一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备，方法包括：响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将亚临界压力下的锅炉水冷壁管划分出多个网格，采用第一网格的第一工质参数和工质干度公式，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度，通过判别第一进口工质干度和第一出口工质干度确定第一网格包含第一相变点，基于第一相变点、第二网格的第二出口热负荷、第一工质参数和工质干度公式确定第二出口工质干度，通过判别第二进口工质干度和第二出口工质干度确定第二网格包含第二相变点。整个锅炉水动力相变点的评估过程，应用工质干度进行相变点判别，为开展深度调峰水动力调整提供理论依据和技术手段，从而提升锅炉正常运行的稳定性。正常运行的稳定性。正常运行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及火力发电
，尤其涉及一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]随着新能源发电比例的提升,燃煤电厂通过煤电机组开展深度调峰以促进新能源电力消纳的保障，而深度调峰运行的锅炉容易出现水动力恶化，影响煤电机组安全稳定运行。在亚临界压力工况下的锅炉，需要基于其水冷壁水动力特性开展水动力核算以保障锅炉那个安全、稳定运行燃烧。
[0003]在亚临界压力下，锅炉的水冷壁工质存在汽水两相区，由于单相态和两相态在开展水动力核算时的阻力系数和压降计算公式不同，需要确定两相区位置才能开展计算。目前燃煤电厂缺少深度调峰下锅炉亚临界压力下水动力相变点评估方法，为对亚临界压力下的锅炉开展深度调峰水动力调整，亟需对锅炉在单相态与两相态之间的相变点进行评估确定。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备，解决了现有技术中难以确定锅炉的水动力相变点，影响开展深度调峰水动力调整，导致影响锅炉的正常运行的技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供的一种锅炉水动力相变点的评估方法，应用于亚临界压力下的锅炉水冷壁管，所述方法包括：
[0006]响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将所述锅炉水冷壁管划分出多个网格，并将所述锅炉水冷壁管的壁管进口所属网格作为第一网格；
[0007]采用所述第一网格的第一工质参数和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度；
[0008]若所述第一进口工质干度小于零且所述第一出口工质干度大于零，则确定所述第一网格包含第一相变点，并获取所述第一相变点对应的工质参数；
[0009]获取所述第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用所述第一工质参数、所述工质参数、所述第二出口热负荷和所述工质干度公式确定第二出口工质干度；
[0010]当满足所述第一出口工质干度小于一且所述第二出口工质干度大于一时，确定所述第二网格包含第二相变点。
[0011]可选地，所述第一工质参数包括进口工质压力、进口工质温度、进口热负荷和第一出口热负荷；所述采用所述第一网格的第一工质参数和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，包括：
[0012]采用所述第一网格的进口工质压力和进口工质温度输入预设的水和水蒸气计算程序，输出进口焓值；
[0013]通过所述水和水蒸气计算程序基于所述进口焓值和所述进口工质压力，运算确定进口工质比容；
[0014]根据所述进口工质压力、所述进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度；
[0015]采用所述第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和所述进口焓值，按照预设的焓值公式计算所述第一网格的第一出口焓值；
[0016]根据所述进口工质比容、所述进口焓值、所述第一出口焓值和预设的焓增阈值，确定第一出口工质干度。
[0017]可选地，所述根据所述进口工质压力、所述进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度的步骤，包括：
[0018]获取所述进口工质压力对应的第一饱和蒸汽焓值和第一饱和水焓值；
[0019]对所述第一饱和蒸汽焓值与第一饱和水焓值进行差值运算，生成第一差值；
[0020]将所述进口焓值与第一饱和水焓值执行差值运算，构建第二差值；
[0021]采用所述第二差值与所述第一差值进行比值运算，确定第一进口工质干度。
[0022]可选地，所述采用所述第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和所述进口焓值，按照预设的焓值公式计算所述第一网格的第一出口焓值的步骤，包括：
[0023]对所述第一网格的进口热负荷和第一出口热负荷进行均值运算，确定第一平均热负荷；
[0024]获取所述第一网格关联的管节距和工质质量流量；
[0025]采用所述第一平均热负荷、所述管节距和所述管段长度的乘值，与所述工质质量流量进行比值运算，构建第一比值；
[0026]对所述第一比值与所述进口焓值执行和值运算，确定所述第一网格的第一出口焓值。
[0027]可选地，所述根据所述进口工质比容、所述进口焓值、所述第一出口焓值和预设的焓增阈值，确定所第一出口工质干度的步骤，包括：
[0028]假设所述第一网格的第一假设出口压力，并将所述第一假设出口压力和所述第一出口焓值输入所述水和水蒸气计算程序，输出第一出口工质比容；
[0029]对所述第一出口焓值与所述进口焓值进行差值运算，确定第一焓增值；
[0030]通过比较所述第一焓增值与预设的焓增阈值，确定第一平均工质比容；
[0031]基于所述第一平均工质比容和所述第一假设出口压力进行单相流体压降迭代，确定第一出口压力；
[0032]获取所述第一出口工质压力对应的第二饱和蒸汽焓值和第二饱和水焓值；
[0033]采用第二饱和蒸汽焓值、第二饱和水焓值和第一出口焓值，按照所述工质干度公式确定第一出口工质干度。
[0034]可选地，所述通过比较所述第一焓增值与预设的焓增阈值，确定第一平均工质比容的步骤，包括：
[0035]判断所述第一焓增值是否小于预设的焓增阈值；
[0036]若小于，则分别对所述第一出口工质比容与第一出口焓值、所述进口工质比容与进口焓值进行乘值运算，对应构建第一乘值和第二乘值；
[0037]对所述第一乘值与所述第二乘值进行差值运算，生成第三差值；
[0038]计算所述第一出口工质比容与所述进口工质比容之间的第四差值；
[0039]将所述第三差值与所述第四差值进行比值运算，确定第一平均工质比容；
[0040]若不小于，则采用所述进口比容和所述第一出口比容进行积分平均值运算，确定第一平均工质比容。
[0041]可选地，所述获取所述第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用所述第一工质参数、所述工质参数、所述第二出口热负荷和所述工质干度公式确定第二出口工质干度的步骤，包括：
[0042]获取所述第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并对所述第一出口热负荷与所述第二出口热负荷进行均值运算，构建第二平均热负荷；
[0043]采用所述第一出口焓值和所述第二平均热负荷，按照所述焓值公式计算第二出口焓值；
[0044]假设所述第二网格的第二假设出口压力，通过所述水和水蒸气计算程序基于所述第二假设出口压力和所述第二出口焓值，确定第二出口工质比容；
[0045]将所述第二出口焓值与所述第一出口焓值执行差值运算构建第二焓增值，并根据所述第二焓增值与所述焓增阈值的比较结果，确定第二平均工质比容；
[0046]将所述工质参数作为两相流体的起始迭代参数，并采用所述第二平均工质比容和所述第二假设出口压力进行两相流体压降迭代，确定第二出口压力；
[0047]按照所述工质干度公式，采用所述第二出口压力对应的第三饱和蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，应用于亚临界压力下的锅炉水冷壁管，所述方法包括：响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将所述锅炉水冷壁管划分出多个网格，并将所述锅炉水冷壁管的壁管进口所属网格作为第一网格；采用所述第一网格的第一工质参数和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度；若所述第一进口工质干度小于零且所述第一出口工质干度大于零，则确定所述第一网格包含第一相变点，并获取所述第一相变点对应的工质参数；获取所述第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用所述第一工质参数、所述工质参数、所述第二出口热负荷和所述工质干度公式确定第二出口工质干度；当满足所述第一出口工质干度小于一且所述第二出口工质干度大于一时，确定所述第二网格包含第二相变点。2.根据权利要求1所述的锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，所述第一工质参数包括进口工质压力、进口工质温度、进口热负荷和第一出口热负荷；所述采用所述第一网格的第一工质参数和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，包括：采用所述第一网格的进口工质压力和进口工质温度输入预设的水和水蒸气计算程序，输出进口焓值；通过所述水和水蒸气计算程序基于所述进口焓值和所述进口工质压力，运算确定进口工质比容；根据所述进口工质压力、所述进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度；采用所述第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和所述进口焓值，按照预设的焓值公式计算所述第一网格的第一出口焓值；根据所述进口工质比容、所述进口焓值、所述第一出口焓值和预设的焓增阈值，确定第一出口工质干度。3.根据权利要求2所述的锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，所述根据所述进口工质压力、所述进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度的步骤，包括：获取所述进口工质压力对应的第一饱和蒸汽焓值和第一饱和水焓值；对所述第一饱和蒸汽焓值与第一饱和水焓值进行差值运算，生成第一差值；将所述进口焓值与第一饱和水焓值执行差值运算，构建第二差值；采用所述第二差值与所述第一差值进行比值运算，确定第一进口工质干度。4.根据权利要求2所述的锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，所述采用所述第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和所述进口焓值，按照预设的焓值公式计算所述第一网格的第一出口焓值的步骤，包括：对所述第一网格的进口热负荷和第一出口热负荷进行均值运算，确定第一平均热负荷；获取所述第一网格关联的管节距和工质质量流量；采用所述第一平均热负荷、所述管节距和所述管段长度的乘值，与所述工质质量流量
进行比值运算，构建第一比值；对所述第一比值与所述进口焓值执行和值运算，确定所述第一网格的第一出口焓值。5.根据权利要求2所述的锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，所述根据所述进口工质比容、所述进口焓值、所述第一出口焓值和预设的焓增阈值，确定所第一出口工质干度的步骤，包括：假设所述第一网格的第一假设出口压力，并将所述第一假设出口压力和所述第一出口焓值输入所述水和水蒸气计算程序，输出第一出口工质比容；对所述第一出口焓值与所述进口焓值进行差值运算，确定第一焓增值；通过比较所述第一焓增值与预设的焓增阈值，确定第一平均工质比容；基于所述第一平均工质比容和所述第一假设出口压力进行单相流体压降迭代，确定第一出口压力；获取所述第一出口工质压力对应的第二饱和蒸汽焓值和第二饱和水焓值；采用第二饱和蒸汽焓值、第二饱和水焓值和第一出口焓值，按照所述工质干度公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，陈兆立，陈智豪，宋景慧，冯永新，金凤雏，王广雷，陈拓，刘石，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：