具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种燃煤锅炉褐煤掺烧比例预测方法，包括

步骤A：根据锅炉使用中处于工作状态的磨煤机数量划分锅炉负荷区间，基于历史运行规律获得下一运行周期内不同负荷区间下的运行时间占比；

步骤B：在各负荷区间下，以一台磨煤机使用非褐煤其余磨煤机全部使用褐煤的方式获得掺烧比例；

步骤C：以各负荷区间下的运行时间占比与该负荷区间下的掺烧比例的乘积之和作为下个运行周期内的褐煤最大掺烧比例。

本实施例通过历史数据推测下一周期锅炉的运行工况，并简化锅炉运行模型，直接以适用褐煤和非褐煤的磨煤机数量确定掺烧比例，由此方便计算，通过历史数据计算满足运行要求的最大掺烧比例，为褐煤的采购和使用提供指导。

进一步的，还包括对步骤C计算的最大掺烧比例进行修正的步骤，

步骤D：计算不同负荷区间下满足步骤B中的掺烧比例时的褐煤热值下限，取不同负荷区间下计算的褐煤热值下限的最大值作为褐煤热值最大下限；

步骤E：如果褐煤的实际热值大于热值最大下限，则输出步骤C中的褐煤最大掺烧比例；否则转至步骤F；

步骤F：将步骤B中各负荷区间下使用非褐煤磨煤机的数量增加1台，重新计算不同负荷区间下的掺烧比例，重复步骤C-E。

本实施例还基于褐煤热值与理论最大下限的对比确定计算出的最大掺烧比例是否满足使用需求，并基于对比结果优化叉烧比例，确保机组的正常运行。

以常见的单台锅炉配备6台磨煤机为例，单个运行周期为一整年，对本实施例提供的掺烧比例预测方法进行说明。

步骤A：对机组负荷区间进行划分，由于机组正常运行过程中几乎不会低于40％THA(turbine heat acceptance，热耗率验收工况)负荷，因此对机组负荷划分为40～50％THA、50～65％THA、65～85％THA、85～100％THA四个负荷区间，此处的划分依据为不同负荷段下的磨煤机运行数量为基准，即四个负荷区间分别对应3-6台磨煤机运行。不同负荷区间下占总运行时间的比例参考前1-2年的平均值，分别为a、b、c、d；同时可以基于对下一年度用电量的预测调整各负荷区间的占比。

步骤B：根据燃煤采购及运行经验，褐煤由于热值偏低，无法单独煤种进行燃烧，需要进行配煤掺烧。因此不考虑所有磨煤机均是褐煤的情况，在各负荷区间下，均以1台磨煤机使用常用煤种的基础上，其余磨煤机使用褐煤，此种掺烧方式为最大掺烧比例。

步骤C：以各负荷区间下的运行时间占比与该负荷区间下的掺烧比例的乘积之和作为下个运行周期内的褐煤最大掺烧比例。

下表即为理想情况下，6台磨煤机运行下的褐煤最大掺烧比例计算结果，最终最大掺烧比例为0.66a+0.75b+0.80c+0.83d。

由于不同褐煤热值不同，并非所有褐煤热值均能满足理想情况下的掺烧比例，褐煤热值。由于磨煤机最大出力已定，因此可通过总煤量反算不同负荷段下满足该掺烧比例时的褐煤热值下限。

发电煤耗的计算公式如下：

Q＝R_h×7000其中，b_f为发电煤耗，g/(kW·h)；B_b为统计期内耗煤量，t；W_f为发电量，kW·h；η_gd为管道效率；η_g为锅炉热效率；q为热耗率，kJ/(kW·h)；R_h为热功当量值，取4.1868kJ/kcal；7000为标准煤热值，kcal；Q为燃煤热值，kJ/kg；

令，Q→Q_net,B_b→m,W_f→E，得到

其中，Q_net为燃煤热值，m为单位时间内的总煤耗量，E为单位时间内的总发电量；

根据以上公式，计算出不同负荷区间下的燃煤热值下限；所述燃煤热值的下限为负荷区间内热耗率最大、锅炉热效率最低时的最大热值；

本实施例在计算时，管道效率η_gd取机组设计值，锅炉热效率η_g、热耗率q、统计期内耗煤量m、发电量E根据不同负荷区间下的热力试验确定。

在非褐煤热值基本不变的情况下，满足以下关系：

燃煤热值下限＝非褐煤热值*非褐煤比例+褐煤热值*褐煤比例

因此，

满足最大掺烧比例的褐煤热值下限＝(燃煤热值下限-非褐煤热值*非褐煤比例)/褐煤比例

基于以上公式，计算出不同负荷区间下的褐煤热值下限，以其中的最大值作为褐煤热值最大下限Q_max。

如果采购的褐煤的实际热值不小于Q_max，则当前掺烧比例下，能够满足磨煤机的出力要求，以当前计算的最大掺烧比例0.66a+0.75b+0.80c+0.83d作为最终结果输出，如果采购的褐煤的实际热值小于Q_max，则在当前掺烧比例下，褐煤能够提供的能量不能满足磨煤机的出力要求，此时将各工况下使用非褐煤的磨煤机数量增加一台，重新按照上述方法计算最大掺烧比例，见下表：

最终计算得出的最大掺烧比例为0.33a+0.50b+0.60c+0.66d，然后重新计算此掺烧比例下的褐煤热值最大下限Q_max，并与实际热值进行比较，如果仍不能满足磨煤机出力要求，则继续增加使用非褐煤的磨煤机数量，直到褐煤的实际热值不小于Q_max为止，输出对应的褐煤最大掺烧比例。

实施例2

在磨煤机长期运行过程中，需要安排检修，检修期间磨煤机无法作业，这些因素将会影响褐煤掺烧比例的确定，本实施例为方便计算，参考前1-2年的磨煤机检修记录及今后的检修计划，预测下一年度的检修时长，并且在检修状态下，认为有一台磨煤机无法工作，其他磨煤机正常工作，经过简化模型得到6台磨煤机运行的正常工况时间为p天，5台磨煤机运行的检修工况时长为(365-p)天。

对5台磨煤机运行工况，重新对机组负荷划分为40～50％THA、50～75％THA、75～1000％THA三个负荷区间，该负荷区间分别对应3-5台磨煤机运行工况。基于6台磨煤机最大掺烧比例的计算过程，计算结果如下：

对于以上最大掺烧比例，同样需要计算褐煤理论热值最大下限，并与实际热值进行比较，在不符合磨煤机出力要求的情况下，增加使用非褐煤的磨煤机数量，知道计算出符合要求的最大掺烧比例。

在分别完成5台磨煤机和6台磨煤机的最大掺烧比例的计算之后，还需要综合确定整个年度的综合最大掺烧比例，方法为：

其中，η为褐煤综合最大掺烧比例，η₁为正常工况下褐煤最大掺烧比例，η₂为检修状态下褐煤最大掺烧比例。

本实施例还提供了一种燃煤锅炉褐煤掺烧比例预测装置，包括

负荷区间划分模块：根据锅炉使用中处于工作状态的磨煤机数量划分锅炉负荷区间，基于历史运行规律获得下一运行周期内不同负荷区间下的运行时间占比；

掺烧比例确定模块：在各负荷区间下，以一台磨煤机使用非褐煤其余磨煤机全部使用褐煤的方式获得掺烧比例；

计算模块：以各负荷区间下的运行时间占比与该负荷区间下的掺烧比例的乘积之和作为下个运行周期内的褐煤最大掺烧比例。

进一步的，还包括，

理论热值计算模块：计算不同负荷区间下满足掺烧比例确定模块确定的掺烧比例时的褐煤热值下限，取不同负荷区间下计算的褐煤热值下限的最大值作为褐煤热值最大下限；

比较模块：如果褐煤的实际热值大于热值最大下限，则输出褐煤最大掺烧比例；否则执行掺烧方式更新模块；

掺烧方式更新模块：将当前最大掺烧比例对应的各负荷区间下使用非褐煤磨煤机的数量增加1台，重新计算不同负荷区间下的掺烧比例，返回计算模块。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。