火力发电厂入炉煤实时热值软测量的研究及应用

☆项目详细内容

近年来各发电企业为降低燃料成本不断加大劣质煤掺烧力度，受掺烧场地、掺配方案合理性等因素的影响，燃煤掺配、掺烧的均匀性很难得到有效控制，实际入炉煤热值波动大。运城是一个缺煤的地区，运城电厂自投产以来就面临燃煤供应紧张难题，运城电厂煤源来自大同、陕西、甘肃等地进煤。燃煤来源杂并且严重偏离设计煤种，因此比国内其他发电企业更早关注、研究燃煤的掺配、燃烧调整、控制优化、节能管理等问题。

机组的协调控制系统是按设计煤种设计进行控制，机组的变负荷能力不能适应电网调度的要求，尤其电网区域《两个细则》及区域控制偏差实施以来, 自动发电控制负荷指令频繁折返变动，增加了协调控制难度。

煤耗指标是反映火电企业的一个综台技术经济指标，它既反映一个电厂的生产技术水平，又反映经营管理水平。正平衡煤耗计算的基础是发电企业具有固定的煤源, 煤种和煤质与设计煤接近，入炉煤收到基低位发热量变化不大。目前，燃煤热值的准确性也成为制约正平衡煤耗的难题。为此开展对入炉煤低位热值实时测量进行研究。

软测量技术的基本思想是把自动控制理论与生产工艺过程有机结合起来，应用计算机技术，对一些难以测量的重要变量，通过建立计算模型，
以软件来代替硬件功能，在DCS 中根据机组负荷与设计煤种煤量对应关系，利用设计煤种低位发热量、实际功煤比、设计功煤比之间的关系计算当前燃煤煤质系数。

考虑当前锅炉燃烧的超压与欠压情况，用主汽压力与滑压目标值之间的偏差乘以修正系数对燃煤量进行修正，压力偏差修正系数依据设计煤种工况下的机组负荷与设计煤量关系、滑压曲线中的机组负荷与滑压目标进行折算。

对于空冷机组，由于机组运行中存在背压大幅度变化的情况，相同负荷下，不同的环境温度、风速、风向，导致机组煤耗不同，利用背压折算成机组目标负荷的变化来对耗煤量和煤质系数进行修正。

☆主要技术创新

该项目具有综合性解决问题的特点，很强的实用性，无需大的资金投入，可以直接推广，能够有效提高机组的AGC 性能指标和调峰努力、提高两个细则盈利水平。

目前各发电企业普遍存在低位发热量化验结果滞后实际煤与化验的热值不对应、正平衡煤耗准确性极的情况，我们率先在电力行业将软测量实时测量燃煤热值用于正平衡煤耗计算，实现入炉燃烧煤与测量热值匹配，大幅度提高了正平衡煤耗的准确性，解决了正反平衡煤耗偏差大的难题，该难题在各发电企业普遍存在，具有广泛性。

☆项目应用情况

入炉煤实时软测量热值在运城发公司的协调控制系统中进行应用,有效提高了机组适应煤质变化的能力。在燃煤热值突变15%甚至20%情况下，AGC 的调节性能指标达到并保持山西电网最优水平。

入炉煤实时软测量热值修正RB 目标煤量，切实提高RB 全工况适应煤质变化的能力。

采用入炉煤实时软测量热值代替发电部化验热值，计算出的正平衡煤耗更加贴近实际煤耗，正平衡煤耗与反平衡煤耗之间的偏差由20 g/kWh 降低到3 g/kWh 以内，效果极其明显。

2013 年该成果在大唐国际所有火电企业进行推广应用。

☆企业效益情况

2012 年全年共掺烧劣质煤113.50 万吨，其中掺烧低热值煤77.82 万吨，掺烧高硫煤35.68万吨，减少燃料成本支出5424 万元，在此基础上实现“两个细则”净收入1238 万元。