本发明涉及烟气治理，具体为一种真空热管低温省煤器智能水量控制方法。
背景技术：
1、真空热管低温省煤器工作原理是利用蒸汽在真空热管的冷凝段中与冷壁面接触凝结成液体，同时释放出汽化潜热，并通过管壁将热量传给真空热管外的冷却水，而冷凝后的工质在重力作用下流回蒸发段，重新开始蒸发吸热过程，周而往复；吸收了热量的冷却水输送到低压加热系统中。实现了在燃料消耗量不变的情况下，提高热经济性。
2、但由于电除尘器对烟气温度有一定的要求，高温烟气使飞灰比电阻增高，易形成反电晕，造成除尘效率下降；烟气温度过低更易发生低温腐蚀，导致设备寿命缩短，因此需要将热管换热器出口烟气温度控制在一定范围内。同时，冷却水经过热管换热后，会与上级低压加热器出口水汇集后，进入下级低压加热器之中，若冷却水出口水温低于设定值较多，需要进行抽汽操作，造成低压加热器能耗损失，会降低压加热系统的热效益；若冷却水出口水温高与设定值较多时，易造成凝汽器压力变化，导致疏水困难等问题发生，因此也需要将冷却水出口水温控制在一定范围内。
3、目前，真空热管低温省煤器的冷却水量的控制大多依靠人工或者pid进行调节，一方面，入口烟温与负荷、燃烧煤种等因素有关，会有较大程度的波动，而人工运维难以实现实时动态调整冷却水量，导致出口烟温也存在较大波动，会在一定程度上造成设备低温腐蚀以及除尘效率下降问题；另一方面，冷却水量的变化不仅会影响换热器出口烟温，也同时会影响出口水温。人工或传统pid控制，一般只关注出口烟温是否满足设定值，而忽略了出口水温对设备以及烟气余热利用率的影响。当真空热管出口水温出口水温度低于低压加热器汇集点温度时，两股有温差的流体在有温差的情况下产生了熵增，使做功能力减小，降低了热经济性，后续需要进行额外的抽汽操作，造成整个低压加热系统热效益降低。当真空热管冷却水出口水温高与设定值较多时，容易造成凝汽器压力异常，导致疏水困难等设备故障的问题，无法实现设备的最优化运行。
4、在现有技术cn112283693a火电机组低温省煤器内烟温和水温自动控制系统及方法中，公开了通过pid控制器来自动调节低温省煤器入口水温和内部烟温，但是就会存在上述问题，人工或传统pid控制，一般只关注出口烟温是否满足设定值，而忽略了出口水温对设备以及烟气余热利用率的影响。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种真空热管低温省煤器智能水量控制方法。
2、本发明的技术方案如下：
3、本发明提出一种真空热管低温省煤器智能水量控制方法，具体步骤包括：
4、通过真空热管低温省煤器的各通讯接口，获取真空热管低温省煤器运行参数；
5、根据光热平衡原理计算真空热管低温省煤器的换热功率；
6、根据热力学原理和等效热降原理利用真空热管低温省煤器的换热功率，计算低压加热器加热系统的新蒸汽等效热降增加量，并以新蒸汽等效热降增加量的数值作为烟气余热利用经济效益的评价标准；
7、基于除尘器的除尘效率和真空热管的低温腐蚀速度与低温加热器的疏水压力阈值对真空热管低温省煤器的冷却水量约束，分别确定满足除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力阈值的冷却水量取值范围，同时满足三个阈值的冷却水量范围为最佳取值范围；
8、通过设置权重参数确保冷却水量的最终取值范围不为空集，且在除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力的数值达到临界值时，自动调节冷却水量的取值范围使其保持在最佳取值范围内；
9、基于低压加热器加热系统的新蒸汽等效热降增加量与冷却水量的最佳取值范围，利用分治算法递归求解获得最佳的冷却水量实时值；
10、根据历史数据拟合出冷却水量与进水管电动调节阀开度的函数，基于最佳的冷却水量实时值动态调整进水管电动调节阀开度。
11、作为优选实施方式，所述运行参数包括真空热管低温省煤器的各烟道入口烟温和出口烟温及烟道差压，真空热管低温省煤器的进水口温度、出水口水温、进水管流量、回水管流量，锅炉系统的负荷、烟气量以及燃煤量。
12、作为优选实施方式，所述根据光热平衡原理计算真空热管低温省煤器的换热功率步骤具体为：
13、所述真空热管低温省煤器的换热功率为冷却水将高温烟气热量回收到水中的热量q，具体的计算公式如下：
14、q＝cps×ms×δt2
15、式中，cps为真空热管低温省煤器在定性水温下的水比热，ms为通过真空热管低温省煤器的冷却水量，δt2为真空热管低温省煤器的换热器中的平均水温；
16、作为优选实施方式，所述根据热力学原理和等效热降原理利用真空热管低温省煤器的换热功率，计算低压加热器加热系统的新蒸汽等效热降增加量步骤具体为：
17、δh＝qdηjp
18、式中，δh为低压加热系统的新蒸汽等效热降增加量；qd为低压加热器的单位工质负荷；ηjp为低压加热系统热量利用的平均抽汽效率；
19、作为优选实施方式，所述低压加热器的单位工质负荷qd的具体计算公式如下：
20、
21、式中，q为冷却水将高温烟气热量回收到水中的热量；d为新蒸汽耗量；ad为单位新蒸汽份额；td为真空热管的出口水焓；tw(m-1)为低压加热器第(m-1)级的出水口焓；τj为在第j级低压加热器中的单位给水焓升。
22、作为优选实施方式，所述低压加热系统热量利用的平均抽汽效率ηjp的具体计算公式如下：
23、
24、式中，其中ηm为第m级低压加热器抽汽效率。
25、作为优选实施方式，所述基于低压加热器加热系统的新蒸汽等效热降增加量与冷却水量的最佳取值范围，利用分治算法递归求解获得最佳的冷却水量实时值步骤具体为：
26、根据低压加热器的等效热降增加量δh的计算公式，获得低压加热器系统新蒸汽等效热降增加量δh与冷却水量ms的函数关系，具体函数关系式如下：
27、
28、利用分治算法递归求解函数δh＝g(ms)的最大值，具体公式如下：
29、
30、获得的最大值点p(msg，δhmax)所对应的msg为当前时刻最佳冷却水量，δhmax为当前时刻低压加热器系统新蒸汽等效热降增加量最大值。
31、作为优选实施方式，所述基于除尘器的除尘效率和真空热管的低温腐蚀速度与低温加热器的疏水压力阈值对真空热管低温省煤器的冷却水量约束，分别确定满足除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力阈值的冷却水量取值范围步骤具体为：
32、确定在除尘器的除尘效率取阈值时所需的冷却水量取值范围具体为：利用神经网络搭建除尘效率ηesp与除尘器入口烟温tespin关系模型：f(tespin)＝ηesp；当除尘器取最小除尘效率时，除尘器入口烟温获得最大值，此时除尘器入口烟温所需要的冷却水量需大于ms1，即基于除尘效率阈值的冷却水量取值范围为u1＝[ms1，msmax]，其中，msmax为真空热管低温省煤器可通过的最大冷却水量；
33、确定在真空管的低温腐蚀速度取阈值时所需的冷却水量取值范围具体为：除尘器入口烟气温度tespin需大于烟气露点温度tdn，根据烟气露点温度，确定除尘器入口烟温的最小值，此时除尘器入口烟温所需要的冷却水量需小于ms2，即基于除尘效率阈值的冷却水量取值范围为u2＝[0，ms2]；
34、确定在低压加热器的疏水压力取阈值时所需的冷却水量取值范围具体为：根据真空热管冷却水出口水温的最小值，确定此时需要的冷却水量需大于ms3，即基于疏水压力阈值的冷却水量取值范围为u3＝[ms3，msmax]，其中，msmax为真空热管低温省煤器可通过的最大冷却水量。
35、作为优选实施方式，所述同时满足三个阈值的冷却水量范围为最佳取值范围步骤具体为：
36、当除尘器的除尘效率和真空热管的低温腐蚀速度与疏水压力满足阈值条件时，对应冷却水量的取值范围分为为u1＝[ms1，msmax]、u2＝[0，ms2]、u3＝[ms3，msmax]；
37、对u1、u2和u3取交集时，获得冷却水量的最佳取值范围usp：
38、作为优选实施方式，所述通过设置权重参数确保冷却水量的最终取值范围不为空集步骤中添加权重参数后，除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力取阈值时，对应冷却水量取值范围为：
39、u′1＝[ms1(1+ωa)，msmax]
40、u′2＝[0，ms2(1-ωb)]
41、u′3＝[ms3(1+ωc),msmax]
42、式中，ωa、ωb和ωc均为权重参数。
43、本发明具有如下有益效果：
44、1、本发明通过研究热力学分析、等效热降理论以及数据建模方法，结合真空热管低温省煤器运行参数，计算低压加热器的等效热降增加量，用以实时评估真空热管低温省煤器的热效益。
45、2、本发明通过分析真空热管低温省煤气出口烟温、出口水温等参数对除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力的影响，共同限制真空热管冷却水量的取值范围。
46、3、本发明通过权重参数实现冷却水量取值范围的动态调整，确保冷却水量取值范围不为空集。并通过实时数据监测除尘效率、低温腐蚀速度、疏水压力指标是否存在显著异常风险，自动调整权重参数，优化冷却水量取值范围，同时避免除尘器、真空热管和低压加热器的工作状态出现异常。
47、4、本提案通过求解在指定的冷却水量取值范围内，取何冷却水量能使得低压加热器系统新蒸汽等效热降增加量最大。该水量即为最佳冷却水量，并利用阀门与水量的拟合关系控制进水管电动调节阀开度，实现自动控制。