專利名稱：一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電站鍋爐經(jīng)濟(jì)性分析技術(shù)，尤其涉及一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置。
背景技術(shù)：
目前，絕大部分電廠都存在燃燒煤種偏離設(shè)計(jì)煤種的問題，而煤質(zhì)在線測(cè)量技 術(shù)還不能達(dá)到精度要求，煤質(zhì)分析至少要推后一天才可獲得，鍋爐中的煤粉燃燒過程處 于“黑匣子”狀態(tài)，運(yùn)行人員只能憑經(jīng)驗(yàn)操作，由于現(xiàn)有的燃燒優(yōu)化技術(shù)都需要預(yù)先知 道煤質(zhì)，煤質(zhì)變化時(shí)無(wú)法做到及時(shí)優(yōu)化運(yùn)行，更難做到實(shí)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性分析。因此，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)煤質(zhì)、對(duì)煤燃燒過程的整個(gè)生命周期進(jìn)行在線監(jiān)控來(lái)實(shí)現(xiàn)燃燒 優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)性在線分析對(duì)電廠的發(fā)展至關(guān)重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，該裝置能夠通過在 線監(jiān)控煤燃燒的整個(gè)過程，反饋優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，確保鍋爐穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并提供歷史 數(shù)據(jù)的查詢。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，包括—數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，用于以一定的周期采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)待查詢的歷史數(shù)據(jù)；一經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)，用于在線評(píng)估著火狀態(tài)、估算目標(biāo)優(yōu)化參數(shù)及分析 耗差、評(píng)估運(yùn)行工況；一經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)，用于查詢歷史參數(shù)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)績(jī)效考核的自動(dòng)化；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)子系統(tǒng)分別與經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型的其它一些特點(diǎn)是，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)，用于從電廠DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集鍋爐各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)，由紅外測(cè)溫儀構(gòu)成，各紅外探測(cè)儀分布在不同的高度， 用以采集爐膛溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)。飛灰含碳量采集系統(tǒng)，用于在線采集飛灰含碳量，反映煤粉的燃盡規(guī)律。接口單元，為經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，該 接口單元從鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)、爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)、爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)獲取實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)提供給經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)。所述經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)包括著火評(píng)估單元，用于預(yù)測(cè)臨界滅火溫度，即若低于此溫度，則會(huì)導(dǎo)致滅火。耗差分析單元，通過分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的目標(biāo)優(yōu)化值，獲取在目標(biāo)工況下和實(shí)時(shí)工況下煤耗之差。專家診斷單元，用于實(shí)時(shí)評(píng)估運(yùn)行參數(shù)并反饋調(diào)整意見。所述經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)包括參數(shù)趨勢(shì)查詢單元，用于查詢運(yùn)行參數(shù)歷史趨勢(shì)。績(jī)效考核單元，實(shí)現(xiàn)績(jī)效考核的自動(dòng)化及報(bào)表自動(dòng)打印功能。本實(shí)用新型帶來(lái)的技術(shù)效果是1、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)煤質(zhì)、監(jiān)控煤燃燒的整個(gè)生命周期，對(duì)煤燃燒過程的整個(gè)生命周期 進(jìn)行在線監(jiān)控。從而使得燃燒不再處于”黑匣子”的狀態(tài)，解決了現(xiàn)有的燃燒優(yōu)化技術(shù) 都需要預(yù)先知道煤質(zhì)的難點(diǎn)。2、產(chǎn)出-投入比高。系統(tǒng)利用電廠原有的DCS系統(tǒng)，添加溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)即 可實(shí)現(xiàn)煤燃燒的經(jīng)濟(jì)性分析，從而為電廠節(jié)約每年上億元的成本。3、軟件操作簡(jiǎn)單，功能設(shè)計(jì)符合電廠需求。諸如績(jī)效考核自動(dòng)化、專家診斷等 功能有助于提高電廠員工的準(zhǔn)確性和工作效率。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參考圖1，本實(shí)施案例給出煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、 經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)。其中，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)、爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)、飛 灰含碳量采集系統(tǒng)和接口單元。鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)可利用電廠現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集鍋爐各項(xiàng)運(yùn)行參 數(shù)；爐膛溫度采集系統(tǒng)由紅外探測(cè)傳感器和紅外測(cè)溫儀構(gòu)成，紅外探測(cè)傳感器分布在爐 膛不同高度；飛灰含碳量采集系統(tǒng)采用西安交通大學(xué)研發(fā)的飛灰測(cè)碳儀。接口單元為一 臺(tái)裝有數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的服務(wù)器。接口單元通過計(jì)算機(jī)串口與三個(gè)采集系統(tǒng)相連，將實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)讀至數(shù)據(jù)庫(kù)；接口單元通過計(jì)算機(jī)串口與經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)相 連，將需要的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出。經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)包括著火評(píng)估單元、耗差分析單元和專家診斷單元。著火評(píng)估單元首先通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，建立運(yùn)行參數(shù)與煤質(zhì)參數(shù)的關(guān)系式， 該關(guān)系式以粉機(jī)轉(zhuǎn)速、爐膛溫度、鍋爐蒸發(fā)量和一、二次風(fēng)速為輸入?yún)?shù)推算煤質(zhì)特性
(包括灰分，低位發(fā)熱量和揮發(fā)份)；其次，分析歷史數(shù)據(jù)，建立煤質(zhì)、運(yùn)行參數(shù)與臨 界滅火溫度的關(guān)系式，該關(guān)系式以煤質(zhì)特性、風(fēng)粉濃度、風(fēng)粉溫度為輸入預(yù)測(cè)臨界滅火 溫度，只有將爐膛溫度保持在此溫度之上，鍋爐才可安全穩(wěn)定的運(yùn)行。系統(tǒng)在工作過程 中，從接口單元讀出以上實(shí)時(shí)參數(shù)，代入煤質(zhì)參數(shù)關(guān)系式反推煤質(zhì)，再將煤質(zhì)參數(shù)代入 臨界滅火溫度關(guān)系式。耗差分析單元用于預(yù)測(cè)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的目標(biāo)優(yōu)化值，獲取在目標(biāo)工況下和實(shí)時(shí) 工況下煤耗之差；其過程是，首先通過分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)中大量的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)不
4同煤質(zhì)、不同負(fù)荷下各運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)值，鍋爐運(yùn)行在該工況下，經(jīng)濟(jì)性最佳；再 從數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的接口單元讀出實(shí)時(shí)鍋爐運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)下的煤耗與優(yōu) 化參數(shù)之差，最后將耗差分析單元的分析結(jié)果寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，供歷史查詢用。專家診斷單元從接口單元中讀出實(shí)時(shí)參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷和煤質(zhì)，對(duì)比專家建 議數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，診斷當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，如若參數(shù)不正常，則向工作人員報(bào)警，并羅列 出不正常的參數(shù)、導(dǎo)致參數(shù)不正常的原因及合理的調(diào)整方案。其中，專家建議數(shù)據(jù)庫(kù)中 的數(shù)據(jù)以煤種和負(fù)荷為分類依據(jù)，存儲(chǔ)了各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的上限和下限，在此范圍之內(nèi)參 數(shù)正常；該上限和下限是分析歷史數(shù)據(jù)而來(lái)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)僅存儲(chǔ)當(dāng)前參數(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)選取具有績(jī)效考核價(jià)值的參 數(shù)，存儲(chǔ)大量歷史數(shù)據(jù)，為著火評(píng)估模型、耗差分析模型和專家診斷模型的建立提供素 材和參照，為經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)提供可查詢的數(shù)據(jù)。經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)包括參數(shù)趨勢(shì)單元和績(jī)效考核單元。參數(shù)趨勢(shì)單元接受用戶的命令，如查詢的時(shí)間段、查詢的條目等，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 子系統(tǒng)取出相關(guān)數(shù)據(jù)，并繪制相關(guān)曲線?？?jī)效考核單元自動(dòng)運(yùn)算績(jī)效考核值，實(shí)現(xiàn)績(jī)效 考核的自動(dòng)化。綜上，本實(shí)用新型可廣泛用于煤種頻繁變化的火電廠。可實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)煤質(zhì)、監(jiān)控 煤燃燒的整個(gè)生命周期，對(duì)煤燃燒過程的整個(gè)生命周期進(jìn)行在線監(jiān)控。從而使得燃燒不 再處于”黑匣子”的狀態(tài)，解決了現(xiàn)有的燃燒優(yōu)化技術(shù)都需要預(yù)先知道煤質(zhì)的難點(diǎn)。本 實(shí)用新型產(chǎn)出-投入比高。裝置可利用電廠原有的DCS系統(tǒng)，添加溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)即可 實(shí)現(xiàn)煤燃燒的經(jīng)濟(jì)性分析，從而為電廠節(jié)約每年上億元的成本。軟件操作簡(jiǎn)單，功能設(shè) 計(jì)符合電廠需求。諸如績(jī)效考核自動(dòng)化、專家診斷等功能有助于提高電廠員工的準(zhǔn)確性 和工作效率。
權(quán)利要求1.一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，該裝置包括 一數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，用于以一定的周期采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)待查詢的歷史數(shù)據(jù)；一經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)，用于在線評(píng)估著火狀態(tài)、估算目標(biāo)優(yōu)化參數(shù)及分析耗 差、評(píng)估運(yùn)行工況；一經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)，用于查詢歷史參數(shù)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)績(jī)效考核的自動(dòng)化； 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子 系統(tǒng)分別與經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng) 包括鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)，用于從電廠DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集鍋爐各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)； 爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)，用以采集爐膛溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)；該爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)由紅外探 測(cè)傳感器和紅外測(cè)溫儀構(gòu)成，紅外探測(cè)傳感器分布在爐膛不同的高度；飛灰含碳量采集系統(tǒng)，用于在線采集飛灰含碳量，反映煤粉的燃盡規(guī)律； 接口單元，用于為經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)； 鍋爐運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)、爐膛溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)和飛灰含碳量采集系統(tǒng)均與接口單元 連接。
3.如權(quán)利要求1所述的煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的經(jīng)濟(jì)性在線分析 子系統(tǒng)包括著火評(píng)估單元，用于預(yù)測(cè)臨界滅火溫度，即若低于此溫度，則會(huì)導(dǎo)致滅火； 耗差分析單元，用于預(yù)測(cè)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的目標(biāo)優(yōu)化值，獲取在目標(biāo)工況下和實(shí)時(shí)工 況下煤耗之差；專家診斷單元，用于實(shí)時(shí)評(píng)估運(yùn)行參數(shù)并反饋調(diào)整意見。
4.如權(quán)利要求1所述的煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的經(jīng)濟(jì)性歷史分析 子系統(tǒng)包括參數(shù)趨勢(shì)查詢單元，用于查詢運(yùn)行參數(shù)歷史趨勢(shì)； 績(jī)效考核單元，用于實(shí)現(xiàn)績(jī)效考核的自動(dòng)化及報(bào)表自動(dòng)打印功能。
5.如權(quán)利要求2所述的煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的接口單元與經(jīng)濟(jì) 性在線分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)串行接口相連。
6.如權(quán)利要求3所述的燃煤經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的著火評(píng)估單元，用 于根據(jù)運(yùn)行工況在線反推煤質(zhì)，根據(jù)反推的煤質(zhì)，進(jìn)行著火評(píng)估。
7.如權(quán)利要求3所述的燃煤經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述參數(shù)的目標(biāo)優(yōu)化值， 是參考?xì)v史上同工況的參數(shù)估算的最優(yōu)參數(shù)。
8.如權(quán)利要求3所述的燃煤經(jīng)濟(jì)性分析裝置，其特征在于，所述的專家診斷單元，用 于運(yùn)行參數(shù)的評(píng)估與工況邦定，參數(shù)異常時(shí)可實(shí)時(shí)報(bào)警。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤燃燒經(jīng)濟(jì)性分析裝置，該裝置包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于在線采集爐膛溫度場(chǎng)、飛灰含碳量及其他鍋爐運(yùn)行參數(shù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，以一定采樣周期存儲(chǔ)實(shí)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果；經(jīng)濟(jì)性在線分析子系統(tǒng)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)當(dāng)前工況下的臨界滅火溫度、鍋爐運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化值及實(shí)時(shí)值與優(yōu)化值之間的耗差、評(píng)估當(dāng)前鍋爐運(yùn)行參數(shù)，并給出調(diào)整意見；經(jīng)濟(jì)性歷史分析子系統(tǒng)，分析一段歷史時(shí)間內(nèi)鍋爐的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)員工績(jī)效考核的自動(dòng)化。本實(shí)用新型通過爐膛溫度場(chǎng)及鍋爐運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)，對(duì)煤質(zhì)的著火特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立起實(shí)時(shí)的專家運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的燃燒優(yōu)化技術(shù)都需要預(yù)先知道煤質(zhì)的難點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01J5/00GK201795518SQ20102024963
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者黨鋮棟, 劉海玉, 熊曉鶴, 苗楊, 許超, 譚厚科 申請(qǐng)人:西安森和電力有限責(zé)任公司