一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法

摘要

本发明公开了一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法，以高负荷时掺烧优质煤种保证机组负荷、中低负荷时掺烧经济煤种提高整体经济性为原则，考虑磨煤机出力、脱硫设备负载等因素，以混煤煤种经济性为优化目标，结合煤场燃料管控信息系统，给出最优经济混煤方案，并提供少量煤种混煤方案，在可行、易操作的情况下，供上煤人员选择；同时采用分磨掺烧方式，通过监测跟踪煤仓料位、煤质、磨煤机出力等数据，给出磨煤机推荐出力，确保混煤掺烧比例，真正实现经济混煤掺烧。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法。

背景技术：

煤炭作为燃煤机组的主要燃料成本，在满足电网需求负荷的情况下，合理掺烧经济煤种，可有效降低综合燃料成本，提高电厂经济效益。电厂常用的配煤掺烧方法，通常是在运行经验的基础上，进行粗略估算，得出各煤种的大致比例，然后通过输煤皮带依次上煤至各煤仓。通常会考虑燃煤的热值差异、硫分含量、灰熔点等因素。根据运行经验得出的掺配方法，一定程度上，能够在满足电厂运行负荷、保证烟气含硫量的前提下，降低部分燃料成本；但由于该方式比较粗放，掺配方式上仍存在一定的优化空间。

发明内容：

为解决目前电厂配煤掺烧技术相对简单，缺乏系统性的平台应用模块问题，本发明的目的在于提供一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法，该方法通过电网预测负荷，考虑锅炉在不同负荷情况下，给出合理的煤种经济掺配方案，同时考虑磨煤机物理出力条件，给出合理的分磨掺烧建议。

本发明所采用的技术方案有：

一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法，包括

1)在配煤系统未获取到当日网调负荷前，以前一日的网调负荷作为参照，获取前一日的网调负荷曲线，在获取所述网调负荷曲线后，配煤系统预测当日网调负荷并生成预测负荷曲线；

2)根据预测负荷曲线对当日的时间进行划分并形成若干个时间段，计算每个时间段内的预测负荷均值，并将均值作为该时间段的预测值，通过预测值算出锅炉在对应时间段下的所需燃料的热值；

3)根据每个时间段下的所需燃料热值对应设定每个时间段内所需成分的边界值，确定边界后，通过燃料管控系统获取当前煤场可选煤种的煤质信息，并给出一最优掺配方案和2～4种煤掺混的方案，供系统配煤人员选择；

4)掺配方案完成后，燃料管控系统结合各煤种上煤量，磨煤机出力情况，给出各掺配煤种推荐磨仓及磨仓对应出力推荐值，确保混煤掺配后满足预期负荷且环保排放不超标。

进一步地，步骤3)中所需的成分包括：水分M，灰分A，挥发分V，硫分S，热值Q。

进一步地，步骤3)中对应各成分的边界值条件为：

M

A

V

S

Q

其中x为掺配比例；

根据每个时间段内各成分的边界值，设定每个时间段内各煤种比例的最低掺配比例：

k

k

进一步地，将每个时间段内的经济性作为优化参数，则目标函数为：

P

p为优化目标；

通过燃料管控系统寻优计算目标函数，即可得到所需负荷下混煤煤种的最优经济掺配方案。

本发明具有如下有益效果：

1)通过燃料管控系统获取可选煤质信息，可有效避免由人员记忆偏差带来的实际煤质与掺配参数存在偏差的问题；

2)通过燃料管控系统获取可选煤质信息，能够直接得到最优经济掺配方案，同时给出2～4种的少量煤种掺配方案，在提供运行人员最优经济掺配方案的同时，也提供了利于运行人员操作的掺配方案，运行人员可根据方案计算的实际结果，选择更适合的经济方案；

3)采用分磨掺烧的方式，不同煤种加入到各指定磨仓，保证燃用时能够实现掺混效果；

4)掺配方案执行后，系统会记录当前各煤仓料位高度，待上煤完成后，系统会再次记录煤仓料位高度，通过煤堆积体积、上煤量、磨煤机出力、机组负荷，追踪当前煤种料位状态，并给出磨煤机出力推荐值，保证各煤种当前使用掺混比例与方案设定掺混比例同步。

附图说明：

图1本发明流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明一种基于分磨掺烧的智能配煤掺烧方法，本发明技术方案为：

1)电厂每天获取到网调负荷的时间，通常会存在一定的滞后性，同时考虑到夜间电厂负荷较为平稳，因此，配煤系统在未获当日取到网调负荷前，以前一日网调预测负荷作为参照，获取网调负荷曲线后，配煤系统参照当日网调预测负荷。

2)电网网调负荷曲线每隔5分钟一个预测电负荷值，负荷点过于密集，实际掺配煤种时需对预测负荷进行处理。通过局部拟合，判断出负荷上升或下降较快的时间段，找出一日内的中负荷段，高负荷段，低负荷段，然后对当天的时间段进行划分。

为避免时间段过短造成配煤系统频繁调节，通常可将一天内不同负荷段划分为4～8个时间段。

3)划分完不同时间段后，取该时间段内预测负荷均值，作为该时间段的预测值，通过预测负荷，算出锅炉对应负荷下的主蒸汽流量，再算出对应流量下所需的标煤热量，考虑磨煤机的物理最大出力，计算出混煤的热值下限，同理，考虑脱硫设备的负载能力，计算出混煤硫分的上限，再考虑水分、灰分等因素，分别得出各成分的边界条件，整理如下：

M

A

V

S

Q

设定各煤种比例的最低掺配比例：

k

假设以经济性作为优化参数，则目标函数为：

P

p指优化目标，这里指代价格。通过系统寻优计算函数，即可快速得到所需负荷下混煤煤种的最优经济掺配比例。

4)选取煤种时，通过燃料管控系统，自动获取到当前煤场可选取煤种的煤质信息，在寻优计算时，除计算最优经济掺配方案外，也会提供2～4种煤掺混的方案，供系统配煤人员选择。

掺配方案完成后，系统会结合各煤种上煤量，磨煤机出力情况，给出各掺配煤种推荐磨仓及磨仓对应出力推荐值，确保混煤掺配后满足预期负荷且环保排放不超标。

以某电厂#1机组的电网预测负荷为例，其某一日的网调负荷如下表。

将负荷录入配煤系统，根据日负荷情况，将该天时段每隔4小时划分一次，共6个时段；

考虑该电厂存在部分供热负荷，系统内计算程序首先会将预计供热负荷折算成主蒸汽流量(本例直接按供热负荷占比10％处理，实际需按电厂预测供热负荷进行热量平衡转化)，根据锅炉设计书上不同负荷下主蒸汽流量的对应关系，如下表：

以0:00～4:00时段为例，平均电网负荷为97MW，折算出预计电网负荷所需的主蒸汽流量，再计算实际机组预期负荷106MW，通过对应关系，算出标煤耗量52.6t/h，通过磨煤机台数(2台)、每台磨煤机的最大出力(55t/h)及锅炉能够燃烧的最低热值3300kCal/kg，即可完成对所选混煤煤种混合后的加权热值边界条件的限制。再根据脱硫设备出力，稳燃试验得到的不同工况燃烧煤种成分分析报告，确定硫分、灰分、挥发分等值的上下限。

确定边界后，如电厂燃料管控系统内可取煤质信息完善，则系统自动调用可取煤质信息作为可用煤种，若燃料管控系统中信息不完善，则可由运行人员手动选择掺混煤种，然后系统会寻优计算出当前可选取煤种掺混的经济最优比例及2种，3种，4种煤掺混条件下的最优经济掺混方案。当运行人员选择方案并应用后，系统会动态监测机组负荷及煤仓运行、料位变化情况，跟踪当前方案上煤信息，通过煤仓内各煤种实时变化料位，给出磨仓出力推荐值。

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作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。