一种火电厂加热器最佳运行水位控制装置及方法与流程

本发明涉及加热器，特别是涉及一种火电厂加热器最佳运行水位控制装置及方法。

背景技术：

1、火电厂加热器运行水位的高低直接影响其换热效果。降低加热器运行水位，疏水冷却段被淹没的管排较少，即疏水的冷却面积减少，加热器出口疏水温度升高，下端差增大；但凝结段由于被淹没的管排较少，凝结换热面积增加，加热器自身出口给水温度有所升高，上端差减小。提高加热器运行水位后，疏水冷却段的冷却面积增大，加热器出口疏水温度降低，下端差减小，而凝结段有较多的管排被淹没，凝结换热面积减少，加热器自身出口给水温度下降，上端差增大。也就是说，随着加热器运行水位变化，上端差与下端差变化趋势相反。而上、下端差越大，加热器换热性能也越差，因此，对加热器运行水位进行调节，使上、下端差对机组热耗率的综合影响最小，对节能降耗有着积极的意义。

2、传统方法根据机组负荷以及加热器换热性能情况，通过热力性能试验或者理论计算的方法，以加热器上、下端差的最优值确定各工况的最佳运行水位。但是，性能试验和理论计算都是基于加热器当前或设计的换热性能确定的，由于安装或者材料方面的差异，加热器的换热性能会随着运行时间的增加而改变，从而导致某一时间段确定的最佳运行水位不适应机组长期运行，经过一段时间运行或大修清洗后，为达到最佳的换热效果，需要重新进行性能试验或理论计算，以重新确定最佳运行水位，使其符合当前加热器的换热性能，耗费大量人力物力，并且某一时间点确定的最佳运行水位无法实时适应加热器换热性能的变化。

技术实现思路

1、本发明提供了一种火电厂加热器最佳运行水位控制装置及方法，基于实际运行历史数据建立加热器最佳运行水位基准数据库，并根据加热器实时运行情况对最佳运行水位进行自我学习更新并调整至最佳运行水位，自动学习调整，节省大量人力物力，对节能降耗有着积极的意义。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种火电厂加热器最佳运行水位控制方法，包括：

4、获取机组历史各工况下的运行数据，至少包括机组负荷、加热水位、加热器入口蒸汽压力、加热器疏水温度及加热器进、出水温度；

5、从上述历史运行数据中获取机组稳定运行的数据；

6、根据机组历史各工况下的稳定运行数据计算加热器上、下端差对机组热耗率的影响值，并将各工况下的加热器上、下端差对机组热耗率的影响值最低时的机组负荷、加热器运行水位以及加热器上、下端差对机组热耗率的影响值记录下来，并形成基准数据库，且上述基准数据库中记录的运行水位为各工况下的最佳运行水位；

7、根据机组实时运行情况，更新上述基准数据库内各工况下对应的机组负荷、加热器最佳运行水位以及加热器上、下端差对机组热耗率的影响值；

8、以更新过后的上述基准数据库为依据，调节各工况下加热器的运行水位至上述基准数据库所记录的最佳运行水位。

9、优选地，更新上述基准数据库内各工况下对应的机组负荷、加热器运行水位以及加热器上、下端差对机组热耗率的影响值的具体步骤如下：

10、获取机组实时工况下的运行数据，运行数据至少包括机组负荷、加热水位、加热器入口蒸汽压力、加热器疏水温度及加热器进、出水温度；根据实时运行数据计算加热器上、下端差对机组热耗率的影响值，并从上述基准数据库检索此实时工况下的机组负荷、运行水位和加热器上、下端差对机组热耗率的影响值；

11、当上述基准数据库中不存在与实时负荷相同的工况时，将实时工况的机组负荷、加热器运行水位及加热器上、下端差对机组热耗率的影响值记录下来，并记录至上述基准数据库中；

12、当上述基准数据库存在与实时负荷相同的工况时，则比较此工况下的加热器内的运行水位；如果运行水位相同，将上述基准数据库内此工况下的加热器上、下端差对机组热耗率的影响值更新为实时值；如果运行水位不同，则比较此工况下加热器上、下端差对机组热耗率的影响值，根据比较结果，进行更新上述基准数据库，使得上述基准数据库中所记录的此工况下的加热器上、下端差对机组热耗率的影响值最小。

13、优选地，如果相同工况下运行水位不同，比较此工况下加热器上、下端差对机组热耗率的影响值；

14、若实时工况下加热器上、下端差对机组热耗率的影响值低于上述基准数据库中该工况加热器上、下端差对热耗率的影响值，则将上述基准数据库中该工况的加热器最佳运行水位以及上、下端差对热耗率的影响值更新为实时值；

15、若实时工况下加热器上、下端差对机组热耗率的影响值高于或等于上述基准数据库中该工况加热器上、下端差对热耗率的影响值，则保持上述基准数据库中该工况下的加热器运行水位以及上、下端差对热耗率的影响值。

16、优选地，机组处于稳定运行工况下的条件如下：

17、在一定时间内，机组各运行数据中的最大值和最小值之差均小于两倍的稳态工况判断准则内设定的波动值；

18、运行数据至少包括主蒸汽流量、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度和电功率。

19、优选地，加热器上、下端差对机组热耗率的影响值的计算模型如下：

20、δq＝α·(ttd-ttd0)+β·(dca-dca0)

21、式中：ttd为上端差实际值，℃；ttd0为上端差设计值，℃；dca为下端差实际值，℃；dca0为下端差设计值，℃；α为上端差对热耗率的影响值，％；β为下端差对热耗率的影响值，％。

22、优选地，上述加热器上、下端差对机组热耗率的影响值的计算模型中上端差的实际值的计算模型如下：

23、ttd＝ts-t2

24、式中：ttd为上端差，℃；ts为加热入口蒸汽压力下的饱和温度，℃；t2为加热器出水温度，℃；

25、上述加热器上、下端差对机组热耗率的影响值的计算模型中上端差的实际值的计算模型如下：

26、dca＝td-t1

27、式中：dca为下端差，℃；td为疏水出口温度，℃；t1为加热器进水温度，℃。

28、优选地，上述加热器上、下端差对机组热耗率的影响值的计算模型中加热器上、下端差的变化对热耗率的影响值采用小指标法或等效焓降法确定。

29、一种火电厂加热器最佳运行水位控制装置，包括：

30、历史数据获取模块，用于获取机组历史各工况下的运行数据，至少包括机组负荷，加热水位、加热器入口蒸汽压力，加热器进、出水温度以及加热器疏水温度；

31、稳态工况判断模块，用于从历史数据获取模块中获取机组历史各工况下的稳定运行数据；

32、历史最佳运行水位确定模块，用于判断在相同负荷下，不同运行水位下加热器上、下端差对机组热耗率的影响值，并将热耗率影响值最小时对应的加热器运行水位、机组负荷及加热器上、下端差对机组热耗率的影响值记录起来，形成基准数据库；

33、基准数据库更新模块，用于完善上述基准数据库的工况数据和更新上述基准数据库中记录的各工况下的最佳运行水位以及对应的加热器上、下端差对机组热耗率的影响值；

34、水位调整决策模块，调节加热器运行水位至更新过的上述基准数据库中记录的加热器最佳运行水位。

35、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

36、本发明根据加热器实际运行历史数据确定各工况最佳运行水位基准数据库，为实际运行环境，解决了传统方法根据性能试验需要进行系统隔离与实际运行情况不一致，以及理论计算与实际工况存在误差等问题，并无需对设备进行任何改造，安全性高，维护成本低。另外，本发明还通过加热器实时运行数据对各工况最佳运行水位进行自我学习更新，克服了加热器换热性能衰退或大小修对其换热性能的影响，使最佳运行水位始终符合加热器实际换热性能，使加热器上、下端差对机组热耗率的综合影响最小。