燃煤机组协同控制方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及燃煤机组发电，具体地，涉及一种燃煤机组协同控制方法、一种燃煤机组协同控制装置、一种电子设备及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、燃煤机组负荷变化时汽轮机和锅炉之间的协同控制，要求锅炉能快速响应汽轮发电机组的负荷需求。然而，现有锅炉负荷调节时进入锅炉的新增热量与实际需求存在一定的差距，例如，若多余的热量不能被过热蒸汽和再热蒸汽带走，其将以过高的烟温排出，形成煤耗损失。这一过程通常由存在偏差的设计条件和控制系统的矫正不充分所造成的。在燃煤机组成为调节电力供需平衡的当下，解决负荷大幅调整时机组出力波动性大的问题显得更加重要。

2、经研究发现，在实际燃煤机组负荷调整过程中，当前锅炉跟踪机组负荷需求指令调节锅炉新增负荷时，技术人员只是根据负荷按比例简单计算的燃料需要量快速调整锅炉对应的燃料量，但该燃料量所对应的热量并非全部进入锅炉的可被工质吸收并被蒸汽带走与汽机需求指令对应的热量，致使输入的热值与实际需求产生偏差。在此基础上，无论使用何种控制策略，都存在着快速响应负荷与锅炉效率的矛盾。

技术实现思路

1、针对现有技术中锅炉负荷调节时进入锅炉的新增热量与实际需求存在一定的差距的技术问题，本发明提供了一种燃煤机组协同控制方法，采用该方法能够实现燃煤机组负荷的精细化调节控制，使负荷输出更加平稳、准确，同时解决机组在负荷调整过程中效率下降较大的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种燃煤机组协同控制方法，所述控制方法包括以下步骤：基于机组负荷需求指令，确定机组负荷需求变化量；基于按单位质量计量的入炉燃料发热值和非燃料发热量入炉热量，确定锅炉侧的综合入炉热值；基于锅炉散热损失设计值，确定锅炉散热损失热量；基于综合入炉热值、锅炉散热损失热量和机组负荷需求变化量，确定燃料量预期变化量；基于燃料量预期变化量对未来时刻锅炉侧的燃料加入量进行调整。

3、在本发明的一个示例性实施例中，所述燃料量预期变化量的计算式为：

4、

5、其中， m1为燃料量预期变化量； qi为综合入炉热值； m0为当前燃料入炉量； qs为锅炉散热损失量； p0为机组负荷； p1为机组负荷需求变化量。

6、在本发明的一个示例性实施例中，所述非燃料发热量入炉热量可以包括：燃料显热的热量、干空气所携带的热量和空气中水分所携带的热量。

7、在本发明的一个示例性实施例中，所述干空气所携带的热量的计算式可以为：

8、；

9、其中，为进入锅炉系统的每公斤燃料所需干空气所携带的热量；为进入锅炉系统的一次风流量；为进入锅炉系统的二次风流量；为燃料的流量；为基准温度下空气定压比热容；为进入系统的一次风定压比热容；为进入系统的二次风定压比热容；为进入锅炉系统的一次风温度；为进入锅炉系统的二次风温度；为进入锅炉系统的其他风的流量；为进入锅炉系统的其他风的温度；为环境温度；为进入锅炉系统的其他风的定压比热容。

10、在本发明的一个示例性实施例中，所述空气中水分所携带的热量的计算式可以为：

11、；

12、其中，为进入锅炉系统的空气中水分携带的热量；为空气中水分含量；为水蒸气平均定压比热容；为进入锅炉系统的空气用风量加权温度；为基准温度；为每公斤燃料的标准状态下理论空气量；为过量空气系数。

13、在本发明的一个示例性实施例中，在固体燃料的温度高于0℃的情况下，可以将燃料显热的热量确定为燃料物理显热；在固体燃料的温度低于0℃的情况下，可以将燃料显热的热量确定为燃料物理显热与解冻用热量的差值。

14、在本发明的一个示例性实施例中，所述解冻用热量的计算式可以为：

15、；

16、其中，为解冻用热量；为入炉燃料中全水分质量含量百分率；为入炉燃料中干燥基水分质量含量百分率。

17、本发明第二方面提供了一种燃煤机组协同控制装置，所述控制装置包括：机组负荷需求变化量确定单元、综合入炉热值确定单元、锅炉散热损失确定单元、燃料量预期变化量确定单元和调整单元；机组负荷需求变化量确定单元，用于基于机组负荷需求指令，确定机组负荷需求变化量；综合入炉热值确定单元，用于基于按单位质量计量的入炉燃料发热值和非燃料发热量入炉热量，确定锅炉侧的综合入炉热值；锅炉散热损失确定单元，用于基于锅炉散热损失设计值，确定锅炉散热损失热量；燃料量预期变化量确定单元，用于基于综合入炉热值、锅炉散热损失热量和机组负荷需求变化量，确定燃料量预期变化量；调整单元，用于基于燃料量预期变化量对未来时刻锅炉侧的燃料加入量进行调整。

18、本发明第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由一个或多个以上所述处理器加载并执行，以使电子设备实现如上所述的燃煤机组协同控制方法。

19、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现如上所述的燃煤机组协同控制方法。

20、通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

21、（1）本发明提供的燃煤机组协同控制方法在设计机组负荷调整策略时考虑了全部进入锅炉热量的变化（包括燃料热值、一次风和二次风温度和流量、冷却风温度和流量、燃料显热（包括水分）等），并将锅炉侧综合入炉总热量折合成的煤耗值替代原煤耗值，可以精确地反映入炉煤量以及对机组出力的实际影响，避免了在机组负荷调试时产生的负荷波动；

22、（2）与现有技术中仅考虑燃煤量的按负荷变化来快速按比例调整燃料量的燃煤机组控制方法相比，本发明提供的燃煤机组协同控制方法的机组负荷调整精准度更高，实现了变负荷工况下的精细化调整，解决了快速响应负荷与锅炉效率之间的矛盾；

23、（3）本发明提供的燃煤机组协同控制方法降低了机组整体煤耗，可以实现最优燃料量的入炉控制。

24、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述燃料量预期变化量的计算式为：

3.根据权利要求1所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述非燃料发热量入炉热量包括：燃料显热的热量、干空气所携带的热量和空气中水分所携带的热量。

4.根据权利要求3所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述干空气所携带的热量的计算式为：

5.根据权利要求3所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述空气中水分所携带的热量的计算式为：

6.根据权利要求3所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于

7.根据权利要求6所述的燃煤机组协同控制方法，其特征在于，所述解冻用热量的计算式为：

8.一种燃煤机组协同控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：机组负荷需求变化量确定单元、综合入炉热值确定单元、锅炉散热损失确定单元、燃料量预期变化量确定单元和调整单元；

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由一个或多个以上所述处理器加载并执行，以使电子设备实现如权利要求1~7中任一项所述的燃煤机组协同控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现如权利要求1~7中任一项所述的燃煤机组协同控制方法。

技术总结本发明提供一种燃煤机组协同控制方法、装置、设备及介质，属于燃煤机组发电技术领域，所述控制方法包括：基于机组负荷需求指令，确定机组负荷需求变化量；基于按单位质量计量的入炉燃料发热值和非燃料发热量入炉热量，确定锅炉侧的综合入炉热值；基于锅炉散热损失设计值，确定锅炉散热损失热量；基于综合入炉热值、锅炉散热损失热量和机组负荷需求变化量，确定燃料量预期变化量；基于燃料量预期变化量对未来时刻锅炉侧的燃料加入量进行调整。通过本发明提供的方法，既可以保证燃煤机组与汽轮发电机组的跟踪速度，又可以保证负荷调整精度，以解决负荷大幅调整时机组出力波动性大的问题。技术研发人员：王连声,张芬芳,王昭靖,王淇,赵虎军,陈振宇受保护的技术使用者：国能龙源蓝天节能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16