[發明專利]一種過熱蒸汽高效減溫系統及智能控制方法

在審

• 申請號: 201711210269.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107842844A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 高新勇;王偉;孫士恩;鄭立軍;費盼峰;俞聰;何曉紅;洪純珩;陳菁;李開創;張軍輝;王啟業
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: F22G5/12
• 分類號: F22G5/12;F22G5/20
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種過熱蒸汽高效減溫系統，其特征在于：包括減溫裝置(1)、分離水存儲器(2)、給水泵(3)和增壓泵(4)，減溫裝置(1)包括減溫部件(101)和汽水分離部件(103)；減溫裝置(1)的進汽端口(104)連接有蒸汽進汽管(9)，蒸汽進汽管(9)上設置有第二參數測量裝置(22)，進汽端口(104)與減溫部件(101)相連，減溫部件(101)和汽水分離部件(103)相連，汽水分離部件(103)與減溫裝置(1)的出汽端口(105)連接，出汽端口(105)連接有蒸汽出汽管(10)，蒸汽出汽管(10)上設置有第三參數測量裝置(23)；減溫部件(101)中設置有噴嘴(102)，噴嘴(102)與減溫裝置(1)的進水端口(106)連通，進水端口(106)連接有減溫水管(5)，減溫水管(5)上沿減溫水流方向依次設置有第四閥門(28)和第一參數測量裝置(21)；汽水分離部件(103)與減溫裝置(1)的分離出水端口(107)連接，分離出水端口(107)連接有分離水出水管(7)，分離出水端口(107)通過分離水出水管(7)與分離水儲存器(2)的進水口連接，分離水出水管(7)上裝有第四參數測量裝置(24)；分離水儲存器(2)的出水口連接有分離水給水管(8)，分離水儲存器(2)的出水口通過分離水給水管(8)與減溫水管(5)連接，分離水給水管(8)上沿水流動方向依次設置有第一閥門(25)、給水泵(3)和第二閥門(26)；減溫水管(5)設置有增壓旁路(6)，增壓旁路(6)的入水端設置在第四閥門(28)的入水端，增壓旁路(6)的出水端設置在第四閥門(28)的出水端，增壓旁路(6)上沿減溫水流動方向依次安裝第三閥門(27)、增壓泵(4)和第五閥門(29)。

2.根據權利要求1所述的過熱蒸汽高效減溫系統，其特征在于：所述第一參數測量裝置(21)、第二參數測量裝置(22)、第三參數測量裝置(23)和第四參數測量裝置(24)均為參數測量裝置，參數測量裝置包括溫度測量儀(201)、壓力測量儀(202)和流量測量儀(203)。

3.根據權利要求1或2所述的過熱蒸汽高效減溫系統，其特征在于：所述噴嘴(102)為壓力型噴嘴。

4.一種如權利要求1-3任一權利要求所述的過熱蒸汽高效減溫系統，其特征在于：包括如下步驟：

S1：界定已知用戶的所需蒸汽的參數溫度T₀₁、壓力P₀₁和質量流量F₀₁；

S2：根據用戶所需蒸汽參數，并考慮管道輸送壓損、溫降及管漏因素后，計算得出汽端口(105)的實際輸出的蒸汽參數：溫度T₀、壓力P₀和質量流量F₀，查水&水蒸汽物性參數，得出汽端口(105)的蒸汽焓值h₀(T₀，P₀)；

S3：根據減溫水的初始參數：溫度T₁₀和壓力P₁₀，查水&水蒸汽物性參數，得減溫水的初始焓值h₁₀(T₁₀，P₁₀)；

S4：根據用戶所需蒸汽的初始流量F₀，以及減溫水的物性參數，初步調節減溫前的蒸汽流量，此時的蒸汽是經過減壓后的蒸汽，利用第二參數測量裝置(22)進行參數測量，為溫度T₂₀、壓力P₂₀、質量流量F₂₀，即P₀≈P₂₀；查水&水蒸汽物性參數，得減溫前蒸汽的焓值h₂₀(T₂₀，P₂₀)；

S5：根據能量與質量平衡關系，進行如下計算：

Q=h0(T0,P0)×F0=[h10(T10,P10)×F10+h20(T20,P20)×F20]×(1-x)F0=F10+F20]]>

式中：F₁₀為減溫水的計算質量流量，x為減溫系統的能量損失系數；

S6：根據減溫水的計算質量流量F₁₀，來進行減溫水的流量調節，利用第一參數測量裝置(21)測量減溫水的溫度T₁、壓力P₁和質量流量F₁，查水&水蒸汽物性參數，得減溫水的焓值h₁(T₁，P₁)；

S7：利用第三參數測量裝置(23)測量減溫后蒸汽的溫度T₃、壓力P₃和質量流量F₃，第四參數測量裝置(24)測量減溫后分離水的溫度T₄、壓力P₄和質量流量F₄；查水&水蒸汽物性參數，得減溫后蒸汽的焓值h₃(T₃，P₃)和減溫后分離水的焓值h₄(T₄，P₄)；

S8：根據能量與質量關系式，進行如下計算：

減溫前蒸汽的能量Q₂₀＝h₂₀(T₂₀，P₂₀)×F₂₀，

減溫水的能量Q₁＝h₁(T₁，P₁)×F₁，

分離水的能量Q₄＝h₄(T₄，P₄)×F₄，

計算得減溫后蒸汽的焓值

S9：此時，對比分析減溫后蒸汽的兩種焓值h₃₀與h₃(T₃,P₃)，當h₃₀與h₃(T₃,P₃)兩者的值在誤差范圍內時，執行S10步驟；當h₃₀與h₃(T₃,P₃)兩者的值超過誤差范圍，且h₃₀＜h₃(T₃，P₃)時，執行S11步驟；

S10：此時，對比分析T₃與T₀：

當T₃＝T₀時，減溫裝置(1)輸出的減溫蒸汽符合用戶的參數要求；

當T₃＞T₀時，減溫水不足，需增大減溫水的流量，然后利用第一參數測量裝置(21)重新測量減溫水的的溫度T₁、壓力P₁和質量流量F₁，查水&水蒸汽物性參數，得減溫水的焓值h₁(T₁，P₁)，接著從S7開始重新操作；

當T₃＜T₀時，減溫水過量，需減小減溫水的流量，然后利用第一參數測量裝置(21)重新測量減溫水的的溫度T₁、壓力P₁和質量流量F₁，查水&水蒸汽物性參數，得減溫水的焓值h₁(T₁，P₁)，接著從S7開始重新操作；

S11：此時，需結合判斷汽水分離部件(103)的運行工況是否為最大工況進行分析：

當汽水分離部件(103)的運行工況為最大工況時，此時開啟增壓泵(4)，增加減溫水的壓力，提高噴嘴(102)的霧化效果，然后利用第一參數測量裝置(21)重新測量減溫水的溫度T₁、壓力P₁和質量流量F₁，查水&水蒸汽物性參數，得減溫水的焓值h₁(T₁，P₁)，接著從S7步驟重新操作；

當汽水分離部件(103)的運行工況未達到最大工況時，此時調節汽水分離部件(103)的運行工況，增大其汽水分離效果，然后從S7步驟重新操作。