申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2020-10-17

公开（公告）日：2021-01-12

公开（公告）号：CN112214735A

主分类号：G06F17/18(20060101)

分类号：G06F17/18(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.12.09#授权;2021.01.29#实质审查的生效;2021.01.12#公开

摘要：本发明提出了一种锅炉蓄热量设定值与实时值差值在线计算方法，锅炉的大迟延、大惯性等特性削弱了机组的变负荷能力，严重时引起金属超温、电网不稳定等安全问题。瞬态过程中，锅炉蓄热设定值与实时值的差值△Qt是引起大迟延、大惯性的主要原因，△Qt的在线计算对提升机组变负荷速率意义重大。但是，在实际生产过程中，△Qt不能直接测量，其机理模型计算过程较为复杂，且其中一些参数不易测量。因此，通过易测量的压力、温度等参数在线计算△Qt尤为重要。本发明通过锅炉蓄热的机理计算模型与逐步回归相结合的方式，拟合出△Qt与温度、压力相关的关系式，为控制系统的设计提供明确的指导，对机组灵活性的提升具有重要意义。

主权项：1.一种锅炉蓄热量设定值与实时值差值在线计算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：锅炉蓄热量设定值与实时值差值机理模型计算：锅炉蓄热量分为两部分：金属蓄热和工质蓄热；利用锅炉的白箱模型进行蓄热计算；1计算金属蓄热量Qm,nt＝M*cm,nt*Tm,nt-T01式中：Qm,nt为t时刻设备n内金属蓄热量，MJ；Tm,nt为t时刻金属壁面温度，℃；T0为环境温度，℃；M为金属的质量，kg；cm,nt为t时刻金属比热容，MJkg·℃；2计算工质蓄热量Qw,nt＝mw,nt·uw,nt2式中：Qw,nt为t时刻设备n内工质蓄热量，MJ；uw,nt为t时刻设备n内储存工质的热力学能，MJkg；mw,nt为t时刻设备n内储存工质的质量，kJm3；3计算锅炉蓄热量锅炉蓄热量为锅炉中所有设备的金属蓄热量与工质蓄热量之和，具体计算公式如下：Qt＝∑Qw,nt+∑Qm,nt3式中：Qt为t时刻锅炉蓄热量，MJ；当机组处于稳态负荷时，Qt为此稳态负荷下锅炉蓄热量设定值，当机组处于变负荷过程中时，Qt为t时刻锅炉蓄热量实时值；4计算锅炉蓄热量设定值与实时值差值锅炉蓄热量设定值与实时值差值的机理模型计算如公式4所示：ΔQt＝Qst-Qr-tt4式中：△Qt为t时刻锅炉蓄热量设定值与实时值差值，MJ；Qr-tt为t时刻锅炉蓄热量实时值，MJ；Qst为t时刻锅炉蓄热量设定值，MJ；步骤2：确定锅炉蓄热量设定值与实时值差值与温度、压力相关的关系式：在实际电厂中，设备的温度和压力易于测量，锅炉蓄热量设定值与实时值差值与设备的温度、压力密切相关，故将锅炉蓄热量设定值与实时值差值通过设备的压力、温度来表示，如公式5所示； 式中：△Qt是t时刻锅炉蓄热量设定值与实时值差值，MJ；i代表设备温度的编号，k代表设备压力的编号，a代表选取的设备温度的个数，b代表选取的设备压力的个数，xi为与编号为i的设备温度相关的待定系数值，MJ；jk为与编号为k的设备压力相关的待定系数值，MJ；△Tit为t时刻编号为i的设备温度设定值与实时值的差值，℃；△pkt为t时刻编号为k的设备压力设定值与实时值的差值，MPa；Ts表示主汽温的设定值，℃；ps表示主汽压的设定值，MPa；lt为常数项，在燃煤机组负荷达到目标负荷后lt为0，MJ；公式5中△Tit与△pkt的计算方法如公式6-7所示；ΔTit＝Ti,st-Ti,rt6Δpkt＝pk,st-pk,rt7式中：Ti,st为t时刻由燃煤机组实时负荷获得的编号为i的设备温度的设定值；Ti,rt为t时刻编号为i的设备温度的实时值；pk,st为t时刻由燃煤机组实时负荷获得的编号为k的设备压力的设定值；pk,rt为t时刻编号为k的设备压力的实时值；步骤3：采用逐步回归的方法确定公式5中选取的设备温度的个数a和选取的设备压力的个数b：在锅炉的白箱模型上进行变负荷过程，通过公式4得到△Qt，通过公式6得到△Tit的值，通过公式7得到△pkt的值，以△Qt为因变量，锅炉中所有设备的△Tit与△pkt为自变量，运用逐步回归的方法，确定对△Qt影响大的设备温度、设备压力，即确定公式5中的a和b；步骤4：获得锅炉蓄热量设定值与实时值差值的拟合关系式：以步骤3中所述的△Qt为因变量，以步骤3中筛选出的a所表示的设备温度的△Tit值与b所表示的设备压力的△pkt值为自变量，运用多元线性回归的方法，得到△Qt与△Tit、△pkt的拟合关系式，即确定公式5中的xi和jk；步骤5：电厂实际运行过程中锅炉蓄热量设定值与实时值差值在线计算过程如下：1确定不同稳态负荷下，a所表示的设备温度，记为a所表示的设备温度的设定值；2确定不同稳态负荷下，b所表示的设备压力，记为b所表示的设备压力的设定值；3拟合负荷与a所表示的设备温度的设定值的线性关系式；4拟合负荷与b所表示的设备压力的设定值的线性关系式；5将t时刻燃煤机组的负荷代入子步骤3中的线性关系式，获得t时刻a所表示的设备温度的设定值，即Ti,st；6将t时刻燃煤机组的负荷代入子步骤4中的线性关系式，获得t时刻b所表示的设备压力的设定值，即pk,st；7通过温度测点测量t时刻a所表示的设备温度的实时值，即Ti,rt；8通过压力测点测量t时刻b所表示的设备压力的实时值，即pk,rt；9通过公式6利用子步骤5所得Ti,st与子步骤7所得Ti,rt获得△Tit；9通过公式7利用子步骤6所得pk,st与子步骤8所得pk,rt获得△pkt；10通过步骤4中确定的公式5利用子步骤8所得△Tit与子步骤9所得△pkt获得△Qt，实现了炉蓄热量设定值与实时值差值的在线计算，为机组灵活性的提升奠定了基础。

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百度查询： 西安交通大学 一种锅炉蓄热量设定值与实时值差值在线计算方法

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