專利名稱：火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制技術(shù)，特別涉及一種用于火電廠脫硫上網(wǎng)電量計(jì)算方法 的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國(guó)是以燃煤為主的國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1995年煤炭消耗量為12. 8億噸,且呈逐年 遞增趨勢(shì)，二氧化硫的排放量達(dá)2370萬(wàn)噸，超過(guò)美國(guó)2100萬(wàn)噸的排放量，成為世 界二氧化硫排放第一大國(guó)。目前全國(guó)62%以上的城市S02濃度超過(guò)國(guó)家環(huán)境質(zhì)量二 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占全國(guó)面積40%左右的地區(qū)受到S02大量排放引起的酸雨污染，因此控制 S02的污染勢(shì)在必行。
1996年我國(guó)頒布的新《大氣污染防治法》針對(duì)我國(guó)酸雨和S02污染日趨加重的 情況，規(guī)定對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生和可能產(chǎn)生酸雨的地區(qū)和其他S02污染嚴(yán)重地區(qū)劃定酸雨控 制區(qū)或者S02控制區(qū)，控制區(qū)內(nèi)新建的不能燃用低硫煤的火電廠和其他大中型企業(yè) 必須配套建設(shè)脫硫和除塵裝置，或者采用相應(yīng)控制S02的措施；己建成的不能燃用 低硫煤的企業(yè)應(yīng)采取控制S02排放和除塵措施。國(guó)家環(huán)保局要求在兩控區(qū)內(nèi)，要把 治理措施作為當(dāng)?shù)匾?guī)劃的重點(diǎn)內(nèi)容。
目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的S02的控制途徑有三種燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒 后脫硫(即煙氣脫硫)。其中，煙氣脫硫(FGD即Flue Gas Desulfuration)是目前 世界唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制S02污染和酸雨的主要技術(shù)手段。
全世界己有15個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用了 FGD裝置，其設(shè)備總裝機(jī)容量相當(dāng)于2-2.5 億Kw，每年去除S021000萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992年，全球安裝了 FGD裝置646套，其 中美國(guó)占55.3%,德國(guó)占26.4%，日本占8.6%，其余國(guó)家占9.7%。由于上述三國(guó)大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置，且成效顯著，雖然近年三國(guó)電站的裝機(jī)容量不斷增加，但S02 排放總量卻逐年減少。
在我國(guó)，節(jié)能減排，降低單位GDP能耗，形成節(jié)約、環(huán)保型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式是國(guó) 家"十一五"規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，減少火力發(fā)電廠的污染排放量 是貫徹節(jié)能減排方針的重要途徑。在火力發(fā)電廠新建脫硫系統(tǒng)，可大大改善電廠污 染排放量，是目前火電廠實(shí)現(xiàn)環(huán)保運(yùn)行的主要手段。
隨著火電廠脫硫系統(tǒng)的建設(shè)和投運(yùn)，凸現(xiàn)了一些新的問(wèn)題。首先是火電廠自身
缺乏脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)的積極性。其次電網(wǎng)公司缺乏脫硫系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、評(píng)估的技
術(shù)手段，不能形成閉環(huán)反饋從而促進(jìn)火電廠脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的有效控制。最后電網(wǎng)公
司和火電廠之間不能進(jìn)行脫硫時(shí)段上網(wǎng)電量的核算，從而極大地阻礙了脫硫系統(tǒng)的
市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能推 進(jìn)脫硫工作的規(guī)范化、市場(chǎng)化、法律化的火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，
其特征在于，步驟如下
1) 計(jì)算S。2量，S。2量:S。2濃度(mg/Nm3) X煙氣量(NmVh)， S02濃度和煙氣 量由SCADA系統(tǒng)采集得到；
2) 計(jì)算脫硫效率，7 = C訓(xùn)2—僻聊一Cs02-ctewgtM x 1QQ%，其中
CSQ2_^gai—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6% 02下的原煙氣中的S02濃度
Cso^,^^—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6% 02下的凈煙氣中的S02濃度；
3) 根據(jù)計(jì)算量判斷是否為有效脫硫，有效脫硫的指標(biāo)為 a)脫硫效率介于80% 100%;b) 脫硫裝置的脫硫總量大于脫硫裝置設(shè)計(jì)總量的70%;
c) 脫硫裝置出口 S(V濃度小于1200mg/m3;
當(dāng)旁路煙氣擋板關(guān)閉時(shí)，a)與b)兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn)行參數(shù) 合格；當(dāng)旁路煙氣擋板打開(kāi)時(shí)，a)與b)、 c)三個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn) 行參數(shù)合格；
4)計(jì)算無(wú)效脫硫電量，處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的機(jī)組的上網(wǎng)電量定義為無(wú)效脫硫電 量；電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，采用以下公式計(jì)算每N分鐘內(nèi) 的無(wú)效脫硫電量
<formula>formula see original document page 6</formula>，
其中
Pit——由數(shù)據(jù)處理得到的機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)時(shí)的瞬時(shí)功率；
Pt——從脫硫RTU采集到的機(jī)組瞬時(shí)功率；
ti——機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間；
E15——從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取的機(jī)組每N分鐘電量；
實(shí)際系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中對(duì)火電廠有功SCADA (supervisory control and data acquisition,數(shù)據(jù)采集監(jiān)控)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行積分處理得到每N分鐘電量；通過(guò)公式 處理獲得有效脫硫狀態(tài)下的的瞬時(shí)功率，并對(duì)此功率值進(jìn)行積分處理獲得每N分鐘 無(wú)效脫硫電量，然后從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取電廠N分鐘總電量，通過(guò)上述公式獲得 無(wú)效脫硫電量；
由于SCADA數(shù)據(jù)不能作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以SCADA數(shù)據(jù)只是計(jì)算出無(wú)效脫硫電量 在總時(shí)段電量中所占比重，由于數(shù)據(jù)來(lái)源一致，因此可以消除系統(tǒng)誤差；利用這個(gè) 比重量再和電能量系統(tǒng)獲得的精確電量數(shù)據(jù)相結(jié)合從而獲得比較精確的無(wú)效脫硫電 量；5)計(jì)算上網(wǎng)脫硫電量，上網(wǎng)脫硫電量=總電量-無(wú)效脫硫電量。 進(jìn)一步的，所述步驟4)中，N分鐘為15分鐘。
利用本發(fā)明提供的火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，為電網(wǎng)公司和火電廠之間 建立一個(gè)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行管理的閉環(huán)反饋信息通道提供了可能。有利于規(guī)范并網(wǎng)火電 廠的脫硫管理和購(gòu)售電合同管理，為政府職能部門(mén)提供污染物排放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和監(jiān)管 依據(jù)，對(duì)改善大氣質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境將發(fā)揮積極作用。電網(wǎng)公司、火電廠可實(shí)時(shí) 獲取脫硫系統(tǒng)運(yùn)行工況、有效性以及電量核算，利用本發(fā)明首先是火電廠自身提高 了脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)的積極性；其次電網(wǎng)公司解決了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、評(píng)估的技 術(shù)問(wèn)題，以形成閉環(huán)反饋從而促進(jìn)火電廠脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的有效控制；最后電網(wǎng)公司 和火電廠之間能進(jìn)行脫硫時(shí)段上網(wǎng)電量的核算，從而極大地促進(jìn)了脫硫系統(tǒng)的市場(chǎng) 化運(yùn)營(yíng)；同時(shí)也對(duì)推進(jìn)脫硫工作的規(guī)范化、市場(chǎng)化、法律化提供了技術(shù)支撐。
以一臺(tái)30萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組為例，按照每日有效脫硫時(shí)間95.3%、平均負(fù)荷率
86. 7%計(jì)算，將產(chǎn)生二氧化硫9.1萬(wàn)千克，脫硫后二氧化硫的排放量?jī)H為0. 4-0. 5萬(wàn)
千克，可減少了 8.6萬(wàn)千克的二氧化硫排放量。而脫硫信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的投運(yùn)將促使
各并網(wǎng)火電廠按照國(guó)家規(guī)定投入脫硫系統(tǒng)，確保單臺(tái)燃煤機(jī)組的二氧化硫排放濃度
滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明所涉及到的火電廠脫硫運(yùn)行工況示意圖2是本發(fā)明的火電廠上網(wǎng)脫硫電量計(jì)算方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于 限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，即利用SCADA (supervisory control and data acquisition,數(shù)據(jù)采集監(jiān)控)系統(tǒng) 采集的脫硫運(yùn)行工況數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算火電廠有效脫硫上網(wǎng)電量的方法，該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò) 程如下；
1) 計(jì)算S02量，S。2量=S。2濃度(呢/Nm3) X煙氣量(NmVh)， S02濃度和煙氣 量由SCADA系統(tǒng)采集得到。
2) 計(jì)算脫硫效率，7 = Cso2, _ Q。2一c,， x剛％ ，
L S02-rawg。s
CW2—，m,—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6% 02下的原煙氣中的S02濃度 <^。2_* ^—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6% 02下的凈煙氣中的S02濃度
3) 根據(jù)計(jì)算量判斷是否為有效脫硫。有效脫硫的指標(biāo)為
a) 脫硫效率介于80% 100%。
b) 脫硫裝置的脫硫總量大于脫硫裝置設(shè)計(jì)總量的70%。
c) 脫硫裝置出口 S02濃度小于1200mg/m3。
當(dāng)旁路煙氣擋板關(guān)閉時(shí)，a)與b)兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn)行參數(shù) 合格；當(dāng)旁路煙氣擋板打開(kāi)時(shí)，a)與b)、 c)三個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn) 行參數(shù)合格。
4) 計(jì)算無(wú)效脫硫電量，處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的機(jī)組的上網(wǎng)電量定義為無(wú)效脫硫電 量。電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以每15分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，采用以下公式計(jì)算每15分鐘 內(nèi)的無(wú)效脫硫電量
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中
Plt——由數(shù)據(jù)處理得到的機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)時(shí)的瞬時(shí)功率 Pt——從脫硫RTU采集到的機(jī)組瞬時(shí)功率ti——機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間
E15——從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取的機(jī)組每15分鐘電量
實(shí)際系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中對(duì)火電廠有功SCADA采集數(shù)據(jù)進(jìn)行積分處理得到每15分鐘電 量；通過(guò)公式處理獲得有效脫硫狀態(tài)下的的瞬時(shí)功率，并對(duì)此功率值進(jìn)行積分處理 獲得每15分鐘無(wú)效脫硫電量，然后從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取電廠15分鐘總電量，通 過(guò)上述公式獲得無(wú)效脫硫電量。
由于SCADA數(shù)據(jù)不能作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以SCADA數(shù)據(jù)只是計(jì)算出無(wú)效脫硫電量 在總時(shí)段電量中所占比重，由于數(shù)據(jù)來(lái)源一致，因此可以消除系統(tǒng)誤差。利用這個(gè)
比重量再和電能量系統(tǒng)獲得的精確電量數(shù)據(jù)相結(jié)合從而獲得比較精確的無(wú)效脫硫電
且 里。
5)計(jì)算上網(wǎng)脫硫電量，上網(wǎng)脫硫電量=總電量-無(wú)效脫硫電量。 本發(fā)明實(shí)施例的電網(wǎng)利用SCADA采集系統(tǒng)和電能量系統(tǒng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)火電廠上網(wǎng)脫 硫電量的計(jì)算。
如圖1所示，為火電廠脫硫工況。煙氣經(jīng)入口煙氣擋板、煙氣加熱器，至脫硫 島(脫硫系統(tǒng))，再經(jīng)煙氣加熱器、出口煙氣擋板，至煙囪出口，在煙氣進(jìn)口與煙囪 出口之間設(shè)有旁路煙氣擋板；需要采集的脫硫信息包括以下內(nèi)容 1開(kāi)關(guān)量
1) 旁路煙氣擋板狀態(tài)；
2) 入口煙氣擋板狀態(tài)；
3) 出口煙氣擋板狀態(tài)；
4) 脫硫系統(tǒng)總有功功率；
5) 脫硫系統(tǒng)總無(wú)功功率 2模擬量
進(jìn)口煙氣擋板前艮P:1) 機(jī)組進(jìn)口煙氣擋板前的二氧化硫濃度；
2) 機(jī)組進(jìn)口煙氣擋板前的煙塵濃度
3) 機(jī)組進(jìn)口煙氣擋板前的煙氣流量；
4) 機(jī)組進(jìn)口煙氣擋板前的煙氣含氧量； 出口煙氣擋板前艮P:
1) 脫硫后出口煙氣擋板的二氧化硫濃度；
2) 脫硫后出口煙氣擋板的氮氧化合物濃度；
3) 脫硫后出口煙氣擋板的煙塵濃度
4) 脫硫后出口煙氣擋板的煙氣流量；
5) 脫硫后出口煙氣擋板的煙氣含氧量；
6) 脫硫后出口煙氣擋板的脫硫效率； 脫硫公用出口 (主煙囪處)
1) 煙囪出口二氧化硫濃度；
2) 煙囪出口氮氧化合物濃度；
3) 煙囪出口煙塵濃度
4) 煙囪出口煙氣流量；
5) 煙囪出口煙氣含氧量； 3電能計(jì)量信息
1) 單臺(tái)機(jī)組變壓器(發(fā)變組)高壓側(cè)出口的有功功率電量、無(wú)功功率電量；
2) 單臺(tái)機(jī)組變壓器(發(fā)變組)高壓側(cè)出口的有功功率行度、無(wú)功功率行度。 以上實(shí)施例很好地為貴州電網(wǎng)解決了火電廠有效脫硫電量和無(wú)效脫硫電量的上
網(wǎng)價(jià)格不一樣的問(wèn)題。
權(quán)利要求
1、一種火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，其特征在于，步驟如下1)計(jì)算SO2量，SO2量＝SO2濃度(mg/Nm3)×煙氣量(Nm3/h)，SO2濃度和煙氣量由SCADA系統(tǒng)采集得到；2)計(jì)算脫硫效率，其中CSO2-rawgas—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6％O2下的原煙氣中的SO2濃度CSO2-cleangas—折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6％O2下的凈煙氣中的SO2濃度；3)根據(jù)計(jì)算量判斷是否為有效脫硫，有效脫硫的指標(biāo)為a)脫硫效率介于80％～100％；b)脫硫裝置的脫硫總量大于脫硫裝置設(shè)計(jì)總量的70％；c)脫硫裝置出口SO2濃度小于1200mg/m3；當(dāng)旁路煙氣擋板關(guān)閉時(shí)，a)與b)兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn)行參數(shù)合格；當(dāng)旁路煙氣擋板打開(kāi)時(shí)，a)與b)、c)三個(gè)指標(biāo)同時(shí)滿足即判定機(jī)組脫硫運(yùn)行參數(shù)合格；4)計(jì)算無(wú)效脫硫電量，處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的機(jī)組的上網(wǎng)電量定義為無(wú)效脫硫電量；電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，采用以下公式計(jì)算每N分鐘內(nèi)的無(wú)效脫硫電量其中P1t——由數(shù)據(jù)處理得到的機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)時(shí)的瞬時(shí)功率；Pt——從脫硫RTU采集到的機(jī)組瞬時(shí)功率；ti——機(jī)組處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間；E15——從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取的機(jī)組每N分鐘電量；實(shí)際系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中對(duì)火電廠有功SCADA采集數(shù)據(jù)進(jìn)行積分處理得到每N分鐘電量；通過(guò)公式處理獲得有效脫硫狀態(tài)下的的瞬時(shí)功率，并對(duì)此功率值進(jìn)行積分處理獲得每N分鐘無(wú)效脫硫電量，然后從電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)獲取電廠N分鐘總電量，通過(guò)上述公式獲得無(wú)效脫硫電量；5)計(jì)算上網(wǎng)脫硫電量，上網(wǎng)脫硫電量＝總電量-無(wú)效脫硫電量。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟4)中，N分鐘為15分鐘。
全文摘要
一種火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算方法，涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的是火電廠脫硫上網(wǎng)電量的計(jì)算技術(shù)問(wèn)題；該計(jì)算方法的步驟如下1)SO₂量＝SO₂濃度×煙氣量；2)計(jì)算脫硫效率；3)根據(jù)計(jì)算量判斷是否為有效脫硫；4)計(jì)算無(wú)效脫硫電量，處于無(wú)效脫硫狀態(tài)的機(jī)組的上網(wǎng)電量定義為無(wú)效脫硫電量；電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，采用以上公式計(jì)算每N分鐘內(nèi)的無(wú)效脫硫電量；5)計(jì)算上網(wǎng)脫硫電量，上網(wǎng)脫硫電量＝總電量-無(wú)效脫硫電量。本發(fā)明具有能推進(jìn)脫硫工作的規(guī)范化、市場(chǎng)化、法律化的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R11/56GK101430345SQ20071017084
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者張衛(wèi)紅, 楊偉群, 翔 郭, 陳曉謹(jǐn) 申請(qǐng)人:上海申瑞電力科技股份有限公司;貴州電力調(diào)度通信局