本發(fā)明涉及熱力設(shè)備性能狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷，具體涉及一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
1、運(yùn)行中的機(jī)組和熱系統(tǒng)很難完全處于設(shè)計(jì)狀態(tài)下工作，因?yàn)檫\(yùn)行中的系統(tǒng)、設(shè)備、負(fù)荷以及各種參數(shù)很難全部處于設(shè)計(jì)的狀態(tài)，從這個(gè)意義上說(shuō)，變工況是運(yùn)行的主要工況，因此研究機(jī)組和系統(tǒng)在變工況下的狀態(tài)以及在變工況下的安全性和經(jīng)濟(jì)性就成為了非常必要而且重要的課題。
2、對(duì)熱系統(tǒng)進(jìn)行變工況計(jì)算是了解變工況的基本方法，是探討熱系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性的重要手段，毫不夸張地說(shuō)，對(duì)于任何有關(guān)機(jī)組熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入分析研究都離不開(kāi)變工況計(jì)算。而鍋爐主蒸汽壓力和溫度是燃煤機(jī)組重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)參數(shù)，通常隨著鍋爐燃燒率的增加，燃煤機(jī)組的主蒸汽溫度發(fā)生變化，同時(shí)影響鍋爐熱效率和汽輪機(jī)熱耗率，并進(jìn)而影響機(jī)組的發(fā)電煤耗率和供電煤耗率。
3、現(xiàn)有的方法分析燃料量變化對(duì)鍋爐主蒸汽溫度的影響主要通過(guò)鍋爐機(jī)組變工況熱力計(jì)算方法，通常鍋爐的變工況計(jì)算都是針對(duì)逐個(gè)受熱面進(jìn)行詳細(xì)熱力計(jì)算，但計(jì)算往往需要上百個(gè)復(fù)雜公式，且需要眾多的受熱面結(jié)構(gòu)參數(shù)，可見(jiàn)計(jì)算非常繁雜，所需原始資料繁多；雖然使用電算將使這種計(jì)算變得方便，但與熱系統(tǒng)計(jì)算的任務(wù)相比仍然繁重，有時(shí)會(huì)因原始資料不足而無(wú)法進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致往往的實(shí)際情況是要求運(yùn)行人員常常在無(wú)法有效獲知鍋爐受熱面詳細(xì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的情況下分析機(jī)組的燃燒率變化對(duì)主蒸汽溫度的影響，此時(shí)，就需要構(gòu)建較為精確的燃料量變化對(duì)鍋爐主蒸汽溫度定量影響的近似計(jì)算模型。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法及相關(guān)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)建立鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度定量影響的近似計(jì)算模型，在鍋爐機(jī)組變工況下，僅需根據(jù)基準(zhǔn)工況運(yùn)行數(shù)據(jù)中的參數(shù)，就能夠精確地進(jìn)行分析和計(jì)算鍋爐燃料量變化對(duì)鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度的定量影響；本發(fā)明更為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析鍋爐燃料量變化對(duì)鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度的影響及直流鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度的控制提供了精準(zhǔn)的方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有方法在計(jì)算方面所需大量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的缺陷。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
3、第一方面，本發(fā)明提供了一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法，包括以下步驟：
4、根據(jù)鍋爐熱平衡方程，結(jié)合微分理論，得到主蒸汽工質(zhì)焓值與鍋爐燃料量和鍋爐熱效率之間的函數(shù)表達(dá)式，然后通過(guò)對(duì)主蒸汽工質(zhì)焓值進(jìn)行微分化，得到主蒸汽工質(zhì)溫度變化量與焓值變化量之間的函數(shù)表達(dá)式；
5、根據(jù)汽輪機(jī)臨界工況流量近似計(jì)算方程和主蒸汽工質(zhì)溫度的折合溫度經(jīng)驗(yàn)方程得到主蒸汽工質(zhì)壓力與主蒸汽工質(zhì)溫度之間的函數(shù)表達(dá)式，結(jié)合主蒸汽工質(zhì)壓力與主蒸汽工質(zhì)溫度之間的函數(shù)表達(dá)式和上述得到的主蒸汽工質(zhì)焓值與鍋爐燃料量和鍋爐熱效率之間的函數(shù)表達(dá)式、主蒸汽工質(zhì)溫度變化量與焓值變化量之間的函數(shù)表達(dá)式，得到主蒸汽工質(zhì)溫度與鍋爐燃料量變化和鍋爐熱效率變化的函數(shù)表達(dá)式；
6、建立爐膛出口煙溫和鍋爐燃料量之間的關(guān)系方程并進(jìn)行微分化，將微分化后的爐膛出口煙溫和鍋爐燃料量之間的關(guān)系方程通過(guò)修正的方法得到鍋爐的排煙溫度變化量表達(dá)式，然后根據(jù)鍋爐熱效率的變化量表達(dá)式和上述得到的主蒸汽工質(zhì)溫度與鍋爐燃料量變化和鍋爐熱效率變化的函數(shù)表達(dá)式、微分化后的爐膛出口煙溫和鍋爐燃料量之間的關(guān)系方程和鍋爐的排煙溫度變化量表達(dá)式，得到鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算模型，通過(guò)鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算模型得到主蒸汽工質(zhì)溫度的變化量δθ′t；
7、進(jìn)一步地，所述主蒸汽工質(zhì)焓值與鍋爐燃料量和鍋爐熱效率之間的函數(shù)表達(dá)式具體為：
8、
9、式中，h′t為主蒸汽工質(zhì)焓值，單位為kj/kg；δh∑為工質(zhì)通過(guò)鍋爐后的總焓增，單位為kj/kg；b為燃料流量，包括和燃料流量相適應(yīng)的送風(fēng)量，單位為kg/s；η為鍋爐效率，單位為％；
10、進(jìn)一步地，所述主蒸汽工質(zhì)溫度變化量與焓值變化量之間的函數(shù)表達(dá)式具體為：
11、
12、式中，θ′t為主蒸汽工質(zhì)溫度，單位為℃；h′t為主蒸汽工質(zhì)焓值，單位為kj/kg；cp為工質(zhì)的等壓比熱，單位為kj/(kg·℃)；kθ為非常系數(shù)，p′t為主蒸汽工質(zhì)壓力，單位為mpa；
13、進(jìn)一步地，所述汽輪機(jī)臨界工況流量近似計(jì)算方程具體為：
14、
15、所述主蒸汽工質(zhì)溫度的折合溫度經(jīng)驗(yàn)方程具體為：
16、
17、所述主蒸汽工質(zhì)壓力與主蒸汽工質(zhì)溫度之間的函數(shù)表達(dá)式具體為：
18、
19、式中，d為蒸汽流量，單位為kg/s；k為流量系數(shù)；p′t為主蒸汽工質(zhì)壓力，單位為mpa；為主蒸汽工質(zhì)溫度的折合溫度，單位為℃；θ′t為主蒸汽工質(zhì)溫度，單位為℃；腳注0表示原穩(wěn)態(tài)時(shí)的參數(shù)；
20、進(jìn)一步地，所述主蒸汽工質(zhì)溫度與鍋爐燃料量變化和鍋爐熱效率變化的函數(shù)表達(dá)式具體為：
21、
22、式中，θ′t為主蒸汽工質(zhì)溫度，單位為℃；δh∑為工質(zhì)通過(guò)鍋爐后的總焓增，單位為kj/kg；cp為工質(zhì)的等壓比熱，單位為kj/(kg·℃)；b為燃料流量，包括和燃料流量相適應(yīng)的送風(fēng)量，單位為kg/s；η為鍋爐效率，單位為％；
23、進(jìn)一步地，所述微分化后的爐膛出口煙溫和鍋爐燃料量之間的關(guān)系方程具體為：
24、
25、式中，t1′t為爐膛出口的煙溫，單位為℃；ta為理論燃燒溫度，單位為℃；下標(biāo)0表示基準(zhǔn)工況或者燃料量變化前的工況；b為燃料流量，包括和燃料流量相適應(yīng)的送風(fēng)量，單位為kg/s；
26、進(jìn)一步地，所述鍋爐的排煙溫度變化量表達(dá)式具體為：
27、
28、式中，θpy為鍋爐的排煙溫度，單位為℃；ζ為小于1的修正系數(shù)；t1′t為爐膛出口的煙溫，單位為℃；
29、進(jìn)一步地，所述鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算模型具體為：
30、
31、式中，θ′t為主蒸汽工質(zhì)溫度，單位為℃；δh∑為工質(zhì)通過(guò)鍋爐后的總焓增，單位為kj/kg；cp為工質(zhì)的等壓比熱，單位為kj/(kg·℃)；ta為理論燃燒溫度，單位為℃；t1′t為爐膛出口的煙溫，單位為℃；ζ為小于1的修正系數(shù)；q2為鍋爐排煙熱損失，單位為％；θpy為鍋爐的排煙溫度，單位為℃；t0為環(huán)境溫度，單位為℃；η為鍋爐效率，單位為％；下標(biāo)0表示基準(zhǔn)工況或者燃料量變化前的工況；b為燃料流量，包括和燃料流量相適應(yīng)的送風(fēng)量，單位為kg/s。
32、第二方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法的步驟；
33、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法的步驟。
34、上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)勢(shì)或者有益效果：
35、第一方面，本發(fā)明提供了一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法，通過(guò)確定鍋爐靜態(tài)時(shí)的熱平衡關(guān)系，對(duì)熱平衡方程進(jìn)行微分處理，推導(dǎo)燃料量變化對(duì)主蒸汽工質(zhì)焓值的影響，然后結(jié)合主蒸汽工質(zhì)溫度的折合溫度經(jīng)驗(yàn)方程和汽輪機(jī)臨界工況流量近似計(jì)算方程，計(jì)算燃料量變化對(duì)主蒸汽工質(zhì)溫度的具體影響，最后通過(guò)修正鍋爐熱效率變化量，進(jìn)一步得到并優(yōu)化計(jì)算模型，僅需根據(jù)基準(zhǔn)工況運(yùn)行數(shù)據(jù)中的參數(shù)，就能夠精確地進(jìn)行分析和計(jì)算鍋爐燃料量變化對(duì)鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度的定量影響，極大簡(jiǎn)化了計(jì)算步驟，優(yōu)化了鍋爐運(yùn)行效率，降低了發(fā)電煤耗率，還能夠使計(jì)算更加精確和科學(xué)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)計(jì)算和分析直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫的定量影響，攻克了燃料量變化無(wú)法對(duì)鍋爐主蒸汽工質(zhì)溫度便捷、準(zhǔn)確計(jì)算和定量分析的缺陷；其次，本發(fā)明不僅適用于無(wú)再熱的機(jī)組，也能夠適用于有再熱的機(jī)組，為鍋爐運(yùn)行人員提供理論指導(dǎo)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
36、第二方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過(guò)處理器執(zhí)行特定的計(jì)算機(jī)程序，能夠高效地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法的步驟，計(jì)算機(jī)設(shè)備在執(zhí)行數(shù)據(jù)處理任務(wù)時(shí)，能夠精確地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和邏輯判斷，避免了人為因素導(dǎo)致的誤差。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)程序具有高度的穩(wěn)定性和可靠性，因此可以確保數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。
37、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)將本發(fā)明一種直流鍋爐燃料量擾動(dòng)對(duì)汽溫定量影響的近似計(jì)算方法的步驟編程為計(jì)算機(jī)程序并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，用戶(hù)可以輕松地將這些程序加載到任何兼容的計(jì)算機(jī)設(shè)備上并執(zhí)行，而無(wú)需重新編寫(xiě)或轉(zhuǎn)換代碼，大大提高了程序執(zhí)行的便捷性和靈活性。