【CN109821646A】一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法【专利】
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4 .根据权利要求2所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述步骤2的 磨煤机内原煤量和煤粉量模型的微分方程形式Biblioteka Baidu：
I＝K1Mc+K2Mpf+K3 式中 ，Mc为磨煤机内原煤 质量 ；Wc为给煤量 ；Mpf为磨煤机内煤粉 质量 ；Wpf为磨煤机出口
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CN 109821646 A
权 利 要 求 书
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煤粉流量；Kconv为单位时间内原煤向煤粉的转换系数。 5 .根据权利要求4所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述磨煤机出
口煤粉流量Wpf为一次风携带出磨煤机的煤粉质量流量，其正比于磨煤机内部的煤粉质量和 一次风差压，一次风差压与磨煤机入口一次风温度和流量的函数关系为：
Wpf＝KpfΔPpaMpf
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CN 109821646 A
说 明 书 一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法
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技术领域 [0001] 本发明涉及煤粉流量软测量技术领域，特别是涉及磨煤机出口煤粉流量软测量方 法。
背景技术 [0002] 我国“富煤、少气、贫油”的特征，导致了以煤炭为主的一次能源布局。长期以来，我 国煤炭消费量在一次能源消费 总量中所占比 例约为70％ ，煤炭消费 总量的50％以上来自于 以火力发电为主的电力行业。截止2016年末，全国总发电装机容量到达16 .5亿千瓦，其中， 火电10 .5亿千瓦，占总装机容量的64 .0％。火电作为我国电力供应的重要保障，对实现节能 优先的目标具有决定性作用，也是集中治理燃煤污染、解决环境问题的关键。制粉系统作为 火电 机组煤炭的 输入端 ，其控 制品 质直接关 系到锅炉燃烧的 安全性 、稳定性 、经济性 、环保 性和快速性 ，尤其在新能源电 力系统的大环境下 ，面对电 网的频繁调峰 调频 和煤炭清洁高 效利用的双重需求，制粉系统的控制性能至关重要。 [0003] 目前，在火电厂制粉系统的出力一般通过控制各给煤机转速进行间接控制，控制 方法本身较为粗犷且存在一定的 滞后和惯性 ，在这 种控 制方式下 ，燃烧系统的 风煤比 不是 总风量与入炉煤量的比 值 ，而是 总风量与总给煤量的比 值 ，导致锅炉燃烧过程无法实现精 准配风。近年来 ，随 着一系列煤粉流量的检测方法的出现 ，使得解决这一问题成为可能 ，但 这些方法或对检测元件产生较强的冲刷磨损，或对安装位置要求十分苛刻，均不适用实际 工程应用。 [0004] 因此希望有一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法能有效解决现有技术中存在的 问题。
(74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246
代理人 史双元
(51)Int .Cl . B02C 25/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109821646 A (43)申请公布日 2019.05.31
( 54 )发明 名称 一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法
( 57 )摘要 本发明公开了一种磨煤机出口煤粉流量软
式中，Wair为磨煤机入口一次风流量；T1为冷热风门至一次风流量惯性常数；
为冷
风门 最大风流量 ；
为热风门 最大风流量 ；uL为冷风门 开度 ；uH为热风门 开度 ；θin为磨
煤机入口 一次风温度 ；T2为冷热风门 至一次风温度惯性常数 ；CL为冷风比 热容 ；θL为冷风温 度，即空预器入口风温；CH为热风比热容；θH为热风温度，即空预器出口一次风温；Cin为磨煤 机入口一次风比热容。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910030816 .1
(22)申请日 2019 .01 .14
(71)申请人 华北电力大学 地址 102206 北京市昌平区朱辛庄北农路2 号 申请人 北京国电智深控制技术有限公司
(72)发明人 曾德良 高耀岿 张威 罗玮 陈峰 李青
其中，ΔPpa为一次风差压；Kpf为煤粉流量系数。 6 .根据权利要求5所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述磨煤机内 原煤质量Mc、单位时间内原煤向煤粉的转换系数Kconv、煤粉流量系数Kpf和磨煤机内煤粉质 量Mpf通过磨电流公式进行辨识，磨电流公式为： I＝K1Mpf+K2Mc+K3 其中，I为磨电流，K1、K2、K3为模型待辨识参数。 7 .根据权利要求5所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述步骤3的 磨煤机出口煤粉流量软测量为基于状态量的代数方程，取磨煤机内原煤量和煤粉量模型中 的中间变量Wpf作为磨煤机出口煤粉流量估计信号。
3 .根据权利要求2所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述冷风比热 容CL、热风比热容CH和磨煤机入口一次风比热容Cin分别为冷风温度、热风温度、磨煤机入口 温度的函数为：
其中 ，CL的计算过程中分别取温度为0℃和25℃，湿度为d＝10g/kg对应的比热容，即
1 .011kJ/kg·℃和1 .012kJ/kg·℃；CH的计算过程中温度分别为200℃和400℃，干空气对 应的比热容，即1 .011kJ/kg·℃和1 .028kJ/kg·℃；Cin的计算过程中温度为200℃和300℃， 干空气对应的比热容，即1 .011kJ/kg·℃和1 .019kJ/kg·℃。
权利要求书2页 说明书6页 附图3页
CN 109821646 A
CN 109821646 A
权 利 要 求 书
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1 .一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤： 步骤1 ：基于一次风的 质量平衡和能量平衡方程 ，建立磨煤机入口一次风温度和流量模 型； 步骤2：基于磨煤机内部煤的质量平衡方程，建立磨煤机内原煤量和煤粉量模型； 步骤3 ：基于磨煤机入口 一次 风温 度和流量 、磨煤机内 原煤量 和煤粉量 ，构建磨煤机出 口煤粉流量软测量方法。 2 .根据权利要求1所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述步骤1的 磨煤机入口一次风温度和流量模型的微分方程形式为：
测量方法 ，所述 测量方法包括以 下步骤 ：步骤1 ： 基于一次风的质量平衡和能量平衡方程，建立磨 煤机入口一次风温度和流量模型 ；步骤2 ：基于磨 煤机内部煤的质量平衡方程，建立磨煤机内原煤 量和煤粉量模型 ；步骤3 ：基于磨煤机入口一次风 温 度、一次 风流量 和磨煤机内煤粉量 ，构建磨出 口煤粉流量软测量方法 ；本发明实现了磨煤机出 口煤粉流量的在线估计，提高了制粉系统出力控 制精度和调整精细化配风。
I＝K1Mc+K2Mpf+K3 式中 ，Mc为磨煤机内原煤 质量 ；Wc为给煤量 ；Mpf为磨煤机内煤粉 质量 ；Wpf为磨煤机出口
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CN 109821646 A
权 利 要 求 书
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煤粉流量；Kconv为单位时间内原煤向煤粉的转换系数。 5 .根据权利要求4所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述磨煤机出
口煤粉流量Wpf为一次风携带出磨煤机的煤粉质量流量，其正比于磨煤机内部的煤粉质量和 一次风差压，一次风差压与磨煤机入口一次风温度和流量的函数关系为：
Wpf＝KpfΔPpaMpf
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CN 109821646 A
说 明 书 一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法
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技术领域 [0001] 本发明涉及煤粉流量软测量技术领域，特别是涉及磨煤机出口煤粉流量软测量方 法。
背景技术 [0002] 我国“富煤、少气、贫油”的特征，导致了以煤炭为主的一次能源布局。长期以来，我 国煤炭消费量在一次能源消费 总量中所占比 例约为70％ ，煤炭消费 总量的50％以上来自于 以火力发电为主的电力行业。截止2016年末，全国总发电装机容量到达16 .5亿千瓦，其中， 火电10 .5亿千瓦，占总装机容量的64 .0％。火电作为我国电力供应的重要保障，对实现节能 优先的目标具有决定性作用，也是集中治理燃煤污染、解决环境问题的关键。制粉系统作为 火电 机组煤炭的 输入端 ，其控 制品 质直接关 系到锅炉燃烧的 安全性 、稳定性 、经济性 、环保 性和快速性 ，尤其在新能源电 力系统的大环境下 ，面对电 网的频繁调峰 调频 和煤炭清洁高 效利用的双重需求，制粉系统的控制性能至关重要。 [0003] 目前，在火电厂制粉系统的出力一般通过控制各给煤机转速进行间接控制，控制 方法本身较为粗犷且存在一定的 滞后和惯性 ，在这 种控 制方式下 ，燃烧系统的 风煤比 不是 总风量与入炉煤量的比 值 ，而是 总风量与总给煤量的比 值 ，导致锅炉燃烧过程无法实现精 准配风。近年来 ，随 着一系列煤粉流量的检测方法的出现 ，使得解决这一问题成为可能 ，但 这些方法或对检测元件产生较强的冲刷磨损，或对安装位置要求十分苛刻，均不适用实际 工程应用。 [0004] 因此希望有一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法能有效解决现有技术中存在的 问题。
(74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246
代理人 史双元
(51)Int .Cl . B02C 25/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109821646 A (43)申请公布日 2019.05.31
( 54 )发明 名称 一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法
( 57 )摘要 本发明公开了一种磨煤机出口煤粉流量软
式中，Wair为磨煤机入口一次风流量；T1为冷热风门至一次风流量惯性常数；
为冷
风门 最大风流量 ；
为热风门 最大风流量 ；uL为冷风门 开度 ；uH为热风门 开度 ；θin为磨
煤机入口 一次风温度 ；T2为冷热风门 至一次风温度惯性常数 ；CL为冷风比 热容 ；θL为冷风温 度，即空预器入口风温；CH为热风比热容；θH为热风温度，即空预器出口一次风温；Cin为磨煤 机入口一次风比热容。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910030816 .1
(22)申请日 2019 .01 .14
(71)申请人 华北电力大学 地址 102206 北京市昌平区朱辛庄北农路2 号 申请人 北京国电智深控制技术有限公司
(72)发明人 曾德良 高耀岿 张威 罗玮 陈峰 李青
其中，ΔPpa为一次风差压；Kpf为煤粉流量系数。 6 .根据权利要求5所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述磨煤机内 原煤质量Mc、单位时间内原煤向煤粉的转换系数Kconv、煤粉流量系数Kpf和磨煤机内煤粉质 量Mpf通过磨电流公式进行辨识，磨电流公式为： I＝K1Mpf+K2Mc+K3 其中，I为磨电流，K1、K2、K3为模型待辨识参数。 7 .根据权利要求5所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述步骤3的 磨煤机出口煤粉流量软测量为基于状态量的代数方程，取磨煤机内原煤量和煤粉量模型中 的中间变量Wpf作为磨煤机出口煤粉流量估计信号。
3 .根据权利要求2所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述冷风比热 容CL、热风比热容CH和磨煤机入口一次风比热容Cin分别为冷风温度、热风温度、磨煤机入口 温度的函数为：
其中 ，CL的计算过程中分别取温度为0℃和25℃，湿度为d＝10g/kg对应的比热容，即
1 .011kJ/kg·℃和1 .012kJ/kg·℃；CH的计算过程中温度分别为200℃和400℃，干空气对 应的比热容，即1 .011kJ/kg·℃和1 .028kJ/kg·℃；Cin的计算过程中温度为200℃和300℃， 干空气对应的比热容，即1 .011kJ/kg·℃和1 .019kJ/kg·℃。
权利要求书2页 说明书6页 附图3页
CN 109821646 A
CN 109821646 A
权 利 要 求 书
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1 .一种磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤： 步骤1 ：基于一次风的 质量平衡和能量平衡方程 ，建立磨煤机入口一次风温度和流量模 型； 步骤2：基于磨煤机内部煤的质量平衡方程，建立磨煤机内原煤量和煤粉量模型； 步骤3 ：基于磨煤机入口 一次 风温 度和流量 、磨煤机内 原煤量 和煤粉量 ，构建磨煤机出 口煤粉流量软测量方法。 2 .根据权利要求1所述的磨煤机出口煤粉流量软测量方法，其特征在于：所述步骤1的 磨煤机入口一次风温度和流量模型的微分方程形式为：
测量方法 ，所述 测量方法包括以 下步骤 ：步骤1 ： 基于一次风的质量平衡和能量平衡方程，建立磨 煤机入口一次风温度和流量模型 ；步骤2 ：基于磨 煤机内部煤的质量平衡方程，建立磨煤机内原煤 量和煤粉量模型 ；步骤3 ：基于磨煤机入口一次风 温 度、一次 风流量 和磨煤机内煤粉量 ，构建磨出 口煤粉流量软测量方法 ；本发明实现了磨煤机出 口煤粉流量的在线估计，提高了制粉系统出力控 制精度和调整精细化配风。