数0.996；二次风喷口面积为2.349m²(145×162)，测量时温度

为24.7℃，燃烧器挡板开度为100％时测量的差压/>

为936Pa，机组为东部沿海地区，因而忽略静压力/>

和大气压力/>

影响，计算可得Q_T＝21.45；

本实施例中所有的二次风燃烧器规格相同，系数l₀、l₁、l₂、l₃都一样，各二次风燃烧器的二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型相同。

2、获取二次风燃烧器SA2、二次风燃烧器SA4、二次风燃烧器SA5的理论二次风量：

2.1、获取主燃烧区的理论二次风总量；

获取主燃烧区的目标过量空气系数；获取主燃烧区的燃煤的理论干空气量；获取主燃烧区的总给煤量；获取主燃烧区的各一次风燃烧器的风量；基于主燃烧区的过量空气系数、燃煤的理论干空气量、总给煤量以及各一次风燃烧器的风量确定主燃烧区的理论二次风总量；

其中，主燃烧区的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的理论二次风总量，kg/s；α为过量空气系数，无量纲；/>

为理论干空气量，m³/kg；B为总给煤量，kg/s；/>

为第i层一次风燃烧器的风量，kg/s；ρ为标准状况下的干空气密度，kg/m³；

理论干空气量基于下述公式确定：

其中，

式中，

为理论干空气量(每kg燃煤燃烧所需的理论干空气量)，m³/kg；H_ar为燃煤收到基氢元素质量含量百分率，％；O_ar为燃煤收到基氧元素质量含量百分率，％；S_ar为燃煤收到基硫元素质量含量百分率，％；/>

为燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率，％；C_ar为燃煤收到基碳元素质量含量百分率，％；C_f,as为飞灰中碳元素质量含量百分率，％；C_s,as为大渣中碳元素质量含量百分率，％；r_f,as为飞灰中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；r_s,as为大渣中灰量占燃煤总灰量的质量份额，％；A_ar为燃煤收到基灰分质量含量百分率，％；

结果参见表4。

2.2、获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；其中，所述特殊二次风燃烧器为除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器；

获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；结果参见表4；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；

结果参见表4。

2.3、获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数：

获取主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量；

基于主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量确定主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；其中，

主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

/>

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；

结果参见表4。

2.4、基于主燃烧区的二次风总量、各特殊二次风燃烧器的实际二次风量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量：

基于主燃烧区的理论二次风总量以及主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量，确定主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量；

基于主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量；

其中，主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为二次风总量，kg/s；/>

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；/>

为第j个特殊二次风燃烧器的二次风量，kg/s；

主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的各对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风总量，kg/s；/>

为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的二次风量，kg/s；f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲。

结果参见表4。

3、获取二次风燃烧器SA2、二次风燃烧器SA4、二次风燃烧器SA5的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

结果如表4所示。

4、基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用二次风燃烧器SA2、二次风燃烧器SA4、二次风燃烧器SA5的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定二次风燃烧器SA2、二次风燃烧器SA4、二次风燃烧器SA5的二次风挡板开度；

结果如表4所示。

表4

/>

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定方法，其中，该方法包括：

获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量；

其中，获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型步骤包括：

获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，

为关于/>

的函数。

2.根据权利要求1所述的确定方法，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；p_sT_t为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数。

3.一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定方法，其中，该方法包括：

获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度；

其中，所述目标二次风燃烧器为主燃烧区对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器；获取目标二次风燃烧器的理论二次风量步骤包括：

获取主燃烧区的理论二次风总量；

获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；其中，所述特殊二次风燃烧器为除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器；

获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

基于主燃烧区的二次风总量、各特殊二次风燃烧器的实际二次风量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量；

其中，获取主燃烧区的理论二次风总量步骤包括：

获取主燃烧区的目标过量空气系数；

获取主燃烧区的燃煤的理论干空气量；

获取主燃烧区的总给煤量；

获取主燃烧区的各一次风燃烧器的风量；

基于主燃烧区的过量空气系数、燃煤的理论干空气量、总给煤量以及各一次风燃烧器的风量确定主燃烧区的理论二次风总量；

其中，主燃烧区的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的理论二次风总量，kg/s；α为过量空气系数，无量纲；V_a ⁰为理论干空气量，m³/kg；B为总给煤量，kg/s；Q_fai为第i层一次风燃烧器的风量，kg/s；ρ为标准状况下的干空气密度，kg/m³；

其中，获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数步骤包括：

获取主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量；

基于主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量确定主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

其中，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s。

4.根据权利要求3所述的确定方法，其中，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；f_ifrompa为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数，无量纲。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其中，对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数通过下述公式确定：

式中，Q_pai为第i层一次风燃烧器对应磨煤机的一次风量，kg/s；Q_sai为第i层一次风燃烧器对应的二次风量，kg/s；R_pac为磨煤机一次风与给煤量的控制比值；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s。

6.根据权利要求3所述的确定方法，其中，基于主燃烧区的二次风总量、各特殊二次风燃烧器的实际二次风量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量步骤包括：

基于主燃烧区的理论二次风总量以及主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量，确定主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量；

基于主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量。

7.根据权利要求3所述的确定方法，其中，获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量步骤包括：

获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；

基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定主燃烧区中除各特殊二次风燃烧器的实际二次风量。

8.根据权利要求3所述的确定方法，其中，获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型步骤包括：

获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型。

9.根据权利要求3、7、8中任一项所述的确定方法，其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；

为关于/>

的函数。

10.根据权利要求9所述的确定方法，其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数。

11.一种炉内二次风燃烧器的二次风量确定系统，其中，该系统包括：

第一数据获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第一模型获取模块：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

二次风量确定模块：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的目标二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风量；

其中，第一模型获取模块包括：

第一模拟数据获取子模块：用于获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

第一模型确定子模块：用于利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，

为关于/>

的函数。

12.根据权利要求11所述的系统，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数。

13.一种炉内二次风燃烧器的二次风挡板开度确定系统，其中，该系统包括：

理论风量获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的理论二次风量；

第二数据获取模块：用于获取目标二次风燃烧器的二次风箱与炉膛的压差、目标二次风燃烧器的二次风的静压力和温度；

第二模型获取模块：用于获取二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型；

挡板开度确定模块：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用目标二次风燃烧器的理论二次风量、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定目标二次风燃烧器的二次风挡板开度；

其中，所述目标二次风燃烧器为主燃烧区对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器；理论风量获取模块包括：

二次风总量获取子模块：用于获取主燃烧区的理论二次风总量；

特殊二次风量获取子模块：用于获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量；其中，所述特殊二次风燃烧器为除对应一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器之外的其余各二次风燃烧器；

配风系数获取子模块：用于获取主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

二次风量确定子模块：用于基于主燃烧区的二次风总量、各特殊二次风燃烧器的实际二次风量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量；

其中，二次风总量获取子模块包括：

空气系数获取单元：用于获取主燃烧区的目标过量空气系数；

理论空气获取单元：用于获取主燃烧区的燃煤的理论干空气量；

总给煤量获取单元：用于获取主燃烧区的总给煤量；

一次风量获取单元：用于获取主燃烧区的各一次风燃烧器的风量；

二次风总量确定单元：用于基于主燃烧区的过量空气系数、燃煤的理论干空气量、总给煤量以及各一次风燃烧器的风量确定主燃烧区的理论二次风总量；

其中，主燃烧区的理论二次风总量通过下述公式确定：

式中，

为主燃烧区的理论二次风总量，kg/s；α为过量空气系数，无量纲；/>

为理论干空气量，m³/kg；B为总给煤量，kg/s；Q_fai为第i层一次风燃烧器的风量，kg/s；ρ为标准状况下的干空气密度，kg/m³；

其中，配风系数获取子模块包括：

给煤量获取单元：用于获取主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量；

配风系数确定单元：用于基于主燃烧区的各一次风燃烧器的给煤量确定主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数；

其中，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，主燃烧区目标二次风燃烧器的配风系数通过下述公式确定：

式中，f_i为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数，无量纲；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s；f_ifrompa为对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数，无量纲。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，对应第i层一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的配风系数修正系数通过下述公式确定：

式中，Q_pai为第i层一次风燃烧器对应磨煤机的一次风量，kg/s；Q_sai为第i层一次风燃烧器对应的二次风量，kg/s；R_pac为磨煤机一次风与给煤量的控制比值；B_i为第i层一次风燃烧器的给煤量，kg/s。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，二次风量确定子模块包括：

燃烧器二次风总量确定单元：用于基于主燃烧区的二次风总量以及主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量，确定主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量；

二次风量确定单元：用于基于主燃烧区的对应各一次风燃烧器进行补风的二次风燃烧器的理论二次风总量以及目标二次风燃烧器的配风系数，确定主燃烧区目标二次风燃烧器的理论二次风量。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，特殊二次风量获取子模块包括：

数据获取单元：用于获取主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度；

特殊二次风量确定单元：用于基于二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型，利用获取得到的主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度，确定主燃烧区中各特殊二次风燃烧器的实际二次风量。

18.根据权利要求13所述的系统，其中，第二模型获取模块包括：

第二模拟数据获取子模块：用于获取冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值；

第二模型确定子模块：用于利用获取得到的冷态条件下不同二次风挡板开度、不同二次风箱与炉膛的压差、不同二次风静压力和不同二次风温度对应的二次风量实测值，确定二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型。

19.根据权利要求13、17、18中任一项所述的系统，其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；p_a ^T为运行待测状态下大气压强，

为关于/>

的函数。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，二次风量关于二次风挡板开度、二次风箱与炉膛的压差、二次风的静压力和温度的计算模型为：

其中，Q_sa为运行待测状态下二次风量，kg/s；o_sa为运行待测状态下二次风挡板开度，无量纲；

为基准试验状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的静压力，Pa；/>

为基准试验状态下二次风的温度，℃；/>

为基准试验状态下大气压强，Pa；Q_T为基准试验状态下测得的二次风流量，kg/s；A为二次风喷口的面积，m²；k为基准试验时用于二次风测量所用仪器的系数，无量纲；/>

为运行待测状态下二次风箱与炉膛的压差，Pa；

为运行待测状态下二次风的静压力，Pa；/>

为运行待测状态下二次风的温度，℃；/>

为运行待测状态下大气压强，Pa；l₀、l₁、l₂、l₃为系数。

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