一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法与流程

1.本发明属于锅炉热偏差预警分析应用领域，尤其涉及一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法。


背景技术：

2.随着我国碳达峰战略目标推动非化石能源发电快速发展，煤电做为电力安全保障的“压舱石”，继续发挥主体电源的基础保障作用，深度调峰、灵活性运行工况大幅增加。机组在低负荷工况下炉膛火焰充满度较差，工质流量低，水动力特性变差，易发生偏烧、受热面超温等情况，对煤电机组运行的安全性带来较大风险。因此，如果能够对锅炉受热面热偏差进行预警，提升锅炉安全性就变得越来越重要。
3.目前，对于锅炉受热面热偏差预测的方法主要是通过计算管道内工质吸热量，根据出口焓值和出口压力计算得到出口温度，并计算出口比容和假设值的差值是否在误差范围，误差范围小于预设值时，输出出口温度。利用出口壁温和热负荷的相关性，建立和实际运行较匹配的宽度方向热负荷分布，实现炉内受热面壁温的软测量，最终确定热偏差大小。该方法属于热偏差的间接监测，可能存在准确度不高的情况。而针对锅炉在灵活性调峰运行工况下进行锅炉受热面热偏差预警的研究较少，暂无相关专利和论文。


技术实现要素：

4.本技术旨在解决上述问题，提供一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，可在深度调峰机组频繁升降负荷工况下，对锅炉受热面热偏差预警分析，给运行人员预警提示，提高电厂锅炉运行的安全性。
5.为实现上述技术效果，本技术的技术内容如下：
6.一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，包括如下步骤：
7.步骤(1)：采集锅炉历史运行壁温数据；
8.步骤(2)：建立基于灵活性调峰的锅炉历史壁温数据库；
9.步骤(3)：采集锅炉实时运行壁温数据；
10.步骤(4)：利用壁温的历史数据与自相关性特征分析壁温变化；
11.步骤(5)：基于壁温变化对受热面热偏差预警分析；
12.步骤(6)：将达到预警条件的受热面热偏差结果供运行人员参考。
13.进一步地，所述步骤(1)中，锅炉历史运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照机组灵活性调峰负荷段范围，包括但不限于间隔5mw为一个区间划分，将相同负荷段各测点壁温数据按照时间序列进行采集聚合。
14.进一步地，所述步骤(2)中，锅炉历史壁温数据库将不同负荷段的壁温数据进行存储，并对数据做相应处理，包括但不限于极值计算，平均值计算，极值点的变化速率。
15.进一步地，所述步骤(3)中，监测锅炉实时运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照负荷段为其特征值进行监测。
16.进一步地，所述步骤(4)中，将步骤(3)中采集的实时壁温测点值与步骤(2)中锅炉历史壁温数据库按照相同负荷段相同测点位置不同时间序列进行自相关性特征处理。
17.更进一步地，所述自相关性特征处理为：对于任何一个时间序列，它在5％的置信度下的自相关性值不显著为0的置信区间临界值为其中t为样本量，d为时间间隔；根据自相关性特征分析各测点壁温变化和温度变化速率等相关值，预警各点位温度在未来某个时刻的温度值。
18.进一步地，所述步骤(5)中，将对步骤(4)得到各点位温度在未来某个时刻的温度值进行分析处理，把温度值或者温度变化速率超过某个临界值得温度数据进行筛选处理。
19.更进一步地，热偏差通过热偏差系数来表征，热偏差系数用表示，它的定义为：
[0020][0021]
式中：n为某受热面所有测点数；
[0022]
t
x
为某测点温度值；
[0023]
t为某受热面所有温度测点温度值的和。
[0024]
进一步地，所述步骤(6)中，将步骤(5)中的得到的热偏差达到预警条件的结果供运行人员参考。
[0025]
本技术的优点在于：
[0026]
1.本发明提供了一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，可提高锅炉运行安全性。机组在低负荷工况下炉膛火焰充满度较差，工质流量低，水动力特性变差，易发生偏烧、受热面超温等情况，对煤电机组运行的安全性带来较大风险，如果能够对锅炉受热面热偏差进行预警，就可以提高锅炉运行安全性。
[0027]
2.本发明是直接以受热面温度数据为载体，直接计算受热面的热偏差，结果会相对更加准确。
附图说明
[0028]
图1为本发明提供的该预警分析方法的流程图。
具体实施方式
[0029]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]
因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0032]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]
在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0034]
实施例1
[0035]
一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，包括如下步骤：
[0036]
步骤(1)：采集锅炉历史运行壁温数据；
[0037]
步骤(2)：建立基于灵活性调峰的锅炉历史壁温数据库；
[0038]
步骤(3)：采集锅炉实时运行壁温数据；
[0039]
步骤(4)：利用壁温的历史数据与自相关性特征分析壁温变化；
[0040]
步骤(5)：基于壁温变化对受热面热偏差预警分析；
[0041]
步骤(6)：将达到预警条件的受热面热偏差结果供运行人员参考。
[0042]
本发明提供了一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，可提高锅炉运行安全性。机组在低负荷工况下炉膛火焰充满度较差，工质流量低，水动力特性变差，易发生偏烧、受热面超温等情况，对煤电机组运行的安全性带来较大风险，如果能够对锅炉受热面热偏差进行预警，就可以提高锅炉运行安全性。
[0043]
实施例2
[0044]
本发明为一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0045]
步骤(1)：采集锅炉历史运行壁温数据；
[0046]
步骤(2)：建立基于灵活性调峰的锅炉历史壁温数据库；
[0047]
步骤(3)：采集锅炉实时运行壁温数据；
[0048]
步骤(4)：利用壁温的历史数据与自相关性特征分析壁温变化；
[0049]
步骤(5)：基于壁温变化对受热面热偏差预警分析；
[0050]
步骤(6)：将达到预警条件的受热面热偏差结果供运行人员参考。
[0051]
步骤(1)中，锅炉历史运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照机组灵活性调峰负荷段范围，包括但不限于间隔5mw为一个区间划分，将相同负荷段各测点壁温数据按照时间序列进行采集聚合。
[0052]
对壁温测点的要求尽量是同一受热面均匀分布，相邻受热面布置相同的测点，便于受热面之间热偏差的计算。
[0053]
步骤(2)中，锅炉历史壁温数据库将不同负荷段的壁温数据进行存储，并对数据做相应处理。主要流程包括：数据采集、数据预处理、数据入库、数据分析。数据预处理就是对
采集到的原始日志数据进行预处理，比如清洗、格式整理、滤除脏数据等；数据分析处理包括但不限于极值计算，平均值计算，极值点的变化速率等，最后将同一负荷段的壁温数据和锅炉运行参数以锅炉负荷为特征值进行储存形成锅炉历史壁温数据库，锅炉运行相关参数包括：锅炉负荷、给水流量、总一次风量、总煤量及各给煤机煤量、总二次风量及各层二次风量、各层燃尽风量、一二次风压、炉膛负压、各受热面过热蒸汽温度及压力、再热蒸汽温度及压力、减温水流量及温度、排烟温度。
[0054]
步骤(3)中，监测锅炉实时运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照负荷段为其特征值进行监测，同时监测锅炉运行相关参数包括：锅炉负荷、给水流量、总一次风量、总煤量及各给煤机煤量、总二次风量及各层二次风量、各层燃尽风量、一二次风压、炉膛负压、各受热面过热蒸汽温度及压力、再热蒸汽温度及压力、减温水流量及温度、排烟温度。
[0055]
步骤(4)中，将步骤(3)中采集的实时壁温测点值与步骤(2)中锅炉历史壁温数据库按照相同负荷段相同测点位置不同时间序列进行自相关性特征处理，对于任何一个时间序列，它在5％的置信度下的自相关性值不显著为0的置信区间临界值为其中t为样本量，d为时间间隔。根据自相关性特征分析各测点壁温变化和温度变化速率等相关值，再结合锅炉相关运行参数分析，预警各点位温度在未来某个时刻的温度值。
[0056]
步骤(5)中，将对步骤(4)得到各点位温度在未来某个时刻的温度值进行分析处理，把温度值或者温度变化速率超过某个临界值的温度数据进行筛选处理，并进行热偏差计算，最终计算出各受热面热偏差结果。
[0057]
步骤(6)中，将步骤(5)中的得到的热偏差达到预警条件的结果供运行人员参考。运行人员可根据受热面热偏差预警结果对锅炉运行做出相应的调整，保证锅炉安全运行。

技术特征：
1.一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)：采集锅炉历史运行壁温数据；步骤(2)：建立基于灵活性调峰的锅炉历史壁温数据库；步骤(3)：采集锅炉实时运行壁温数据；步骤(4)：利用壁温的历史数据与自相关性特征分析壁温变化；步骤(5)：基于壁温变化对受热面热偏差预警分析；步骤(6)：将达到预警条件的受热面热偏差结果供运行人员参考。2.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(1)中，锅炉历史运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照机组灵活性调峰负荷段范围，包括但不限于间隔5mw为一个区间划分，将相同负荷段各测点壁温数据按照时间序列进行采集聚合。3.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中，锅炉历史壁温数据库将不同负荷段的壁温数据进行存储，并对数据做相应处理，包括但不限于极值计算，平均值计算，极值点的变化速率。4.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中，监测锅炉实时运行壁温数据包括所有受热面的壁温测点数据，按照负荷段为其特征值进行监测。5.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将步骤(3)中采集的实时壁温测点值与步骤(2)中锅炉历史壁温数据库按照相同负荷段相同测点位置不同时间序列进行自相关性特征处理。6.根据权利要求5所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述自相关性特征处理为：对于任何一个时间序列，它在5％的置信度下的自相关性值不显著为0的置信区间临界值为其中t为样本量，d为时间间隔；根据自相关性特征分析各测点壁温变化和温度变化速率等相关值，预警各点位温度在未来某个时刻的温度值。7.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将对步骤(4)得到各点位温度在未来某个时刻的温度值进行分析处理，把温度值或者温度变化速率超过某个临界值得温度数据进行筛选处理。8.根据权利要求7所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：热偏差通过热偏差系数来表征，热偏差系数用表示，它的定义为：式中：n为某受热面所有测点数；t
x
为某测点温度值；为某受热面所有温度测点温度值的和。9.根据权利要求1所述的一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，其特征在于：所述步骤(6)中，将步骤(5)中的得到的热偏差达到预警条件的结果供运行人员参考。

技术总结
本发明属于锅炉热偏差预警分析应用领域，尤其涉及一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，包括如下步骤：采集锅炉历史运行壁温数据；建立基于灵活性调峰的锅炉历史壁温数据库；采集锅炉实时运行壁温数据；利用壁温的历史数据与自相关性特征分析壁温变化；基于壁温变化对受热面热偏差预警分析；将达到预警条件的受热面热偏差结果供运行人员参考。本发明提供了一种基于灵活性调峰的锅炉热偏差预警分析方法，可提高锅炉运行安全性。机组在低负荷工况下炉膛火焰充满度较差，工质流量低，水动力特性变差，易发生偏烧、受热面超温等情况，对煤电机组运行的安全性带来较大风险，如果能够对锅炉受热面热偏差进行预警，就可以提高锅炉运行安全性。高锅炉运行安全性。高锅炉运行安全性。


技术研发人员：徐游波 尹宇翔 刘俊希 田军 杨嘉伟
受保护的技术使用者：东方电气股份有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/10/7