一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法及系统与流程

本发明涉及蒸汽供热，特别是涉及一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法及系统。

背景技术：

1、我国北方地区电站多为热电联产机组，冬季供热期采用以热定电方式运行。随着城市供热由供暖锅炉方式向热电联产供热方式转变，供热机组的热负荷逐年递增，电负荷也随之增大，导致热电机组调峰能力降低，进一步造成电网调峰困难、新能源消纳能力不足等问题。得益于近年来各类供热灵活性改造，机组供热期的供热能力及调峰能力均有所提升。而对于区域电网电力监管部门及生产运行部门，需要仔细确定各供热机组的最小出力，做好供热期期的生产计划，在保障冬季供热的基础上，有效挖掘区域电网调峰潜力，最大化释放网内机组调峰能力。

2、当前的机组没有调峰锅炉或调峰容量较小的大型集中热网，初末寒期运行效率低。这段供暖期由于供热需求小，热电厂供热能力过剩，汽机抽汽改为凝气发电，能源效率明显下降，有些工况下甚至低于锅炉供热。同时，热网输送能力过剩，质调节系统泵耗增加，且在进行供热时，缺少先进的控制流程，需要借助有经验的工作人员对蒸汽供热参数进行一步一步调节控制，这对工作人员的工作能力有极大的考验，导致供热不足或者过度供热，影响供热效率。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法及系统，用以解决现有技术中无法实现自动化供热，无法提高供热系统的供热系数和能源利用效率的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法，所述方法包括：

3、获取锅炉内液体的实时液位高度值，并当所述实时液位高度值达到预设液位高度值时，获取所述锅炉内液体的实时温度；

4、采集所述锅炉的数据参数，并基于所述数据参数计算所述锅炉的蒸汽发电效率；

5、根据所述锅炉内液体的实时温度和所述锅炉的蒸汽发电效率设定半潜式燃烧器的加热策略；

6、基于所述加热策略对所述半潜式燃烧器进行控制。

7、在其中一个实施例中，在获取锅炉内液体的实时液位高度值之前，还包括：

8、获取所述锅炉的供热用水量a，并根据所述锅炉的供热用水量a确定所述锅炉的供水阀门开度，

9、预设锅炉的供热用水量矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设供热用水量，b2为第二预设供热用水量，b3为第三预设供热用水量，b4为第四预设供热用水量，且b1＜b2＜b3＜b4；

10、预设锅炉的供水阀门开度矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设供水阀门开度，c2为第二预设供水阀门开度，c3为第三预设供水阀门开度，c4为第四预设供水阀门开度，c5为第五预设供水阀门开度，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；

11、根据所述锅炉的供热用水量a与各预设供热用水量之间的关系设定所述锅炉的供水阀门开度：

12、当a＜b1时，选定所述第一预设供水阀门开c1作为所述锅炉的供水阀门开度；

13、当b1≤a＜b2时，选定所述第二预设供水阀门开c2作为所述锅炉的供水阀门开度；

14、当b2≤a＜b3时，选定所述第三预设供水阀门开c3作为所述锅炉的供水阀门开度；

15、当b3≤a＜b4时，选定所述第四预设供水阀门开c4作为所述锅炉的供水阀门开度；

16、当b4≤a时，选定所述第五预设供水阀门开c5作为所述锅炉的供水阀门开度。

17、在其中一个实施例中，在采集所述锅炉的数据参数，并基于所述数据参数计算所述锅炉的蒸汽发电效率时，包括：

18、采集所述锅炉的供热回水比焓和发电机的机械效率；

19、根据所述锅炉的供热回水比焓和发电机的机械效率计算所述锅炉的蒸汽发电效率；

20、其中，所述锅炉的蒸汽发电效率根据下式进行计算：

21、

22、其中，ω为锅炉的蒸汽发电效率，h0为蒸汽焓，hh为供热抽汽焓，h'h为供热回水比焓，ηmηg为发电机的机械效率，e为相对热化发电份额。

23、在其中一个实施例中，在根据所述锅炉内液体的实时温度和所述锅炉的蒸汽发电效率设定半潜式燃烧器的加热策略时，包括：

24、根据所述锅炉内液体的实时温度e设定所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间，

25、预设锅炉内液体的实时温度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4)，其中，f1为第一预设实时温度，f2为第二预设实时温度，f3为第三预设实时温度，f4为第四预设实时温度，且f1＜f2＜f3＜f4；

26、预设半潜式燃烧器的加热温度矩阵d，设定d(d1，d2，d3，d4，d5)，其中，d1为第一预设加热温度，d2为第二预设加热温度，d3为第三预设加热温度，d4为第四预设加热温度，d5为第五预设加热温度，且d1＜d2＜d3＜d4＜d5；

27、预设半潜式燃烧器的加热时间矩阵t，设定t(t1，t2，t3，t4，t5)，其中，t1为第一预设加热时间，t2为第二预设加热时间，t3为第三预设加热时间，t4为第四预设加热时间，t5为第五预设加热时间，且t1＜t2＜t3＜t4＜t5；

28、根据所述锅炉内液体的实时温度e与各预设实时温度之间的关系设定所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间：

29、当e＜f1时，选定所述第一预设加热温度d1作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第一预设加热时间t1作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

30、当f1≤e＜f2时，选定所述第二预设加热温度d2作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第二预设加热时间t2作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

31、当f2≤e＜f3时，选定所述第三预设加热温度d3作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第三预设加热时间t3作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

32、当f3≤e＜f4时，选定所述第四预设加热温度d4作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第四预设加热时间t4作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

33、当f4≤e时，选定所述第五预设加热温度d5作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第五预设加热时间t5作为所述半潜式燃烧器的加热时间。

34、在其中一个实施例中，在根据所述锅炉内液体的实时温度和所述锅炉的蒸汽发电效率设定半潜式燃烧器的加热策略时，还包括：

35、基于所述锅炉的蒸汽发电效率ω对所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间进行修正，并将修正后的加热温度和加热时间作为所述半潜式燃烧器的目标加热温度和目标加热时间，

36、预设锅炉的蒸汽发电效率矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设蒸汽发电效率，g2为第二预设蒸汽发电效率，g3为第三预设蒸汽发电效率，g4为第四预设蒸汽发电效率，且g1＜g2＜g3＜g4；

37、预设半潜式燃烧器的加热温度修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设加热温度修正系数，h2为第二预设加热温度修正系数，h3为第三预设加热温度修正系数，h4为第四预设加热温度修正系数，h5为第五预设加热温度修正系数，且0.8＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.2；

38、预设半潜式燃烧器的加热时间修正系数矩阵y，设定y(y1，y2，y3，y4，y5)，其中，y1为第一预设加热时间修正系数，y2为第二预设加热时间修正系数，y3为第三预设加热时间修正系数，y4为第四预设加热时间修正系数，y5为第五预设加热时间修正系数，且0.8＜y1＜y2＜y3＜y4＜y5＜1.2；

39、在将所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间分别设定为第i预设加热温度di和第i预设加热时间t i时，i＝1，2，3，4，5，根据所述锅炉的蒸汽发电效率ω与各预设蒸汽发电效率之间的关系对所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间进行修正：

40、当ω＜g1时，选定所述第一预设加热温度修正系数h1对所述第i预设加热温度d i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h1，选定所述第一预设加热时间修正系数y1对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y1；

41、当g1≤ω＜g2时，选定所述第二预设加热温度修正系数h2对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h2，选定所述第二预设加热时间修正系数y2对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y2；

42、当g2≤ω＜g3时，选定所述第三预设加热温度修正系数h3对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h3，选定所述第三预设加热时间修正系数y3对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y3；

43、当g3≤ω＜g4时，选定所述第四预设加热温度修正系数h4对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h4，选定所述第四预设加热时间修正系数y4对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y4；

44、当g4≤ω时，选定所述第五预设加热温度修正系数h5对所述第i预设加热温度d i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h5，选定所述第五预设加热时间修正系数y5对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y5。

45、为了实现上述目的，本发明提供了一种外购蒸汽协同运行的智慧供热系统，所述系统包括：

46、获取模块，用于获取锅炉内液体的实时液位高度值，并当所述实时液位高度值达到预设液位高度值时，获取所述锅炉内液体的实时温度；

47、计算模块，用于采集所述锅炉的数据参数，并基于所述数据参数计算所述锅炉的蒸汽发电效率；

48、设定模块，用于根据所述锅炉内液体的实时温度和所述锅炉的蒸汽发电效率设定半潜式燃烧器的加热策略；

49、控制模块，用于基于所述加热策略对所述半潜式燃烧器进行控制。

50、在其中一个实施例中，所述获取模块具体用于：

51、所述获取模块用于获取所述锅炉的供热用水量a，并根据所述锅炉的供热用水量a确定所述锅炉的供水阀门开度，

52、所述获取模块用于预设锅炉的供热用水量矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设供热用水量，b2为第二预设供热用水量，b3为第三预设供热用水量，b4为第四预设供热用水量，且b1＜b2＜b3＜b4；

53、所述获取模块用于预设锅炉的供水阀门开度矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设供水阀门开度，c2为第二预设供水阀门开度，c3为第三预设供水阀门开度，c4为第四预设供水阀门开度，c5为第五预设供水阀门开度，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；

54、所述获取模块用于根据所述锅炉的供热用水量a与各预设供热用水量之间的关系设定所述锅炉的供水阀门开度：

55、当a＜b1时，选定所述第一预设供水阀门开c1作为所述锅炉的供水阀门开度；

56、当b1≤a＜b2时，选定所述第二预设供水阀门开c2作为所述锅炉的供水阀门开度；

57、当b2≤a＜b3时，选定所述第三预设供水阀门开c3作为所述锅炉的供水阀门开度；

58、当b3≤a＜b4时，选定所述第四预设供水阀门开c4作为所述锅炉的供水阀门开度；

59、当b4≤a时，选定所述第五预设供水阀门开c5作为所述锅炉的供水阀门开度。

60、在其中一个实施例中，所述计算模块具体用于：

61、所述计算模块用于采集所述锅炉的供热回水比焓和发电机的机械效率；

62、所述计算模块用于根据所述锅炉的供热回水比焓和发电机的机械效率计算所述锅炉的蒸汽发电效率；

63、其中，所述锅炉的蒸汽发电效率根据下式进行计算：

64、

65、其中，ω为锅炉的蒸汽发电效率，h0为蒸汽焓，hh为供热抽汽焓，h'h为供热回水比焓，ηmηg为发电机的机械效率，e为相对热化发电份额。

66、在其中一个实施例中，所述设定模块具体用于：

67、所述设定模块用于根据所述锅炉内液体的实时温度e设定所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间，

68、所述设定模块用于预设锅炉内液体的实时温度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4)，其中，f1为第一预设实时温度，f2为第二预设实时温度，f3为第三预设实时温度，f4为第四预设实时温度，且f1＜f2＜f3＜f4；

69、所述设定模块用于预设半潜式燃烧器的加热温度矩阵d，设定d(d1，d2，d3，d4，d5)，其中，d1为第一预设加热温度，d2为第二预设加热温度，d3为第三预设加热温度，d4为第四预设加热温度，d5为第五预设加热温度，且d1＜d2＜d3＜d4＜d5；

70、所述设定模块用于预设半潜式燃烧器的加热时间矩阵t，设定t(t1，t2，t3，t4，t5)，其中，t1为第一预设加热时间，t2为第二预设加热时间，t3为第三预设加热时间，t4为第四预设加热时间，t5为第五预设加热时间，且t1＜t2＜t3＜t4＜t5；

71、所述设定模块用于根据所述锅炉内液体的实时温度e与各预设实时温度之间的关系设定所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间：

72、当e＜f1时，选定所述第一预设加热温度d1作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第一预设加热时间t1作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

73、当f1≤e＜f2时，选定所述第二预设加热温度d2作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第二预设加热时间t2作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

74、当f2≤e＜f3时，选定所述第三预设加热温度d3作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第三预设加热时间t3作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

75、当f3≤e＜f4时，选定所述第四预设加热温度d4作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第四预设加热时间t4作为所述半潜式燃烧器的加热时间；

76、当f4≤e时，选定所述第五预设加热温度d5作为所述半潜式燃烧器的加热温度，选定所述第五预设加热时间t5作为所述半潜式燃烧器的加热时间。

77、在其中一个实施例中，所述设定模块具体用于：

78、所述设定模块用于基于所述锅炉的蒸汽发电效率ω对所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间进行修正，并将修正后的加热温度和加热时间作为所述半潜式燃烧器的目标加热温度和目标加热时间，

79、所述设定模块用于预设锅炉的蒸汽发电效率矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设蒸汽发电效率，g2为第二预设蒸汽发电效率，g3为第三预设蒸汽发电效率，g4为第四预设蒸汽发电效率，且g1＜g2＜g3＜g4；

80、所述设定模块用于预设半潜式燃烧器的加热温度修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设加热温度修正系数，h2为第二预设加热温度修正系数，h3为第三预设加热温度修正系数，h4为第四预设加热温度修正系数，h5为第五预设加热温度修正系数，且0.8＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.2；

81、所述设定模块用于预设半潜式燃烧器的加热时间修正系数矩阵y，设定y(y1，y2，y3，y4，y5)，其中，y1为第一预设加热时间修正系数，y2为第二预设加热时间修正系数，y3为第三预设加热时间修正系数，y4为第四预设加热时间修正系数，y5为第五预设加热时间修正系数，且0.8＜y1＜y2＜y3＜y4＜y5＜1.2；

82、所述设定模块用于在将所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间分别设定为第i预设加热温度di和第i预设加热时间t i时，i＝1，2，3，4，5，根据所述锅炉的蒸汽发电效率ω与各预设蒸汽发电效率之间的关系对所述半潜式燃烧器的加热温度和加热时间进行修正：

83、当ω＜g1时，选定所述第一预设加热温度修正系数h1对所述第i预设加热温度d i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h1，选定所述第一预设加热时间修正系数y1对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y1；

84、当g1≤ω＜g2时，选定所述第二预设加热温度修正系数h2对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h2，选定所述第二预设加热时间修正系数y2对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y2；

85、当g2≤ω＜g3时，选定所述第三预设加热温度修正系数h3对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h3，选定所述第三预设加热时间修正系数y3对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y3；

86、当g3≤ω＜g4时，选定所述第四预设加热温度修正系数h4对所述第i预设加热温度di进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h4，选定所述第四预设加热时间修正系数y4对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y4；

87、当g4≤ω时，选定所述第五预设加热温度修正系数h5对所述i预设加热温度d i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热温度为di*h5，选定所述第五预设加热时间修正系数y5对所述第i预设加热时间t i进行修正，修正后的半潜式燃烧器的加热时间为t i*y5。

88、本发明提供了一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法及系统，相较现有技术，具有以下有益效果：

89、本发明公开了一种外购蒸汽协同运行的智慧供热方法及系统，获取锅炉内液体的实时液位高度值，并当所述实时液位高度值达到预设液位高度值时，获取所述锅炉内液体的实时温度；采集所述锅炉的数据参数，并基于所述数据参数计算所述锅炉的蒸汽发电效率；根据所述锅炉内液体的实时温度和所述锅炉的蒸汽发电效率设定半潜式燃烧器的加热策略；基于所述加热策略对所述半潜式燃烧器进行控制，本发明解决了无法进行智慧供热的技术问题，提高了供热系统的供热系数和能源利用效率，提高了供热系统的供热效果，降低了系统运行成本。