CN107355768B - 喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置。该方法包括：创建温度偏差模型和总偏差模型；输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。本发明实现了蒸汽温度的偏差计算，用一个统一的指标定量评价了烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。

Description

喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置

技术领域

本发明涉及锅炉蒸汽温度领域，具体地，涉及一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置。

背景技术

图1是本发明实施例中喷水减温***的示意图。如图1所示，喷水减温***具有结构简单，操作便捷可靠的优点，通过喷水减温***控制蒸汽温度(汽温)，是蒸汽锅炉中普遍采用的汽温控制方法。由于减温水与高温蒸汽的混合过程增大了热力***的熵，会在一定程度上降低热力循环的能效，因此需要严格控制蒸汽锅炉中减温水的使用量。通过出口蒸汽的温度变化可以间接得知减温水使用量的增减，且在进行烟气侧汽温调节操作时，需要考虑出口蒸汽温度的变化，但目前的锅炉运行受限于减温水的流量调节阀的动作灵敏度，出口蒸汽的温度与预设值会有一定偏差(-10～+5℃)，这使得评价烟气侧汽温调节操作对出口蒸汽温度的影响存在一定的困难。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种本发明实施例的主要目的在于提供一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置，以实现蒸汽温度的偏差计算，用一个统一的指标定量评价烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，包括：

创建温度偏差模型和总偏差模型；

输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

在其中一种实施例中，还包括：

创建温度折算系数模型；

输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

在其中一种实施例中，温度偏差模型如下：

Δt_x＝k_x·(t_x-t'_x)，

(x＝1，2，......，n)

其中，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，k_x为每一加热器出口蒸汽温度折算系数；t_x为x级减温水减温前的蒸汽温度，t'_x为x级减温水减温后的蒸汽温度，n为减温水的级数。

在其中一种实施例中，温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p_x,t'_x)为x级加热器入口蒸汽的定压比热容，c_p(p_n+1,t_n+1)为末级加热器出口蒸汽的定压比热容；p_x为x级加热器入口蒸汽的压力，p_n+1为末级加热器出口蒸汽的压力，t_n+1为末级加热器出口蒸汽的温度。

在其中一种实施例中，总偏差模型如下：

其中，∑Δt_n+1为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，t_n+1为末级加热器出口蒸汽温度，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。

本发明实施例还提供一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，包括：

偏差模型创建单元，用于创建温度偏差模型和总偏差模型；

偏差量单元，用于输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

总偏差量单元，用于输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

在其中一种实施例中，还包括折算系数模型创建单元，用于：

创建温度折算系数模型；

输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

在其中一种实施例中，温度偏差模型如下：

Δt_x＝k_x·(t_x-t'_x)，

(x＝1，2，......，n)

其中，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，k_x为每一加热器出口蒸汽温度折算系数；t_x为x级减温水减温前的蒸汽温度，t'_x为x级减温水减温后的蒸汽温度，n为减温水的级数。

在其中一种实施例中，温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p_x,t'_x)为x级加热器入口蒸汽的定压比热容，c_p(p_n+1,t_n+1)为末级加热器出口蒸汽的定压比热容；p_x为x级加热器入口蒸汽的压力，p_n+1为末级加热器出口蒸汽的压力，t_n+1为末级加热器出口蒸汽的温度。

在其中一种实施例中，总偏差模型如下：

其中，∑Δt_n+1为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，t_n+1为末级加热器出口蒸汽温度，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。

本发明实施例的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置可以得到加热器出口蒸汽温度的总偏差量，实现了蒸汽温度的偏差计算，用一个统一的指标定量评价了烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中喷水减温***的示意图；

图2是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法的流程图；

图3是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的原理图；

图4是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

鉴于目前出口蒸汽的温度与预设值存在偏差，本发明实施例提供一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，以实现蒸汽温度的偏差计算，用一个统一的指标定量评价烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。以下结合附图对本发明进行详细说明。

图2是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法的流程图。如图2所示，减温水流量分析方法可以包括：

步骤101：创建温度偏差模型和总偏差模型。

步骤102：输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

步骤103：输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

实施例中，温度偏差模型如下：

Δt_x＝k_x·(t_x-t'_x)，(x＝1，2，......，n)，

其中，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，单位为℃；k_x为每一加热器出口蒸汽温度折算系数；t_x为x级减温水减温前的蒸汽温度，单位为℃；t'_x为x级减温水减温后的蒸汽温度，单位为℃；n为减温水的级数。

具体实施时，可以通过如下步骤得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数：创建温度折算系数模型；输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p_x,t'_x)为x级加热器入口蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg^-1·℃；c_p(p_n+1,t_n+1)为末级加热器出口蒸汽的定压比热容，单位为kJ·kg^-1·℃；p_x为x级加热器入口蒸汽的压力，p_n+1为末级加热器出口蒸汽的压力，t_n+1为末级加热器出口蒸汽的温度。可以根据x级加热器入口蒸汽的压力p_x和x级减温水减温后的蒸汽温度t'_x，查水蒸气热力性质图表获得c_p(p_x,t'_x)，也可以根据末级加热器出口蒸汽的压力p_n+1和末级加热器出口蒸汽的温度t_n+1，查水蒸气热力性质图表获得c_p(p_n+1,t_n+1)。

通过上述模型得到末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量，再将它们输入总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量；总偏差模型如下：

其中，∑Δt_n+1为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，t_n+1为末级加热器出口蒸汽温度，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。

图3是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的原理图。如图3所示，设共有n级减温水和n级加热器，当n＝2时，温度偏差模型如下：

Δt₁＝k₁·(t₁-t₁')，Δt₂＝k₂·(t₂-t'₂)，

其中，Δt₁为第一级加热器出口蒸汽温度的偏差量；k₁为第一级加热器出口蒸汽温度折算系数；t₁为第一级减温水减温前的蒸汽温度；t₁'为第一级减温水减温后的蒸汽温度；Δt₂为第二级加热器出口蒸汽温度的偏差量；k₂为第二级加热器出口蒸汽温度折算系数；t₂为第二级减温水减温前的蒸汽温度；t'₂为第二级减温水减温后的蒸汽温度。

此时，温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p₁,t₁')为第一级加热器入口(第一级减温水减温后)蒸汽的定压比热容，c_p(p₃,t₃)为末级(第二级)加热器出口蒸汽的定压比热容；p₁为第一级加热器入口蒸汽的压力，p₃为末级加热器出口蒸汽的压力，t₃为末级加热器出口蒸汽的温度；c_p(p₂,t'₂)为第二级加热器入口(第二级减温水减温后)蒸汽的定压比热容，p₂为第二级加热器入口蒸汽的压力。

此时，末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量为：

其中，∑Δt₃为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。

通过比较烟气侧汽温调节操作前、后的总偏差量∑Δt_n+1，可以定量评价烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。当烟气侧汽温调节操作后总偏差量的绝对值小于烟气侧汽温调节操作前总偏差量的绝对值时，表明该项调节操作可以提高机组运行经济性，反之则不利于机组运行经济性。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，由于该装置解决问题的原理与喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图4是本发明实施例中喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置的结构框图。如图4所示，喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置可以包括：

偏差模型创建单元，用于创建温度偏差模型和总偏差模型；

偏差量单元，用于输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

总偏差量单元，用于输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

在其中一种实施例中，还包括折算系数模型创建单元，用于：

创建温度折算系数模型；

输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

综上，本发明实施例的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法及装置，可以得到加热器出口蒸汽温度的总偏差量，实现了蒸汽温度的偏差计算，用一个统一的指标定量评价了烟气侧汽温调节操作对机组运行经济性的影响。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，其特征在于，包括：

创建温度偏差模型和总偏差模型；

输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至所述温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至所述总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

2.根据权利要求1所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，其特征在于，还包括：

创建温度折算系数模型；

输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至所述温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

3.根据权利要求2所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，其特征在于，所述温度偏差模型如下：

Δt_x＝k_x·(t_x-t'_x)，

(x＝1，2，......，n)

其中，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，k_x为每一加热器出口蒸汽温度折算系数；t_x为x级减温水减温前的蒸汽温度，t'_x为x级减温水减温后的蒸汽温度，n为减温水的级数。

4.根据权利要求3所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，其特征在于，所述温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p_x,t'_x)为x级加热器入口蒸汽的定压比热容，c_p(p_n+1,t_n+1)为末级加热器出口蒸汽的定压比热容；p_x为x级加热器入口蒸汽的压力，p_n+1为末级加热器出口蒸汽的压力，t_n+1为末级加热器出口蒸汽的温度。

5.根据权利要求1所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析方法，其特征在于，所述总偏差模型如下：

其中，∑Δt_n+1为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，t_n+1为末级加热器出口蒸汽温度，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。

6.一种喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，其特征在于，包括：

偏差模型创建单元，用于创建温度偏差模型和总偏差模型；

偏差量单元，用于输入每一级减温水减温前的蒸汽温度、每一级减温水减温后的蒸汽温度和每一加热器出口蒸汽温度折算系数至所述温度偏差模型中，得到加热器出口蒸汽温度的偏差量；

总偏差量单元，用于输入末级加热器出口蒸汽温度、末级加热器出口蒸汽温度设计值和每级加热器出口蒸汽温度的偏差量至所述总偏差模型中，得到末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量。

7.根据权利要求6所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，其特征在于，还包括折算系数模型创建单元，用于：

创建温度折算系数模型；

输入每级加热器入口蒸汽的压力，每级减温水减温后的蒸汽温度，末级加热器出口蒸汽的压力，末级加热器出口蒸汽温度至所述温度折算系数模型中，得到每一加热器出口蒸汽温度折算系数。

8.根据权利要求7所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，其特征在于，所述温度偏差模型如下：

Δt_x＝k_x·(t_x-t'_x)，

(x＝1，2，......，n)

其中，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，k_x为每一加热器出口蒸汽温度折算系数；t_x为x级减温水减温前的蒸汽温度，t'_x为x级减温水减温后的蒸汽温度，n为减温水的级数。

9.根据权利要求8所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，其特征在于，所述温度折算系数模型如下：

其中，c_p(p_x,t'_x)为x级加热器入口蒸汽的定压比热容，c_p(p_n+1,t_n+1)为末级加热器出口蒸汽的定压比热容；p_x为x级加热器入口蒸汽的压力，p_n+1为末级加热器出口蒸汽的压力，t_n+1为末级加热器出口蒸汽的温度。

10.根据权利要求6所述的喷水减温对锅炉蒸汽温度影响的分析装置，其特征在于，所述总偏差模型如下：

其中，∑Δt_n+1为末级加热器出口蒸汽温度的总偏差量，Δt_x为加热器出口蒸汽温度的偏差量，t_n+1为末级加热器出口蒸汽温度，为末级加热器出口蒸汽温度设计值。