三炉两机生活垃圾焚烧发电项目实时垃圾焚烧量的计算方法与流程

1.本发明属于电力行业技术领域，具体涉及三炉两机生活垃圾焚烧发电项目实时垃圾焚烧量的计算方法。


背景技术：

2.三炉两机生活垃圾焚烧发电项目，进入机械炉排炉式垃圾焚烧炉燃烧的燃料是经过固废处理的城市生活垃圾，在进入焚烧炉燃烧前通过抓斗称重计量装置对垃圾称重，从而给出累计垃圾焚烧量，但无法获取实时垃圾焚烧量。
3.目前，针对垃圾焚烧量，已有文献报道过基于起重变频器的力矩和转速等不规则信号值通过算法转换为重量数据而设计的垃圾焚烧量计重系统，如文献“垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧量计重系统，现代工业经济和信息化，2019(09)”，但针对三炉两机生活垃圾焚烧发电项目的实时垃圾焚烧量的在线计算方法未见报道。
4.由于三炉两机采用“三台机械炉排炉式垃圾焚烧炉+三台余热锅炉+两台汽轮发电机组”的独有的布置方式，因此针对三炉两机生活垃圾焚烧发电项目，研究垃圾焚烧量的实时计算方法是有必要的；而垃圾在焚烧炉中燃烧会将热量传递给主蒸汽，因此通过余热锅炉的蒸发量与焚烧炉的垃圾焚烧量的历史关系来折算实时垃圾焚烧量也是相对准确的。


技术实现要素：

5.为了克服以上技术问题，本发明提供了三炉两机生活垃圾焚烧发电项目实时垃圾焚烧量的计算方法，方便技术人员实时了解三台焚烧炉的实时垃圾焚烧处理情况。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.三炉两机生活垃圾焚烧发电项目实时垃圾焚烧量的计算方法，包括以下步骤；
8.1)确定实时参数
9.将实时参数分为三类，第一类：焚烧炉、余热锅炉和汽轮发电机的稳态运行条件参数；第二类：焚烧炉累计焚烧量校验参数；第三类：实时垃圾焚烧量计算参数；所有实时参数从实时数据库中获取数据；
10.2)开始本轮实时计算
11.以当前t时刻为基准时间，开始本轮实时计算；
12.3)收集昨日及去年同期历史数据
13.针对三炉两机生活垃圾焚烧发电项目，收集蒸发量和垃圾处理量的昨日和去年同期历史数据；
14.4)判断三炉两机是否处于稳态运行
15.定义3个焚烧炉边界条件和2个汽轮发电机边界条件，3个焚烧炉边界条件和2个汽轮发电机边界条件中至少各满足一个，则认为三炉两机处于稳态运行条件，即可继续下一步骤计算；否则，认为三炉两机处于非稳态运行条件，跳过当前t时刻的计算，进入下一个t+1s时刻计算(即进入下一轮)；
16.5)数据清洗
17.如果根据步骤4)判断三炉两机处于稳态运行条件时，从实时数据库中获取步骤1)中的第三类实时垃圾焚烧量计算参数在当前t时刻的实时数据y(t)，并按照(1)式方法进行数据清洗：
[0018][0019]
式(1)中，m为参数在δt时间段内数据的统计数量；
[0020]
实时数据y(t)满足(1)式，则认为其为有效数据，继续下一步计算；否则，则认为其为无效数据，不参与本轮实时计算，转而进入下一轮计算；
[0021]
6)计算全厂实时垃圾焚烧量
[0022]
如果根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，而且根据步骤5)确定当前t时刻的1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
、2号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
和3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
的实时数据为有效数据时，按照(2)式计算当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)，并继续本轮实时计算：
[0023][0024]
7)校验全厂实时垃圾焚烧量
[0025]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，从实时数据库中获取步骤1)确定的1号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数、2号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数、3号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数在当前t时刻之前数值均不重复的三个历史数据，并先按照(3)对步骤6)计算的当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)进行数据校验：
[0026][0027]
式(3)中，gf
check
(t)为全厂实时垃圾焚烧量基础校验数据，按照(4)式计算：
[0028][0029]
式(4)中，t-3
、t-2
、t-1
分别表示在当前t时刻之前数值均不重复的三个历史数据对应的历史时刻；
[0030]
如果对当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)校验合格，则继续本轮实时计算；如果校验不合格，则不输出结果，终止本轮计算，转而进入下一轮计算；
[0031]
8)计算各台焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0032]
9)数据写入实时数据库，并结束本轮实时计算
[0033]
最终将步骤6)计算的全厂实时垃圾焚烧量和步骤8)计算的各台焚烧炉实时垃圾焚烧量写入实时数据库，并结束本轮实时计算，进入下一轮计算(t+1s时刻)。
[0034]
所述步骤8)具体计算方法为：
[0035]
8-1)计算1号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0036]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
为有效数据时，则按照(5)式计算1号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f1
(t)：
[0037][0038]
8-2)计算2号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0039]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的2号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
为有效数据时，则按照(6)式计算2号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f2
(t)：
[0040][0041]
8-3)计算3号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0042]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
为有效数据时，则按照(7)式计算3号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f3
(t)：
[0043][0044]
所述步骤1)中，第一类：焚烧炉、余热锅炉和汽轮发电机的稳态运行条件参数；
[0045]
确定1号焚烧炉运行状态s
f1
、1号余热锅炉汽包压力p
b1
(单位：mpa)、1号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为1号焚烧炉和余热锅炉稳态运行条件参数；确定2号焚烧炉运行状态s
f2
、2号余热锅炉汽包压力p
b2
(单位：mpa)、2号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为2号焚烧炉和余热锅炉稳态运行条件参数；确定3号焚烧炉运行状态s
f3
、3号余热锅炉汽包压力p
b3
(单位：mpa)、3号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为3号焚烧炉和余热锅炉稳态运行条件参数；确定1号汽轮发电机运行状态s
g1
、1号汽轮机转速speed
g1
(单位：rpm)为1号汽轮发电机稳态运行条件参数；确定2号汽轮发电机运行状态s
g2
、2号汽轮机转速speed
g2
(单位：rpm)为2号汽轮发电机稳态运行条件参数；
[0046]
第二类：焚烧炉累计焚烧量校验参数
[0047]
确定1号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
(单位：吨)为1号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校
验参数，确定2号焚烧炉累计焚烧量q
total-f2
(单位：吨)为2号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校验参数，确定3号焚烧炉累计焚烧量q
total-f3
(单位：吨)为3号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校验参数；
[0048]
第三类：实时垃圾焚烧量计算参数
[0049]
确定1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
(单位：吨/小时)、2号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
(单位：吨/小时)、3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
(单位：吨/小时)为三炉两机实时垃圾焚烧量计算相关参数。
[0050]
所述步骤3)中收集蒸发量和垃圾处理量的昨日和去年同期历史数据如下所示：
[0051]
昨日历史数据：1号余热锅炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、2号焚烧炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、3号焚烧炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、全厂昨日累计垃圾处理量q
zr
(单位：吨)；
[0052]
去年同期(指去年今日)历史数据：1号余热锅炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、2号焚烧炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、3号焚烧炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、全厂去年同期累计垃圾处理量q
tq
(单位：吨)。
[0053]
所述步骤4)中稳态运行条件的边界条件的定义为：
[0054]
[0055][0056]
其中，历史数据是从实时数据库中获取步骤2)中第一类焚烧炉、余热锅炉和汽轮发电机的稳态运行条件参数在δt时间内的历史运行数据(其中，δt定义为时间段t-600s～t-1s)。
[0057]
本发明的有益效果：
[0058]
本发明为三炉两机生活垃圾焚烧发电项目计算实时垃圾焚烧量提供了在线方法，能够较为准确的计算实时垃圾焚烧量，对垃圾焚烧发电项目能耗指标在线对比分析具有指导意义。
附图说明
[0059]
图1是本发明实时计算流程的示意图。
[0060]
图2为本发明实时垃圾焚烧曲线示意图。
具体实施方式
[0061]
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0062]
1)确定实时参数
[0063]
将实时参数分为三类，所有实时参数从实时数据库中获取数据。
[0064]
第一类：焚烧炉、余热锅炉和汽轮发电机的稳态运行条件参数
[0065]
确定1号焚烧炉运行状态s
f1
、1号余热锅炉汽包压力p
b1
(单位：mpa)、1号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为1号焚烧炉和余热锅炉稳态运行条件参数，确定2号焚烧炉运行状态s
f2
、2号余热锅炉汽包压力p
b2
(单位：mpa)、2号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为2号焚烧炉和余热锅炉稳态运行条件参数，确定3号焚烧炉运行状态s
f3
、3号余热锅炉汽包压力p
b3
(单位：mpa)、3号焚烧炉850℃2秒温度(单位：℃)为3号焚烧炉和余热锅
炉稳态运行条件参数，确定1号汽轮发电机运行状态s
g1
、1号汽轮机转速speed
g1
(单位：rpm)为1号汽轮发电机稳态运行条件参数，确定2号汽轮发电机运行状态s
g2
、2号汽轮机转速speed
g2
(单位：rpm)为2号汽轮发电机稳态运行条件参数。
[0066]
第二类：焚烧炉累计焚烧量校验参数
[0067]
确定1号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
(单位：吨)为1号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校验参数，确定2号焚烧炉累计焚烧量q
total-f2
(单位：吨)为2号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校验参数，确定3号焚烧炉累计焚烧量q
total-f3
(单位：吨)为3号焚烧炉实时垃圾焚烧量计算校验参数。
[0068]
第三类：实时垃圾焚烧量计算参数
[0069]
确定1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
(单位：吨/小时)、2号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
(单位：吨/小时)、3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
(单位：吨/小时)为三炉两机实时垃圾焚烧量计算相关参数。
[0070]
2)开始本轮实时计算
[0071]
以当前t时刻为基准时间，开始本轮实时计算。
[0072]
3)收集昨日及去年同期历史数据
[0073]
针对三炉两机生活垃圾焚烧发电项目，收集昨日及去年同期历史数据：
[0074]
昨日历史数据：1号余热锅炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、2号焚烧炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、3号焚烧炉昨日累计蒸发量(单位：吨)、全厂昨日累计垃圾处理量q
zr
(单位：吨)。
[0075]
去年同期(指去年今日)历史数据：1号余热锅炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、2号焚烧炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、3号焚烧炉去年同期累计蒸发量(单位：吨)、全厂去年同期累计垃圾处理量q
tq
(单位：吨)。
[0076]
4)判断三炉两机是否处于稳态运行
[0077]
从实时数据库中获取步骤2)中第一类焚烧炉、余热锅炉和汽轮发电机的稳态运行条件参数在δt时间内的历史运行数据(其中，δt定义为时间段t-600s～t-1s)，并按照下表定义边界条件。
[0078]
[0079][0080]
3个焚烧炉边界条件和2个汽轮发电机边界条件中，至少各满足一个，则认为三炉两机处于稳态运行条件，即可继续下一步骤计算；否则，认为三炉两机处于非稳态运行条件，跳过当前t时刻的计算，进入下一个t+1s时刻计算(即进入下一轮)。
[0081]
5)数据清洗
[0082]
如果根据步骤4)判断三炉两机处于稳态运行条件时，从实时数据库中获取步骤2)中的5个第三类实时垃圾焚烧量计算参数在当前t时刻的实时数据y(t)，并按照(1)式方法进行数据清洗：
[0083][0084]
式(1)中，m为参数在δt时间段内数据的统计数量。
[0085]
实时数据y(t)满足(1)式，则认为其为有效数据，继续下一步计算；否则，则认为其为无效数据，不参与本轮实时计算，转而进入下一轮计算。
[0086]
6)计算全厂实时垃圾焚烧量
[0087]
如果根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，而且根据步骤5)确定当前t时刻的1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
、2号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
和3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
的实时数据为有效数据时，按照(2)式计算当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)，并继续本轮实时计算：
[0088][0089]
7)校验全厂实时垃圾焚烧量
[0090]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，从实时数据库中获取步骤2)确定的1号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数、2号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数、3号焚烧炉累计焚烧量q
total-f1
校验参数在当前t时刻之前数值均不重复的三个历史数据，并先按照(3)对步骤6)计算的当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)进行数据校验：
[0091][0092]
式(3)中，gf
check
(t)为全厂实时垃圾焚烧量基础校验数据，按照(4)式计算：
[0093][0094]
式(4)中，t-3
、t-2
、t-1
分别表示在当前t时刻之前数值均不重复的三个历史数据对应的历史时刻。
[0095]
如果对当前t时刻的全厂实时垃圾焚烧量gf(t)校验合格，则继续本轮实时计算；如果校验不合格，则不输出结果，终止本轮计算，转而进入下一轮计算。
[0096]
8)计算各台焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0097]
8-1)计算1号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0098]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的1号余热锅炉主蒸汽流量f
b1
为有效数据时，则按照(5)式计算1号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f1
(t)：
[0099][0100]
8-2)计算2号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0101]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的2
号余热锅炉主蒸汽流量f
b2
为有效数据时，则按照(6)式计算2号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f2
(t)：
[0102][0103]
8-3)计算3号焚烧炉实时垃圾焚烧量
[0104]
根据步骤4)，判断三炉两机处于稳态运行条件，且根据步骤5)确定当前t时刻的3号余热锅炉主蒸汽流量f
b3
为有效数据时，则按照(7)式计算3号焚烧炉实时垃圾焚烧量gf
f3
(t)：
[0105][0106]
9)数据写入实时数据库，并结束本轮实时计算
[0107]
最终将步骤6)计算的全厂实时垃圾焚烧量和步骤8)计算的各台焚烧炉实时垃圾焚烧量写入实时数据库，并结束本轮实时计算，进入下一轮计算(t+1s时刻)。