：本發(fā)明涉及一種提高燒結(jié)余熱回收量及發(fā)電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的調(diào)控方法，屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
：鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序能耗占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的9％～12％，僅次于煉鐵工序。燒結(jié)余熱回收是降低燒結(jié)工序能耗、提高能源利用效率的重要途徑。燒結(jié)余熱回收裝置主要有如下四類：1)冷卻機余熱回收系統(tǒng)；2)冷卻機+燒結(jié)機余熱回收系統(tǒng)；3)冷卻機+燒結(jié)機氣體循環(huán)余熱回收系統(tǒng)；4)新型機冷式燒結(jié)機余熱回收系統(tǒng)。燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)作為燒結(jié)線的附屬工藝，決定了它與常規(guī)電站的不同。在余熱發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)、運行發(fā)電不影響主工藝正常運行的前提下，發(fā)電系統(tǒng)的首要目標(biāo)是安全、可靠與穩(wěn)定，其次才是如何最大限度地利用余熱資源，提高余熱利用效率?，F(xiàn)有燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)由于燒結(jié)主工藝工況變化，致使余熱鍋爐蒸汽參數(shù)波動頻繁，導(dǎo)致汽輪機-發(fā)電機組系統(tǒng)運行穩(wěn)定較差、停機率較高，既降低了發(fā)電量又縮短了機組壽命。為了降低燒結(jié)系統(tǒng)檢修、燒結(jié)機臨時停機等引起的燒結(jié)機和冷卻機廢氣流量和溫度波動大，保障余熱回收發(fā)電系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定性，采用了諸多措施可提高余熱發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性和效率。具體如下：1)采用多爐-機的系統(tǒng)方案；2)采用熱風(fēng)循環(huán)；3)補充蒸汽；4)用補燃爐過熱蒸汽；5)提高凝汽器真空度；6)合理布局工藝流程；7)改善管道保溫措施。但上述措施主要針對的燒結(jié)工序的局部進行改進或是優(yōu)化。并沒有基于燒結(jié)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量以及提高余熱資源回收量的角度，對燒結(jié)工序的余熱回收進行合理的優(yōu)化和改建。為此，針對具有多條燒結(jié)生產(chǎn)線的燒結(jié)工序余熱回收，通過對上述措施進行改進、合理優(yōu)化和調(diào)整，本文提出了一種提高燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)效率及運行穩(wěn)定性的調(diào)控方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：一種提高燒結(jié)余熱回收量及發(fā)電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的調(diào)控方法,采用熱管余熱鍋爐回收燒結(jié)機廢煙氣余熱，回收過程產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽，與后續(xù)環(huán)冷機廢煙氣余熱回收過程產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽串聯(lián)，采用蓄熱汽包進行收集，同時在高壓蓄熱汽包上增設(shè)與廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)的連接管道與閥門控制系統(tǒng)，并采用基于隨機過程理論的蒸汽流量監(jiān)測控制系統(tǒng)，對各個管路的蒸汽流量進行實時監(jiān)控，根據(jù)后續(xù)汽輪機-發(fā)電機組運行蒸汽需求量變化，在燒結(jié)工況變化時，保證汽輪機-發(fā)電系統(tǒng)能夠運行發(fā)電的條件下，給出最優(yōu)的流量控制方案，調(diào)整發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽流量，該調(diào)控方法適用于1條及以上的燒結(jié)生產(chǎn)線余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。一種提高燒結(jié)余熱回收量及發(fā)電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的調(diào)控方法，通過建立基于隨機過程理論的蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)，數(shù)學(xué)模型構(gòu)建步驟如下:1)由于余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽量是隨機變量，進行如下假設(shè)：(1)各余熱鍋爐正常運行狀態(tài)相對穩(wěn)定，相互獨立；(2)i鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量服從正態(tài)分布(3)蒸汽量均值不隨時間發(fā)生變化，與相互獨立；由假設(shè)可以得出如下方程：(4)相互獨立；(5)Yt服從于正態(tài)分布，且有：其中μi、σi為樣本均值和方差，n為余熱鍋爐個數(shù)，i為某個余熱鍋爐，為鍋爐i在t時刻產(chǎn)生的蒸汽量，大于零，Yt為t時刻所有鍋爐共同產(chǎn)生的蒸汽量，為余熱鍋爐工作狀態(tài)，表示鍋爐工作，表示鍋爐停止工作；2)、數(shù)學(xué)模型的建立為保證汽輪機發(fā)電的正常運行，余熱鍋爐產(chǎn)生的總蒸汽量應(yīng)滿足發(fā)電機組所需的蒸汽量，限制條件是發(fā)電機組穩(wěn)定運行的概率不小于某個概率值P，本模型中設(shè)定概率值P＝0.95，通過求解滿足條件的的所有解，確定鍋爐的運行狀態(tài)，數(shù)學(xué)表達式為：其中A(常數(shù))為發(fā)電機組運行時的最大蒸汽量，β＝Y(jié)ts/A表示發(fā)電機組的工作狀態(tài)系數(shù)β∈(0，1)，簡稱為狀態(tài)系數(shù)，βu、βd表示狀態(tài)系數(shù)的上、下邊界值，Yts為余熱鍋爐向發(fā)電機組輸送的實際蒸汽量；3)對方程(2)求解變形可得：P{βdA≤Yt≤βuA}≥0.95(3)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進行求解得可得方程(4)：查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表得方程(5)：結(jié)合方程(4)、(5)得如下結(jié)果：其中，β,A是常數(shù)，μi、σi由樣本數(shù)據(jù)通過采用距估計求得，求解不等方程(6)可以得到的值，即余熱鍋爐的運行方案；4)、發(fā)電機組穩(wěn)定運行優(yōu)化由于求得滿足要求的方案通常不止一個，且不同方案下的余熱鍋爐工作狀態(tài)已知，則Yt服從的正態(tài)分布參數(shù)可以確定，轉(zhuǎn)化為選擇最優(yōu)的控制方案，即求解蒸汽量一定時汽輪機運行的概率P，對于不同方案可以計算出汽輪機在不同效率下的穩(wěn)定運行概率，可根據(jù)發(fā)電機組效率和穩(wěn)定工作的概率來選取最優(yōu)的控制方案；5)、蒸汽量額外供需量計算機組運行過程中，蒸汽量具有上下邊界值限制，必須滿足合理的數(shù)值區(qū)間，當(dāng)實際蒸汽量超過上限或低于下限，則需要向廠區(qū)輸送多余蒸汽量或者借調(diào)不足部分的蒸汽量，用來滿足機組發(fā)電的正常運行，記多余蒸汽量Z，那么有以上計算可以得到表達式，Z＝Y(jié)t-βA(8)若Z值為正值那么則蒸汽量超額，向廠區(qū)輸送，若Z值為負值那么則蒸汽量不足，向廠區(qū)借調(diào)以保證機組正常運行，Z在借調(diào)和向外輸送時的蒸汽量應(yīng)滿足合理的區(qū)間，β,A是常數(shù)，結(jié)合方程(1)得出：關(guān)于Z的給定置信度1-α的置信區(qū)間估計為：其中，m表示選取某時段內(nèi)鍋爐蒸汽量的樣本個數(shù)，u表示分為數(shù)；上述方程(1)-(10)構(gòu)成蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)及提高發(fā)電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型。將上述方程構(gòu)成的蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型編制相應(yīng)的計算機程序，嵌入到燒結(jié)余熱發(fā)電計算機控制系統(tǒng)中，實際運行過程中實時采集模型所需的數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)模型進行運算，最后給出相應(yīng)的調(diào)控方法，控制相應(yīng)的閥門開度進行調(diào)整。進一步地，首先采用熱管余熱鍋爐對燒結(jié)機風(fēng)箱中的高溫段的廢煙氣余熱進行回收，產(chǎn)生高溫蒸汽(可以使過飽和或是飽和)。進一步地，將上述蒸汽并聯(lián)成一路蒸汽進入高壓汽包(稱為高壓汽包1)，高壓汽包1上設(shè)置三個控制蒸汽流量的電控閥門，其中兩個分別連接熱管余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽(閥門1)、廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)(閥門2)。進一步地，環(huán)冷機工序采用雙壓余熱鍋爐產(chǎn)生不同壓力的蒸汽，并將高壓的蒸汽與燒結(jié)機廢煙氣余熱回收產(chǎn)生的高壓蒸汽進行串聯(lián)，分別進入蓄熱汽包(稱為蓄熱汽包2)和低壓汽包(稱為低壓汽包1)，蓄熱汽包2與燒結(jié)機余熱回收工序的高壓汽包1預(yù)留的閥門3采用管道連接，最后將蓄熱汽包2和低壓汽包1中的蒸汽分別導(dǎo)入汽輪機-發(fā)電機組進行做功發(fā)電。進一步地，上述系統(tǒng)運行過程中，高壓汽包1上的閥門2通常是鎖閉狀態(tài)。進一步地，蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)實施監(jiān)測并聯(lián)進入蓄熱汽包2的蒸汽流量，當(dāng)燒結(jié)機需要臨時停機、定時檢修時，蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)會根據(jù)汽輪機-發(fā)電機組運行需要的蒸汽流量采用滑參數(shù)的方式進行運算，并給出保證機組運行發(fā)電的最小蒸汽流量，并控制位于高壓汽包1上的閥門2上的開度，從廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)獲得一定流量的蒸汽，保證系統(tǒng)蒸汽流量滿足汽輪機-發(fā)電機組運行所需。進一步地，當(dāng)增加燒結(jié)機產(chǎn)量(如生產(chǎn)釩鈦燒結(jié)礦)，由于系統(tǒng)蒸汽產(chǎn)量增加量可能會超出汽輪機-發(fā)電機組運行所需最大蒸汽入口流量，此時高壓汽包1上的閥門2會打開向廠內(nèi)管網(wǎng)供汽，保證余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽能夠有效利用。進一步地，所述的蒸汽流量監(jiān)控系統(tǒng)基于隨機過程理論開發(fā)。進一步地，所述的燒結(jié)機廢煙氣余熱回收工序產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽與環(huán)冷機余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽的壓力和溫度相同。進一步地，所述的調(diào)控方法適用于1條及以上的燒結(jié)生產(chǎn)線余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。附圖說明：圖1提高燒結(jié)余熱回收量及發(fā)電系統(tǒng)運行示意圖圖2提高燒結(jié)余熱回收量及發(fā)電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性調(diào)控流程圖3余熱鍋爐蒸汽量數(shù)據(jù)圖具體實施方式：依據(jù)某鋼鐵企業(yè)，四個余熱鍋爐的蒸汽量隨時間的變化，本文選取時間7：57：36到10:38:24時段的200個樣本數(shù)據(jù)計算。當(dāng)蒸汽量值為零表示余熱鍋爐停止工作，即燒結(jié)停止，無余熱產(chǎn)生。由圖可以看出，在鍋爐進入正常工作狀態(tài)后，產(chǎn)生的蒸汽量基本在某一數(shù)值范圍內(nèi)，上下隨機波動。根據(jù)樣本計算樣本均值和樣本方差，以及參數(shù)估計可以得到的分布。數(shù)學(xué)模型的求解：第一步、方案計算對樣本數(shù)據(jù)計算的到四個鍋爐蒸汽量的分布參數(shù)如下：取狀態(tài)系數(shù)β∈(0.6，1)，A＝60。將以上數(shù)據(jù)代入式(6)求解方程得結(jié)果。表1鍋爐方案結(jié)果表第二步最優(yōu)方案計算第一部中已經(jīng)確定了可行的方案，不同方案對應(yīng)了汽輪機不同的工作穩(wěn)定性和狀態(tài)系數(shù)。分別取發(fā)電機組狀態(tài)系數(shù)β為0.75、0.85、0.95，計算穩(wěn)定運行的概率值。將可行方案的數(shù)據(jù)代入式(7)，計算得到下表。表2調(diào)控方案概率、狀態(tài)系數(shù)表第三步Z的計算結(jié)果對于不能滿足汽輪機發(fā)電要求的方案，采用借調(diào)和向外輸送的辦法使蒸汽量滿足發(fā)電要求，蒸汽需求量值(為正則向外輸送，負值則需額外供應(yīng)蒸汽量)范圍由式(10)計算得到。取Z的置信度為0.99，β＝0.8。以方案4、6、8、10為例，計算結(jié)果如下：表3蒸汽量需求量計算區(qū)間對于上述四臺燒結(jié)機的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)運行過程，當(dāng)蒸汽流量發(fā)生變化時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的發(fā)電機工作狀態(tài)系數(shù)，通過對系統(tǒng)蒸汽管道流量監(jiān)控數(shù)值，計算機控制系統(tǒng)會計算出出一系列的調(diào)控方案，并給出現(xiàn)有工況條件下最優(yōu)的調(diào)控方案，并通過執(zhí)行器1、3控制相應(yīng)的閥門開度，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定；當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部蒸汽流量不能滿足調(diào)控要求時，計算機控制系統(tǒng)會通過執(zhí)行器2從廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)進行調(diào)配。