[发明专利]一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法

权利要求书

1.一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法，其特征在于，将循环流化床锅炉水平烟道、旋风分离器整体等效为一个节流装置，包括以下步骤：

S1：实时测量循环流化床锅炉上部炉膛即稀相区压力信号p₁，单位为Pa；循环流化床锅炉旋风分离器出口压力信号p₂，单位为kPa；循环流化床锅炉下部炉膛即密相区压力信号p₃，单位为kPa；循环流化床锅炉上部炉膛温度信号t₁，单位℃，并利用以下公式计算锅炉炉膛出口烟气流量q_G，单位为kNm³/h：

Δp_B＝p₃-p₁/1000 (3)

其中，K_S为等效节流装置的烟气流量系数，无量纲；L、K为锅炉结构系数，与循环流化床锅炉炉膛结构、锅炉额定负荷工况下的循环倍率、稀相区与密相区差压信号测点安装位置、床料固体平均密度、粒度分布有关，L无量纲，K单位为1/kPa；所述系数K_S、L、K均通过标定获得；V为烟气流量测量变量，单位kNm³/h；Δp_B为循环流化床密相区与稀相区差压信号，单位kPa；

S2：对所述锅炉结构系数L、K进行标定；

S3：对所述烟气流量系数K_S进行标定。

2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法，其特征在于，所述S2的标定步骤如下：

S21：记录当前煤质元素分析成分，在100％负荷工况下，保持锅炉总给煤量、总风量及氧量不变，在总风量、氧量及Δp_B均稳定后，记录第一组实验数据；

保持锅炉总给煤量、总风量及氧量不变，减少一次风量的同时增加二次风量，使得Δp_B较第一次实验时增加10％～12％，待总风量、氧量、Δp_B均稳定后，记录第二组实验数据；

保持锅炉总给煤量、总风量及氧量不变，增加一次风量的同时减少二次风量，使得Δp_B较第一次实验时减少10％～12％，待总风量、氧量、Δp_B均稳定后，记录第三组实验数据；

记录的实验数据包括：第一、二、三组实验的锅炉总风量q_Ae1、q_Ae2、q_Ae3，单位kNm³/h；总给煤量q_ce1、q_ce2、q_ce3，单位t/h；炉膛上部压力信号p_1e1、p_1e2、p_1e3，单位Pa；分离器出口压力信号p_2e1、p_2e2、p_2e3，单位kPa；炉膛上部温度信号t_1e1、t_1e2、t_1e3，单位℃；密相区与稀相区差压信号Δp_B1、Δp_B2、Δp_B3，单位kPa；

S22：利用式(4)～(6)计算上述三次实验的基准烟气流量q_G0，单位kNm³/h，对应式(7)～(9)：

K_c2＝0.1138H_ar+0.0126M_ar (6)

其中：q_G0e1、q_G0e2、q_G0e3分别为第一、二、三次实验计算得到的烟气流量，三者两两差距不应超过2％，否则需重新进行实验；

K_c1为煤质系数1，无量纲；K_c2为煤质系数2，无量纲；q_A为循环流化床锅炉总风量，单位kNm³/h；q_c为循环流化床锅炉总给煤量，单位t/h；C_ar为煤收到基碳百分含量，单位％；H_ar为煤收到基氢百分含量，单位％；O_ar为煤收到基氧百分含量，单位％；N_ar为煤收到基氮百分含量，单位％；S_ar为煤收到基硫百分含量，单位％；M_ar为煤收到基水份百分含量，单位％；

S23：利用式(2)计算上述三次实验的烟气流量测量变量V_e1、V_e2、V_e3，单位kNm³/h：

S24：利用下式(10)-(12)建立关系式，求解锅炉结构系数L、K：

实验时总给煤量q_c、总风量q_A基本不变，因此等效节流装置流量系数K_S保持不变，消去K_S后，即可求解得到锅炉结构系数L、K。

3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法，其特征在于，所述S3的标定步骤如下：

S31：分别在100％、75％、50％三个负荷工况下，保持锅炉总给煤量、总风量及氧量不变，待总风量、氧量、Δp_B稳定后，分别记录三组实验数据，所记录数据与锅炉系数标定实验相同；

S32：利用式(4)计算S31中所述三个负荷工况点的基准烟气流量q_G0-100％、q_G0-75％、q_G0-50％，单位kNm³/h；利用式(2)计算烟气流量测量变量V_100％、V_75％、V_50％，单位kNm³/h；

S33：根据流量测量原理，所述流量系数K_S是烟气流量测量变量V的函数；采用二次函数对K_S-100、K_S-75、K_S-50进行拟合，利用下式(13)-(15)计算得到全量程范围内流量系数K_S的二次函数拟合系数K_V2、K_V1、K_V0；；

最终，计算锅炉炉膛出口烟气流量q_G公式为：

其中，Δp_B＝p₃-p₁/1000。