一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法与流程

1.本发明涉及加热器技术领域，更进一步涉及一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法。

背景技术：

2.衡量加热器换热性能常用指标主要有三个：给水温升、上端差和下端差，上端差指高压加热器抽汽饱和温度与给水出水温度之差，下端差是高加疏水与高加进水的温度之差。
3.加热器水位的高低直接影响其换热效果。降低加热器水位，疏水冷却段被淹没的管排较少，即疏水的冷却面积不足，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也较少，凝结换热面积增加，加热器自身出口给水温度略有升高，上端差减小。提高加热器水位后，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，随加热器水位升高，上端差与下端差变化趋势相反。而上端差、下端差越大，加热器性能也越差，因此，对加热器正常运行水位进行调节，使上端差、下端差对机组的影响最小，对节能降耗有着积极的意义。
4.传统方法以机组负荷、加热器温升、出水温度、加热器上下端差等参数构建加热器最佳水位调节方法，存在着以下问题：
①
在机组实际运行过程中，即使负荷相同，由于凝汽器真空的影响，相同抽汽段的压力也有较大的差别，而不同的抽汽压力直接影响加热器的上端差，对于供暖机组，相同负荷由于抽汽量的不同导致相同抽汽段的压力差别更大，而上端差的变化直接影响加热器的换热效果；
②
传统方法建立的加热器各指标(如上下端差)对机组经济的影响模型，通常是以等效焓降法、小指标法或其他理论方法计算确定的，但是这些方法都是近似计算方法，准确度不高，并且不同负荷下加热器各指标对机组的热经济性影响也不同，需要大量的计算工作。传统的燃煤机组加热器水位调整评价依据计算不准确，参考工况无法覆盖机组尤其是供热机组全部运行工况的问题。
5.对于本领域的技术人员来说，如何更精准地调节燃煤机组加热器水位，使其更高效地运转，是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

6.本发明提供一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，能够更精准地调节燃煤机组加热器水位，使其更高效地运转，具体方案如下：
7.一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，包括：
8.s1、确定各加热器进汽压力变化范围和水位变化范围；
9.s2、在所述进汽压力变化范围内选取若干进汽压力值，在所述水位变化范围内选取若干水位值，根据进汽放热率，得到各个所述进汽压力值对应的最佳水位；
10.s3、根据各个所述进汽压力值和各个所述最佳运行水位，指导加热器运行水位调
节。
11.可选地，所述进汽放热率为进汽在加热器中放出的热量与进汽焓的比值，其计算方法为：
[0012][0013]
式中：p表示加热器的进汽压力，mpa；t表示加热器的进汽温度，℃；t0表示加热器的疏水温度，℃；h(p，t)表示加热器的进汽焓，kj/kwh；h(p，t0)表示加热器的疏水焓，kj/kwh。
[0014]
可选地，所述得到各个所述进汽压力值对应的最佳水位，包括：
[0015]
在每个所述进汽压力值下，拟合得到各个所述水位值与所述进汽放热率的水位-放热关系曲线，根据所述水位-放热关系曲线确定各个所述进汽压力值对应的进汽放热率最大值。
[0016]
可选地，所述根据各个所述进汽压力值和各个所述最佳运行水位，包括：
[0017]
拟合得到所述进汽压力值与所述最佳运行水位的压力-水位关系曲线，以所述压力-水位关系曲线指导加热器运行水位调节。
[0018]
可选地，所述进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间的等分点；
[0019]
所述水位值为水位最大值h
max
和水位最小值h
min
之间的等分点。
[0020]
可选地，所述进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间选取的至少九个点；
[0021]
所述水位值按照每10mm确定一个值。
[0022]
本发明提供一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，确定各加热器进汽压力变化范围和水位变化范围；在进汽压力变化范围内选取若干进汽压力值，在水位变化范围内选取若干水位值，根据进汽放热率，得到各个进汽压力值对应的最佳水位；根据各个进汽压力值和各个最佳运行水位，指导加热器运行水位调节。本方法采用加热器进汽压力作为水位调节的变量，克服了传统方法采用负荷作为变量无法考虑机组真空以及供热量变化对最佳运行水位的影响，能全面反映机组的不同运行状态，获得的最佳运行水位适用性更广；采用加热器进汽放热率作为水位调节的评价指标，能全面反映上、下端差变化对加热器换热性能的影响，进汽放热率采用实测数据计算，准确度更高，便于实时调节。
附图说明
[0023]
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，下面将对实施例或现有技术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。
[0024]
图1为本发明燃煤火电机组加热器运行水位调节方法的流程简图；
[0025]
图2为一种具体实施例中的压力-水位关系曲线。
具体实施方式
[0026]
本发明的核心在于提供一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，能够更精准地调节燃煤机组加热器水位，使其更高效地运转。
[0027]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法进行详细的介绍说明。
[0028]
结合图1，本发明提供一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，包括如下步骤：
[0029]
s1、确定各加热器进汽压力变化范围和水位变化范围。确定机组各运行工况下加热器进汽压力的变化范围，对于在运行机组可以采用统计的方法，例如：统计近一年或者近三年机组正常运行过程中，各加热器进汽压力的最大值和最小值；对于新机组可以采用设计数据确定加热器在各种可能运行工况下进汽压力的最大值和最小值。
[0030]
各种可能运行工况，对于纯凝机组是指机组实际运行过程中负荷的调节范围，对于供热机组是指机组负荷和供热量的可能调节范围。
[0031]
加热器水位的水位变化范围一般为加热器厂家规定值。
[0032]
该步骤是确定机组在各种可能的运行状态下，各加热器进汽压力和运行水位的最大值和最小值，从而合理确定试验工况，为运行水位调节划定边界条件。
[0033]
s2、在进汽压力变化范围内选取若干进汽压力值，在水位变化范围内选取若干水位值，根据进汽放热率，得到各个进汽压力值对应的最佳水位。
[0034]
上述步骤s1已经确定了进汽压力变化范围，在此范围内选取若干个进汽压力值，进汽压力变化范围和水位变化范围是两个相互独立的量，每个进汽压力值能够对应若干个不同的水位值，相应地，每个水位值能够对应若干个不同的进汽压力值；一个进汽压力值和一个水位值形成一个数值组，每个数值组对应一个进汽压力值和一个水位值。每个数值组对应一个进汽放热率，根据进汽放热率，得到各个进汽压力值对应的最佳水位，也即得到一个进汽压力值对应的进汽放热率最高的一个数值组，确定该数值组中的进汽压力值和水位值，也就得到该进汽压力值对应的最佳水位值。
[0035]
分别对各个进汽压力值重复上述的过程，得到每个进汽压力值对应的最佳水位。
[0036]
s3、根据各个进汽压力值和各个最佳运行水位，指导加热器运行水位调节。
[0037]
根据步骤s2确定的加热器各进汽压力值离散点对应的最佳运行水位，可以得到进汽压力与最佳运行水位的关系，利用此关系指导加热器运行水位调节。
[0038]
本方法采用加热器进汽压力作为水位调节的变量，传统方法采用负荷作为变量无法考虑机组真空以及供热量变化对最佳运行水位的影响，本方法能全面反映机组的不同运行状态，获得的最佳运行水位适用性更广。采用加热器进汽放热率作为水位调节的评价指标，能全面反映上端差、下端差变化对加热器换热性能的影响，进汽放热率采用实测数据计算，准确度更高，便于实时调节；而传统方法采用上端差、下端差对加热器性能的影响进行运行水位评价时，通常基于理论模型，计算量大准确度不高，并且不能适应机组工况的变化，无法实现实时调节。
[0039]
在上述方案的基础上，上述步骤s2所涉及的进汽放热率为进汽在加热器中放出的热量与进汽焓的比值，其计算方法为：
[0040][0041]
式中：p表示加热器的进汽压力，mpa；t表示加热器的进汽温度，℃；t0表示加热器的疏水温度，℃；h(p，t)表示加热器的进汽焓，kj/kwh；h(p，t0)表示加热器的疏水焓，kj/kwh。
[0042]
由上述公式可知，加热器进汽放热率是指加热器进汽在加热器中放出的热量占进汽本身携带热量的比例，对于燃煤火电机组加热器而言，使加热器进汽携带的能量更多地用来加热给水，是调节加热器水位的最终目的。采用进汽放热率作为调节加热器水位的性能指标，能全面反映上端差、下端差对加热器换热性能的影响，计算简单；并且放热率是根据实际测量参数计算得到的，比传统采用理论模型计算上端差、下端差对机组经济性的影响更加准确。
[0043]
上述步骤s2中得到各个进汽压力值对应的最佳水位，具体包括：
[0044]
在每个进汽压力值下，拟合得到各个水位值与进汽放热率的水位-放热关系曲线，根据水位-放热关系曲线确定各个进汽压力值对应的进汽放热率最大值。
[0045]
由于每个进汽压力值可对应无数个水位值，但只能选取其中若干个离散点，因而难以保证选取的最恰好就是该进汽压力值对应的最佳水位，在这个步骤中，对每个进汽压力值进行离散点曲线拟合，得到在一个进汽压力值下，各个水位值与进汽放热率的变化关系，通过水位-放热关系曲线体现，可以更为精准地确定出每个进汽压力值对应的最佳水位。
[0046]
更进一步，上述步骤s3中根据各个进汽压力值和各个最佳运行水位，具体包括：
[0047]
拟合得到进汽压力值与最佳运行水位的压力-水位关系曲线，以压力-水位关系曲线指导加热器运行水位调节。
[0048]
上文提到利用水位-放热关系曲线得到各个进汽压力值对应的最佳水位，也即得到若干个最佳数值组，最佳数值组当中的两个值为进汽压力值以及其对应的最佳水位。利用该最佳数值组进行曲线拟合，可以得到压力-水位关系曲线，图2为一种具体实施例中的压力-水位关系曲线，也即#1高压加热器进汽压力与最佳运行水位的关系曲线。可以利用该压力-水位关系曲线更为精确地指导加热器运行水位调节。
[0049]
进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间的等分点；水位值为水位最大值h
max
和水位最小值h
min
之间的等分点。
[0050]
具体地，根据加热器进汽压力的变化范围，确定合适的试验工况，例如：某加热器进汽压力的最大值为p
max
，最小值为p
min
，在p
max
和p
min
之间确定若干个试验点，可以按p
max
和p
min
差值的10％确定，也可以根据其他间隔确定。
[0051]
具体地，进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间选取的至少九个点；水位值按照每10mm确定一个值。
[0052]
为进一步说明本方法的先进性，以某300mw亚临界、中间再热式、高中压合缸、双缸双排汽、单轴、凝汽式汽轮机组#1高压加热器为例，进行最佳水位调节试验验证。根据历年运行数据，#1高压加热器进汽压力变化范围为1.77mpa至5.45mpa，该加热器水位可调节范围为210mm-310mm。
[0053]
根据步骤s1方法，将进汽压力分为9个试验点，即间隔为0.46mpa；水位按每间隔
10mm调整一次，试验工况统计如表1所示。
[0054]
表1#1加热器水位调节试验工况数
[0055][0056]
根据s2步骤中加热器进汽放热率的计算方法，求解各进汽压力下不同运行水位对应的进汽放热率数值，比较各水位下进汽放热率的大小，当进汽发热率取得最大值时，为此进汽压力下的最佳运行水位。
[0057]
经计算比较后，各进汽压力对应的最佳运行水位如表2所示。
[0058]
表2#1加热器进汽压力与最佳运行水位对应关系
[0059]
进汽压力(mpa)5.454.994.534.073.613.152.692.231.77最佳运行水位(mm)230240250260270280290300310
[0060]
根据步骤s3求解绘制进汽压力与最佳运行水位的关系曲线如图2所示。
[0061]
根据#1高压加热器进汽压力与最佳运行水位的关系曲线，根据机组实际运行中#1高压加热器的进汽压力指导运行水位的调节。
[0062]
其他加热器可以采用同样的方法获得该加热器进汽压力与最佳运行水位的关系曲线，从而指导各加热器运行水位调节。
[0063]
本发明公开了一种燃煤火电机组加热器最佳运行水位调节方法，具体包括以下步骤，确定各加热器进汽压力和水位的变化范围。根据加热器进汽压力变化范围内，确定各进汽压力下加热器水位与加热器放热率的关系曲线，加热器放热率为进汽放热量与进汽焓的比值，以加热器放热率最高所对应的水位为该进汽压力下的最佳运行水位。绘制进汽压力与最佳运行水位的关系曲线，指导加热器运行水位调节。
[0064]
本方法采用加热器进汽压力作为水位调节的变量，克服了传统方法采用负荷作为
变量无法考虑机组真空以及供热量变化对最佳运行水位的影响，能全面反映机组的不同运行状态，获得的最佳运行水位适用性更广；采用加热器进汽放热率作为水位调节的评价指标，能全面反映上端差、下端差变化对加热器换热性能的影响，进汽放热率采用实测数据计算，准确度更高，便于实时调节；而传统方法采用上端差、下端差对加热器性能的影响进行运行水位评价时，通常基于理论模型，计算量大准确度不高，并且不能适应机组工况的变化，无法实现实时调节。
[0065]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，包括：s1、确定各加热器进汽压力变化范围和水位变化范围；s2、在所述进汽压力变化范围内选取若干进汽压力值，在所述水位变化范围内选取若干水位值，根据进汽放热率，得到各个所述进汽压力值对应的最佳水位；s3、根据各个所述进汽压力值和各个所述最佳运行水位，指导加热器运行水位调节。2.根据权利要求1所述的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，所述进汽放热率为进汽在加热器中放出的热量与进汽焓的比值，其计算方法为：式中：p表示加热器的进汽压力，mpa；t表示加热器的进汽温度，℃；t0表示加热器的疏水温度，℃；h(p，t)表示加热器的进汽焓，kj/kwh；h(p，t0)表示加热器的疏水焓，kj/kwh。3.根据权利要求2所述的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，所述得到各个所述进汽压力值对应的最佳水位，包括：在每个所述进汽压力值下，拟合得到各个所述水位值与所述进汽放热率的水位-放热关系曲线，根据所述水位-放热关系曲线确定各个所述进汽压力值对应的进汽放热率最大值。4.根据权利要求3所述的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，所述根据各个所述进汽压力值和各个所述最佳运行水位，包括：拟合得到所述进汽压力值与所述最佳运行水位的压力-水位关系曲线，以所述压力-水位关系曲线指导加热器运行水位调节。5.根据权利要求4所述的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，所述进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间的等分点；所述水位值为水位最大值h
max
和水位最小值h
min
之间的等分点。6.根据权利要求5所述的燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，其特征在于，所述进汽压力值为进汽压力最大值p
max
和进汽压力最小值p
min
之间选取的至少九个点；所述水位值按照每10mm确定一个值。

技术总结

本发明提供一种燃煤火电机组加热器运行水位调节方法，涉及加热器技术领域，确定各加热器进汽压力变化范围和水位变化范围；在进汽压力变化范围内选取若干进汽压力值，在水位变化范围内选取若干水位值，根据进汽放热率，得到各个进汽压力值对应的最佳水位；根据各个进汽压力值和各个最佳运行水位，指导加热器运行水位调节。采用进汽压力作为水位调节的变量，克服了传统方法采用负荷作为变量无法考虑机组真空以及供热量变化对最佳运行水位的影响，能全面反映机组的不同运行状态，适用性更广；采用加热器进汽放热率作为水位调节的评价指标，能全面反映上、下端差变化对加热器换热性能的影响，进汽放热率采用实测数据计算，准确度更高，便于实时调节。便于实时调节。便于实时调节。