一種入爐燃煤發熱量實時監視系統及其監視方法技術方案

本發明專利技術屬于火力發電廠鍋爐燃燒過程監測技術領域，具體涉及一種入爐燃煤發熱量實時監視系統及其監視方法。該系統運用現代工程熱物理算法，采用現代計算機技術，建立對鍋爐燃燒實時監測，其包括分別與系統總線連接的工程師站和操作員站，該工程師站和操作員站分別通過系統總線與發電機組DCS系統的計算服務器相連接，所述實時監視系統通過以太網與發電機組DCS系統相連接，并從發電機組DCS系統的數據總線上獲取實時計算數據，實時計算數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。通過本發明專利技術的入爐煤發熱量監測系統投運后，能夠指導發電廠運行人員及時準確地監測爐內發熱量，調整鍋爐燃燒，確保機組穩定、高效、安全運行。

Coal burning heat generation real-time monitoring system and monitoring method thereof

The invention belongs to the technical field of boiler combustion process monitoring in a thermal power plant, in particular to a real-time monitoring system for coal burning heat input into a furnace and a monitoring method thereof. The use of modern engineering thermal physics algorithm of this system, the use of modern computer technology, the establishment of the boiler combustion monitoring, which are respectively connected with the system bus engineer and operator station, the engineer station and operator station respectively through system bus and DCS power generation unit is connected to the server computing department system, the real-time monitoring system is connected DCS system through Ethernet and generating units, and obtain the real-time calculation of the data from the data bus DCS system of power plant, real-time calculation of data through the OPC protocol to send data to the bus for the operator station and engineer station call. After the operation of the coal heat monitoring system of the heating furnace of the present invention, it can guide the operators of the power plant to monitor the heat in the furnace in time and accurately, adjust the combustion of the boiler, and ensure the stable, efficient and safe operation of the unit.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于火力發電廠鍋爐燃燒過程監測
，具體涉及一種入爐燃煤發熱量實時監視系統及其監視方法。
技術介紹
當前，我國電力行業正在由計劃經濟體制逐步向市場經濟體制過渡，發電企業一方面面臨廠網分開、競價上網的電力市場競爭，另一方面由于能源緊張導致煤價上漲，進一步加大了發電企業的生產成本。因此發電企業迫切要求挖掘機組運行的潛力，提高機組運行效率，降低生產成本，提高企業競爭能力。目前，對我國的大部分火力發電廠而言，由于煤種變化大，燃用煤質普遍較差，再加之鍋爐實際運行中，設備改造、變負荷運行、熱力實驗間隔時間長等原因，存在鍋爐燃燒達不到最佳的現象。燃煤發熱量是煤種的核心參數，燃煤發熱量直接影響到機組的高效和穩定運行，煤炭的摻燒造成煤炭的發熱量不斷變化，摻燒的比例較難以控制，造成入爐發熱量多變，經常造成鍋爐熄火，目前缺乏有效的入爐燃煤發熱量實時在線測試手段。煤種化驗數據由于取樣和摻燒的原因，往往偏離實際數據，并且存在滯后性，對運行指導意義不強。因此迫切需要通過實時監視入爐燃煤發熱量等核心參數來指導優化運行，在一定范圍內提高機組安全性、經濟性和環保性能。目前關于燃燒監測的研究多集中在火電機組在線監測，如SIS系統：主要基于對現場DCS數據采集和分析，但未對發熱量進行實時計算和數據輸出。近階段國內多個發電廠家安裝昂貴但并不可靠的分析儀表，如煙氣排放物成分儀表來監測鍋爐燃燒后組份，這對現場的測控儀表有較高的要求，不符合中國的實際國情。同時，采用一些通用技術，缺乏對鍋爐本體差異針對性處理。另外，國外的鍋爐燃燒優化控制系統缺少本地化的開發，培訓和服務也不到位，難以適應我國工業現場的現狀。
技術實現思路
本專利技術是針對
技術介紹
中所述的大型火力發電站鍋爐燃燒技術存在的問題，提出一種入爐燃煤發熱量實時監視系統及其監視方法。通過本專利技術的監視系統可在線監測鍋爐燃燒的入爐燃煤發熱量的重要參數，給出鍋爐運行燃燒過程中的最優發熱量參數曲線，指導機組按照最佳方式運行，從而達到提高鍋爐機組經濟性、安全性和環保性能的目的。實現本專利技術目的而采用的技術方案為：一種入爐燃煤發熱量實時監視系統，該系統運用現代工程熱物理算法，采用現代計算機技術，建立對鍋爐燃燒實時監測，該系統包括分別與系統總線連接的工程師站和操作員站，該工程師站和操作員站分別通過系統總線與發電機組DCS系統的計算服務器相連接，所述實時監視系統通過以太網與發電機組DCS系統相連接，并從發電機組DCS系統的數據總線上獲取實時計算數據，實時計算數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。作為本專利技術一選優技術方案，本專利技術所述操作員站用于過程值采集、監控、報表打印；所述工程師站用于現場監控、修改控制終端。實現本專利技術另一目的而采用的技術方案為：一種入爐燃煤發熱量實時監視系統的監視方法，其包括以下步驟：1)采集發電機組DCS系統的實時核心數據；2)根據鍋爐熱平衡和直接能量平衡，分別計算出鍋爐和汽輪機效率及機組整體效率；3)根據單元機組整體效率、總給煤量和總負荷，計算出對應的實時發熱量數據；4)將實時發熱量數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。作為本專利技術一優選技術方案，步驟1)中所述實時核心數據，包括：發電機組軸承負荷、主汽壓、主汽溫、調節級壓力、真空以及抽汽量和供汽量。作為本專利技術另一優選技術方案，步驟2)中采用基于神經元及小波分析方法計算出鍋爐和汽輪機效率及機組整體效率。作為本專利技術另一優選技術方案，步驟3)中的實時發熱量高于或低于某個警戒值時，系統將進行警告提示。本專利技術的有益效果為：1)通過本專利技術的入爐煤發熱量監測系統投運后，能夠指導發電廠運行人員及時準確地監測爐內發熱量，調整鍋爐燃燒，確保機組穩定、高效、安全運行。2)可結合火檢和化學化驗單可以準確地判斷出煤質，適應鍋爐燃燒煤質的多變問題，還可以有效防止煤種摻假的情況。3)若發熱量估算值與化驗值及摻配單加權平均發熱量偏差大于某個值，可以認為化驗數據不準確、摻燒不均勻，或者鍋爐燃燒調整太差、機組煤耗高、整體效益差，有效解決鍋爐運行特性的最佳工況偏離問題。4)采用本專利技術的入爐煤發熱量監測系統后，避免鍋爐熄火事故的發生，減少因鍋爐熄火帶來的直接損失，同時采用本專利技術系統后，可降低機組供電煤耗，節約用煤成本。附圖說明圖1為本專利技術入爐燃煤發熱量實時監視系統的系統架構圖。圖2為本專利技術入爐燃煤發熱量實時監視系統的工作狀態圖。具體實施方式為使本專利技術的技術方案更加清晰明確，下面結合附圖對本專利技術進行進一步描述。如圖1所示，本專利技術一種入爐燃煤發熱量實時監視系統，該系統運用現代工程熱物理算法，采用現代計算機技術，建立對鍋爐燃燒實時監測，該系統包括分別與系統總線連接的工程師站和操作員站，該工程師站和操作員站分別通過系統總線與發電機組DCS系統的計算服務器相連接，其特征在于：所述實時監視系統通過以太網與發電機組DCS系統相連接，并從發電機組DCS系統的數據總線上獲取實時計算數據，實時計算數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。本專利技術的入爐燃煤發熱量實時監視系統的監視方法，其主要包括以下步驟：1)采集發電機組DCS系統的實時核心數據；2)根據鍋爐熱平衡和直接能量平衡，分別計算出鍋爐和汽輪機效率及機組整體效率；3)根據單元機組整體效率、總給煤量和總負荷，計算出對應的實時發熱量數據；4)將實時發熱量數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。其中，步驟1)中所述實時核心數據，包括：發電機組軸承負荷、主汽壓、主汽溫、調節級壓力、真空以及抽汽量和供汽量。步驟2)中采用基于神經元及小波分析方法計算出鍋爐和汽輪機效率及機組整體效率。步驟3)中的實時發熱量高于或低于某個警戒值時，系統將進行警告提示。不同的負荷，不同的工況下機組效率不同，計算精度較高，誤差不超過2％。基本算法：對熱力系統進行計算，必須已知計算工況下的機組類型、容量、初終參數、回熱參數、再熱參數及供熱抽汽參數、回熱系統的連接方式、機組相對內效率、機械效率和發電機效率等。主要是三個基本平衡公式：熱平衡公式、物質平衡公式和汽輪機功率方程式。汽機各級抽汽量主要由加熱器熱平衡計算出：ws(hs-hd)η＝ww(hw1-hw2)式中，ws－抽汽量；hs－抽汽焓，由抽汽壓力和抽汽溫度計算出；hd－加熱器對應的飽和水焓；η－加熱器效率；ww－加熱器給水量；hw1－加熱器進水焓；hw2－加熱器出水焓；汽輪機質量平衡公式：式中，Dc-新蒸汽進入凝汽器的量；D0-汽輪機調節級進汽量；Dj各級抽汽量；汽輪機功率平衡公式：3600Pe＝Wiηmηg＝D0Wiηmηg式中，ηm－汽輪機機械效率；ηg－發電機電效率；Drh－再熱汽流量；hrh－再熱汽焓；Pe－發電機有功；本專利技術一種入爐燃煤發熱量實時監視系統與鍋爐燃燒狀態聯機在線，根據現有的監測數據預測燃燒過程的發展趨勢，通過對鍋爐的重要燃燒參數—入爐煤發熱量變化趨勢進行準確預測。優選地，本專利技術所述操作員站用于過程值采集、監控、報表打印；所述工程師站用于現場監控、修改控制終端。圖2所示為本專利技術入爐燃煤發熱量實時監視系統的工作狀態圖，在圖界面，可實時顯示入爐燃煤發熱量數值，同時根據用戶需要，將實時數據進行統計與分析，并生成實時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種入爐燃煤發熱量實時監視系統，該系統運用現代工程熱物理算法，采用現代計算機技術，建立對鍋爐燃燒實時監測，其特征在于：該系統包括分別與系統總線連接的工程師站和操作員站，該工程師站和操作員站分別通過系統總線與發電機組DCS系統的計算服務器相連接，所述實時監視系統通過以太網與發電機組DCS系統相連接，并從發電機組DCS系統的數據總線上獲取實時計算數據，實時計算數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。

【技術特征摘要】
1.一種入爐燃煤發熱量實時監視系統，該系統運用現代工程熱物理算法，采用現代計算機技術，建立對鍋爐燃燒實時監測，其特征在于：該系統包括分別與系統總線連接的工程師站和操作員站，該工程師站和操作員站分別通過系統總線與發電機組DCS系統的計算服務器相連接，所述實時監視系統通過以太網與發電機組DCS系統相連接，并從發電機組DCS系統的數據總線上獲取實時計算數據，實時計算數據通過OPC協議發送至數據總線，供操作員站和工程師站調用。2.根據權利要求1所述的入爐燃煤發熱量實時監視系統，其特征在于：所述操作員站用于過程值采集、監控、報表打印；所述工程師站用于現場監控、修改控制終端。3.一種如權利要求1或2所述的入爐燃煤發熱量實時監視系統的監視方法，其特征在于：包括以下步驟：1)采集發電機組DCS系統的實時核心數據；2)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃賢明，
申請(專利權)人：江蘇銘彥科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32