[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

说明书

本发明公开了一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法，所述方法实时测量循环流化床锅炉的上部炉膛压力信号p₁(Pa)、旋风分离器出口压力信号p₂(kPa)、下部炉膛压力信号p₃(kPa)、上部炉膛温度信号t₁(℃)，将锅炉水平烟道、旋风分离器整体等效成为一个节流装置，参考节流变压降式流量测量计算公式构建烟气流量软测量基本模型，进一步进行气‑固两相流修正和系数标定后，计算炉膛出口烟气流量软信号；本发明的优点：基于差压信号测量动态响应速度快；等效节流装置产生的流动阻力大因而测量精度高；所用原始信号测量处均安装有多只测点，当某个测点发生故障不影响其它测点，可靠性高；且本发明的方法很容易在控制装置中实施。

技术领域：

本发明涉及烟气流量测量领域，特别涉及一种循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号软测量方法。

背景技术：

随着我国以风电、光伏为代表的可再生能源规模化并网，特别是“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标的提出，循环流化床发电机组为不稳定的可再生能源发电提供容量支撑、承担更多调峰调频的任务，发电负荷调节深度和调节频率进一步加大；同时城市周边地区循环流化床发电机组向电-热-汽多联产综合能源系统方向发展，使得锅炉侧负荷调节的强度频次增加；循环流化床锅炉还大量掺烧煤矸石、城市中水处理污泥、生物质等燃料，导致锅炉运行工况复杂多变；另外由于燃煤机组运行清洁性指标不断提高，要求锅炉脱硝、脱硫控制系统具有更好的性能。

炉膛出口烟气流量是反映炉膛燃烧状态变化最直接的流量信号，测量循环流化床锅炉炉膛出口烟气流量信号对于监测循环流化床锅炉床料循环流化状态、监视空气预热器及引风机运行状态、SNCR(选择性非催化还原)脱硝过程中喷氨或尿素水溶液脱硝自动控制、炉内脱硫自动控制以及半干法炉外脱硫自动控制均具有重要意义。但由于炉膛出口处烟气温度高、流速快、夹杂有大量的飞灰及燃烧中的焦碳颗粒，测量条件恶劣，常规的皮托管、矩阵管、机翼、双文丘里管等测量装置存在严重的磨损、堵塞、结焦等情况，无法进行直接测量。

软测量技术是采用机理分析、信号处理、特征提取等方法，寻找与待测量信号相关的辅助测量信号，然后通过机理建模、数值拟合、信息融合等手段建立待测量信号的软测量模型，从而获得对待测量信号的数学估计；在许多采用直接测量方法测不到或测不准的场合具有独特的优势。在中国专利申请授权说明书CN103077305B中公开了一种大型锅炉烟气流量软测量方法，依据锅炉引风机的流量-压力特性计算得到引风机出口烟气流量，但其测量方法不适用于循环硫化床的炉膛出口烟气流量信号测量。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种工程实现简单、静态准确度高、可靠性好的炉膛出口烟气流量信号软测量方法。

本发明由如下技术方案实施：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)