一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备与流程

1.本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.本发明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。
5.本发明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：
6.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；
7.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；
8.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；
9.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；
10.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。
11.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：
12.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；
13.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；
14.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；
15.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；
16.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。
17.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：
18.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；
19.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；
20.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；
21.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。
22.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：
23.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；
24.获取所述第一网格关联的管节距和工质质量流量；
25.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；
26.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。
27.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：
28.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；
29.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；
30.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；
31.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；
32.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；
33.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。
34.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：
35.判断所述第一焓增值是否小于预设的焓增阈值；
36.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；
37.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；
38.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；
39.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；
40.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。
41.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：
42.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；
43.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；
44.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；
45.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；
46.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；
47.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汽焓值、第三饱和水焓值以及所述第二出口焓值，生成第二出口工质干度。
48.可选地，所述方法还包括：
49.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小于零，则将所述第一网格顺序关联的网格作为新的第一网格；
50.跳转执行所述采用所述第一网格的第一进口参数和第一出口热负荷，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，直至满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零。
51.本发明第二方面提供的一种锅炉水动力相变点的评估系统，应用于亚临界压力下的锅炉水冷壁管，所述系统包括：
52.网格划分模块，用于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；
53.第一工质干度计算模块，用于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；
54.第一相变点确定模块，用于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；
55.第二工质干度计算模块，用于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；
56.第二相变点确定模块，用于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。
57.本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明第一方面任一项所述的锅炉水动力相变点的评估方法的步骤。
58.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
59.本发明通过响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格并确定第一网格，采用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，通过判断满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，确定第一网格包含第一相变点，获取第一相变点对应的工质参数和第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度，当判断满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，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，应用管段不同位置的工质参数对应计算的工质干度进行亚临界压力下的相变点判别，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。
附图说明
60.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
61.图1为本发明实施例一提供的一种锅炉水动力相变点的评估方法的步骤流程图；
62.图2为本发明实施例二提供的一种锅炉水动力相变点的评估方法的步骤流程图；
63.图3为本发明实施例三提供的一种锅炉水动力相变点的评估系统的结构框图。
具体实施方式
64.本发明实施例提供了一种锅炉水动力相变点的评估方法、系统和设备，用于解决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。
65.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
66.请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种锅炉水动力相变点的评估方法的步骤流程图。
67.本发明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，方法包括：
68.步骤101、响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格，并将锅炉水冷壁管的壁管进口所属网格作为第一网格。
69.相变点评估请求，指的是由能支持锅炉水动力相变点的评估方法应用的需求端平台，发送的对锅炉进行相变点评估的请求信息。
70.管段长度，指的是在水冷壁管上相邻网格线之间的长度。
71.在本发明实施例中，当接收到任一支持锅炉水动力相变点的评估方法应用的需求端平台发送的相变点评估请求时，解析相变点评估请求，获取对应的管段长度，按照该管段长度将锅炉的水冷壁管沿管长方向划分出多个网格，并将水冷壁管的壁管进口处的网格作为第一网格。
72.步骤102、采用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。
73.工质参数，指的是压力、温度、焓、熵、热负荷等能够描述工质的状态以及状态变化的参数。
74.第一进口工质干度和第一出口工质干度，指的是对应与第一网格的进口位置和出口位置的工质干度。
75.工质干度公式具体为：
[0076][0077]
其中，x为工质干度，i为工质焓值，i
′
为饱和水焓值，r为汽化潜热。
[0078]
汽化潜热r为对应工质压力下的饱和蒸汽焓值i
′′
减去饱和水焓值i
′
。可以理解的是，当i
′
《i《i
′′
时，x表示质量含汽率；当i《i
′
时，表示管内流体焓值尚未达到饱和水的焓值，x为负值，代表相对欠焓。后一情况下管内存在蒸汽是由于潜热沸腾或表面沸腾。
[0079]
在本发明实施例中，确定第一网格后，获取第一网格对应的工质参数为第一工质参数，通过调用水和水蒸气计算程序基于第一工质参数确定出第一网格对应的工质压力和工质焓值，结合工质干度公式计算第一网格的进口位置对应的第一进口工质干度和第一网格的出口位置对应的第二工质干度。
[0080]
可以理解的是，水和水蒸气计算程序，指的是可以在其计算范围内通过输入压力、温度、比焓、比熵、比容、干度等状态参量中任意两个已知参量而求解出其他参量，在此不再赘述其包含的具体算式。
[0081]
可选地，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，其中进口工质压力、进口工质温度和进口热负荷为第一网格的进口位置对应的工质压力、工质温度和热负荷，第一出口热负荷为第一网格的出口位置对应的热负荷。可以理解的是，热负荷可以根据给定沿炉膛高度方向热负荷分布曲线及相对宽度下热负荷不均匀系数确定。
[0082]
步骤103、若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，则确定第一网格包含第一相变点，并获取第一相变点对应的工质参数。
[0083]
第一相变点，指的是单相水和汽水两相之间的相变点。
[0084]
在本发明实施例中，将第一进口工质干度与零进行比较，并比较第一出口工质干度与零，若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，则说明在第一网格中发生了单相水到汽水混合物之间的工质状态的转变，即存在第一相变点，并获取该第一相变点对应的工质参数。
[0085]
步骤104、获取第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度。
[0086]
第二出口热负荷，指的是第二网格的出口位置的热负荷。
[0087]
在本发明实施例中，当确定第一网格中的第一相变点后，则以第一相变点出的工质参数作为汽水混合物区段的起始点的参数进行压降迭代计算，确定第二网格的出口位置对应的第二出口压力，并结合第一工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度。
[0088]
步骤105、当满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，确定第二网格包含第二相变点。
[0089]
第二相变点，指的是汽水两相和单相汽之间的相变点。
[0090]
在本发明实施例中，将前一网格出口处的参数作为下一网格进口处的参数，故获取第一网格中的第一出口工质干度作为顺序关联的第二网格的第二进口工质干度，当满足第二进口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，则认为第二相变点在该第二网格中。
[0091]
在本发明实施例中，响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格并确定第一网格，采用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，通过判断满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，确定第一网格包含第一相变点，获取第一相变点对应的工质参数和第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度，当判断满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，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，应用管段不同位置的工质参数对应计算的工质干度进行亚临界压力下的相变点判别，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。
[0092]
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种锅炉水动力相变点的评估方法的步骤流程图。
[0093]
本发明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，方法包括：
[0094]
步骤201、响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格，并将锅炉水冷壁管的壁管进口所属网格作为第一网格。
[0095]
在本发明实施例中，步骤201的具体实施过程与步骤101类似，在此不再赘述。
[0096]
步骤202、采用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。
[0097]
进口焓值，指的是第一网格的进口位置对应的工质焓值。
[0098]
在本发明实施例中，根据第一网格中的进口工质压力以及进口工质温度，调用水和水蒸气计算程序确定第一网格的进口焓值。
[0099]
步骤203、通过水和水蒸气计算程序基于进口焓值和进口工质压力，运算确定进口工质比容。
[0100]
进口工质比容，指的是第一网格的进口位置对应的工质比容。
[0101]
在本发明实施例中，将计算出的进口焓值和进口工质压力输入至水和水蒸气计算程序中进行运算，确定出进口工质比容。
[0102]
步骤204、根据进口工质压力、进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度。
[0103]
可选地，步骤204包括以下子步骤：
[0104]
获取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；
[0105]
对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；
[0106]
将进口焓值与第一饱和水焓值执行差值运算，构建第二差值；
[0107]
采用第二差值与第一差值进行比值运算，确定第一进口工质干度。
[0108]
在本发明实施例中，计算出进口工质压力后，直接获取到在该进口工质压力下对应的饱和蒸汽焓值和饱和水焓值作为第一饱和蒸汽焓值和第一饱和水焓值，按照工质干度公式，将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，采用进口焓值与第一饱和水焓值进行相减构建第二差值，将第二差值与第一差值的比值作为第一进口工质干度。
[0109]
步骤205、采用第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和进口焓值，按照预设的焓值公式计算第一网格的第一出口焓值。
[0110]
可选地，步骤205包括以下子步骤：
[0111]
对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；
[0112]
获取第一网格关联的管节距和工质质量流量；
[0113]
采用第一平均热负荷、管节距和管段长度的乘值，与工质质量流量进行比值运算，构建第一比值；
[0114]
对第一比值与进口焓值执行和值运算，确定第一网格的第一出口焓值。
[0115]
第一出口焓值，指的是第一网格的出口位置对应的工质焓值。
[0116]
焓值公式具体为：
[0117][0118]
其中，h为焓值，kj/kg；q为热负荷，kw/m2；s为管节距，m；g为工质质量流量，kg/s；l为管段长度，m；“k,n”为并联管组中第k根水冷壁管第n个网格，i为网格的进口，o为网格的出口。
[0119]
在本发明实施例中，将第一网格的进口热负荷和第一出口热负荷的算术平均值确定为第一平均热负荷，按照预设的焓值公式，获取第一网格关联的管节距和工质质量流量作为第一管节距和第一工质质量流量，对第一平均热负荷、第一管节距和第一管段长度进行乘值运算得到的乘值，与工质质量流量进行比值运算构建出第一比值，将第一比值与进口焓值进行相加，得到第一网格的出口焓值作为第一出口焓值。
[0120]
步骤206、根据进口工质比容、进口焓值、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。
[0121]
可选地，步骤206包括以下子步骤：
[0122]
s1、假设第一网格的第一假设出口压力，并将第一假设出口压力和第一出口焓值
输入水和水蒸气计算程序，输出第一出口工质比容；
[0123]
s2、对第一出口焓值与进口焓值进行差值运算，确定第一焓增值；
[0124]
s3、通过比较第一焓增值与预设的焓增阈值，确定第一平均工质比容；
[0125]
s4、基于第一平均工质比容和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；
[0126]
s5、获取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；
[0127]
s6、采用第二饱和蒸汽焓值、第二饱和水焓值和第一出口焓值，按照工质干度公式确定第一出口工质干度。
[0128]
可选地，子步骤s3包括：
[0129]
判断第一焓增值是否小于预设的焓增阈值；
[0130]
若小于，则分别对第一出口工质比容与第一出口焓值、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；
[0131]
对第一乘值与第二乘值进行差值运算，生成第三差值；
[0132]
计算第一出口工质比容与进口工质比容之间的第四差值；
[0133]
将第三差值与第四差值进行比值运算，确定第一平均工质比容；
[0134]
若不小于，则采用进口比容和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。
[0135]
第一出口工质比容，指的是第一网格的出口位置对应的工质比容。
[0136]
第一焓增值，指的是第一网格中出口位置与进口位置之间的工质焓增。
[0137]
焓增阈值，指的是用于与网格的工质焓增进行焓增比较，以确定平均比容的计算方式的阈值。优选地，将焓增阈值设为200kj/kg。
[0138]
在本发明实施例中，对第一网格的出口位置的压力值进行假设为第一假设出口压力，结合步骤205中求得的第一出口焓值调用水和水蒸气计算程序确定第一出口工质比容。将第一出口焓值减去进口焓值得到第一焓增值，并将第一焓增值与预设的焓增阈值进行比较。当第一焓增值小于焓增阈值时，按照平均工质比容公式，将第一出口工质比容与第一出口焓值进行乘值运算构建第一乘值，对进口工质比容与进口焓值进行乘值运算构建第二乘值，对第一乘值与第二乘值进行差值运算生成第三差值，采用第一出口工质比容与进口工质比容执行差值运算确定第四差值，将第三差值与第四差值进行比值运算的比值结果作为第一平均工质比容；当第一焓增值大于或等于焓增阈值时，采用进口比容和第一出口比容按照积分平均值运算，确定第一平均工质比容。采用第一平均工质比容按照单相流体压降的计算公式进行迭代，生成第一真实出口压力，判断第一真实出口压力与第一假设出口压力之间的误差范围是否满足精度要求，若满足则将该第一真实出口压力作为第一出口压力，若不满足则重新迭代计算。获取第一出口工质压力对应的饱和蒸汽焓值和饱和水焓值为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与第二饱和水焓值进行差值运算生成第五差值，对进口焓值与第一饱和水焓值执行差值运算构建第六差值，将第六差值与第五差值进行比值运算，确定第二进口工质干度。
[0139]
平均工质比容公式，具体包括：
[0140]
[0141]
其中，为平均工质比容，v1为网格进口处工质比容，v2为网格出口处工质比容，h1为网格进口处焓值，h2为网格出口处焓值。
[0142]
可以理解的是，积分平均值运算指的是采用区间上的定积分除以区间的长度。单相流体压降的计算公式可以是由单相区的沿程阻力、局部阻力、重位压降和加速压降组成的总压降，具体可以参照现有技术，在此不再赘述。
[0143]
步骤207、若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，则确定第一网格包含第一相变点，并获取第一相变点对应的工质参数。
[0144]
在本发明实施例中，步骤207的具体实施过程与步骤103类似，在此不再赘述。
[0145]
可选地，方法还包括：
[0146]
若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度小于零，则将第一网格顺序关联的网格作为新的第一网格；
[0147]
跳转执行采用第一网格的第一进口参数和第一出口热负荷，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，直至满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零。
[0148]
在本发明实施例中，若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度小于零，则说明在第一网格中未包含第一相变点，则继续进行下一网格的迭代计算，即将第一网格顺序相连的下一个网格作为新的第一网格，并跳转执行步骤202，直至当某一个第一网格的进口位置对应的第一进口工质干度小于零，且出口位置对应的第一出口工质干度大于零。可以理解的是，将第一网格的出口位置对应的参数作为新的第一网格的进口位置对应的参数。
[0149]
步骤208、获取第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度。
[0150]
可选地，步骤208包括以下子步骤：
[0151]
获取第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并对第一出口热负荷与第二出口热负荷进行均值运算，构建第二平均热负荷；
[0152]
采用第一出口焓值和第二平均热负荷，按照焓值公式计算第二出口焓值；
[0153]
假设第二网格的第二假设出口压力，通过水和水蒸气计算程序基于第二假设出口压力和第二出口焓值，确定第二出口工质比容；
[0154]
将第二出口焓值与第一出口焓值执行差值运算构建第二焓增值，并根据第二焓增值与焓增阈值的比较结果，确定第二平均工质比容；
[0155]
将工质参数作为两相流体的起始迭代参数，并采用第二平均工质比容和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；
[0156]
按照工质干度公式，采用第二出口压力对应的第三饱和蒸汽焓值、第三饱和水焓值以及第二出口焓值，生成第二出口工质干度。
[0157]
第二出口焓值，指的是第二网格的出口位置对应的工质焓值。
[0158]
第二出口工质比容，指的是第二网格的出口位置对应的工质比容。
[0159]
第二焓增值，指的是第二网格中出口位置与进口位置之间的工质焓增。
[0160]
在本发明实施例中，当在第一网格中确定第一相变点后，将第一网格顺序关联的下一网格作为第二网格，并将第一网格的出口位置处的参数作为第二网格的进口位置对应
的参数。采用第二网格的出口位置对应的第二出口热负荷，与第一出口热负荷进行均值运算构建第二平均热负荷。按照焓值公式，获取第二网格对应的管节距和工质质量流量作为第二管节距和第二工质质量流量，参照步骤205包括的子步骤，采用第二平均热负荷、第二管节距、第二工质质量流量、第二工质质量流量和第一出口焓值进行运算，确定第二出口焓值。对第二网格的出口位置的压力值进行假设为第二假设出口压力，通过水和水蒸气计算程序基于第二假设出口压力和第二出口焓值，运算输出第二出口工质比容。采用第二出口焓值与第一出口焓值进行差值运算生成第二焓增值，参照子步骤s3，根据第二焓增值与焓增阈值的大小比较结果，确定第二网格对应的第二平均工质比容。以第一相变点处的工质参数作为汽水混合物区段的起始点的起始迭代参数，结合第二平均工质比容采用两相流体压降的计算公式进行迭代，构建第二真实出口压力，当第二真实出口压力与第二假设出口压力之间的误差范围满足精度要求，则将该第二真实出口压力作为第二出口压力，反之则重新迭代计算。获取第二出口压力对应的饱和蒸汽焓值和饱和水焓值作为第三饱和蒸汽焓值和第三饱和水焓值，参照步骤204包括的子步骤，采用第三饱和蒸汽焓值、第三饱和水焓值以及第二出口焓值生成第二出口工质干度。
[0161]
可以理解的是，两相流体压降的计算公式可以是由两相区的沿程阻力、局部阻力、重位压降和加速压降组成的总压降，具体可以参照现有技术，在此不再赘述。
[0162]
步骤209、当满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，确定第二网格包含第二相变点。
[0163]
可以理解的是，当不满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，则将第二网格顺序关联的网格作为新的第二网格，并将第二网格的出口位置处的参数作为新的第二网格的进口位置的参数继续迭代计算，计算出新的第二出口工质干度，并将第二网格的第二出口工质干度作为新的第二网格的第二进口工质干度，直至满足某一第二网格进口位置的第二进口工质干度小于一，且出口位置的第二出口工质干度大于一。
[0164]
在本发明实施例中，响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格并确定第一网格，采用第一网格的进口工质压力和进口工质温度，调用水和水蒸气计算程序和预设的工质干度公式确定对应的进口焓值、进口工质比容以及第一进口工质干度，按照预设的焓值公式采用第一网格的进出口热负荷和进口焓值计算第一出口焓值，根据进口工质比容、进口焓值、第一出口焓值和预设的焓增阈值确定第一出口工质干度，通过判断满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，确定第一网格包含第一相变点，获取第一相变点对应的工质参数和第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度，当判断满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，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，应用管段不同位置的工质参数对应计算的工质干度进行亚临界压力下的相变点判别，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。
[0165]
请参阅图3，图3为本发明实施例三提供的一种锅炉水动力相变点的评估系统的结构框图。
[0166]
本发明实施例提供了一种锅炉水动力相变点的评估系统，应用于亚临界压力下的锅炉水冷壁管，系统包括：
[0167]
网格划分模块301，用于响应相变点评估请求，按照预设的管段长度将锅炉水冷壁管划分出多个网格，并将锅炉水冷壁管的壁管进口所属网格作为第一网格；
[0168]
第一工质干度计算模块302，用于采用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；
[0169]
第一相变点确定模块303，用于若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零，则确定第一网格包含第一相变点，并获取第一相变点对应的工质参数；
[0170]
第二工质干度计算模块304，用于获取第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并采用第一工质参数、工质参数、第二出口热负荷和工质干度公式确定第二出口工质干度；
[0171]
第二相变点确定模块305，用于当满足第一出口工质干度小于一且第二出口工质干度大于一时，确定第二网格包含第二相变点。
[0172]
可选地，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；第一工质干度计算模块302包括：
[0173]
进口焓值计算子模块，用于采用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；
[0174]
进口工质比容计算子模块，用于通过水和水蒸气计算程序基于进口焓值和进口工质压力，运算确定进口工质比容；
[0175]
第一进口工质干度计算子模块，用于根据进口工质压力、进口焓值和预设的工质干度公式，计算第一进口工质干度；
[0176]
出口焓值计算子模块，用于采用第一网格的进口热负荷、第一出口热负荷和进口焓值，按照预设的焓值公式计算第一网格的第一出口焓值；
[0177]
第一出口工质干度计算子模块，用于根据进口工质比容、进口焓值、第一出口焓值和预设的焓增阈值，确定第一出口工质干度。
[0178]
可选地，第一进口工质干度计算子模块具体用于：
[0179]
获取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；
[0180]
对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；
[0181]
将进口焓值与第一饱和水焓值执行差值运算，构建第二差值；
[0182]
采用第二差值与第一差值进行比值运算，确定第一进口工质干度。
[0183]
可选地，出口焓值计算子模块具体用于：
[0184]
对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；
[0185]
获取第一网格关联的管节距和工质质量流量；
[0186]
采用第一平均热负荷、管节距和管段长度的乘值，与工质质量流量进行比值运算，构建第一比值；
[0187]
对第一比值与进口焓值执行和值运算，确定第一网格的第一出口焓值。
[0188]
可选地，第一出口工质干度计算子模块包括：
[0189]
出口工质比容计算单元，用于假设第一网格的第一假设出口压力，并将第一假设出口压力和第一出口焓值输入水和水蒸气计算程序，输出第一出口工质比容；
[0190]
焓增值计算单元，用于对第一出口焓值与进口焓值进行差值运算，确定第一焓增
值；
[0191]
平均工质比容计算单元，用于通过比较第一焓增值与预设的焓增阈值，确定第一平均工质比容；
[0192]
出口压力计算单元，用于基于第一平均工质比容和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；
[0193]
饱和焓值获取单元，用于获取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；
[0194]
出口工质干度计算单元，用于采用第二饱和蒸汽焓值、第二饱和水焓值和第一出口焓值，按照工质干度公式确定第一出口工质干度。
[0195]
可选地，平均工质比容计算单元具体用于：
[0196]
判断第一焓增值是否小于预设的焓增阈值；
[0197]
若小于，则分别对第一出口工质比容与第一出口焓值、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；
[0198]
对第一乘值与第二乘值进行差值运算，生成第三差值；
[0199]
计算第一出口工质比容与进口工质比容之间的第四差值；
[0200]
将第三差值与第四差值进行比值运算，确定第一平均工质比容；
[0201]
若不小于，则采用进口比容和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。
[0202]
可选地，第二工质干度计算模块304具体用于：
[0203]
获取第一网格顺序关联的第二网格的第二出口热负荷，并对第一出口热负荷与第二出口热负荷进行均值运算，构建第二平均热负荷；
[0204]
采用第一出口焓值和第二平均热负荷，按照焓值公式计算第二出口焓值；
[0205]
假设第二网格的第二假设出口压力，通过水和水蒸气计算程序基于第二假设出口压力和第二出口焓值，确定第二出口工质比容；
[0206]
将第二出口焓值与第一出口焓值执行差值运算构建第二焓增值，并根据第二焓增值与焓增阈值的比较结果，确定第二平均工质比容；
[0207]
将工质参数作为两相流体的起始迭代参数，并采用第二平均工质比容和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；
[0208]
按照工质干度公式，采用第二出口压力对应的第三饱和蒸汽焓值、第三饱和水焓值以及第二出口焓值，生成第二出口工质干度。
[0209]
可选地，第一相变点确定模块303还用于：
[0210]
若第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度小于零，则将第一网格顺序关联的网格作为新的第一网格；
[0211]
跳转执行采用第一网格的第一进口参数和第一出口热负荷，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，直至满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零。
[0212]
本发明实施例还提供了一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如本发明任一实施例的锅炉水动力相变点的评估方法的步骤。
[0213]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0214]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0215]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0216]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0217]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
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确定第一出口工质干度。6.根据权利要求5所述的锅炉水动力相变点的评估方法，其特征在于，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：判断所述第一焓增值是否小于预设的焓增阈值；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；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；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；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；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。7.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：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；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；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；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；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；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汽焓值、第三饱和水焓值以及所述第二出口焓值，生成第二出口工质干度。
8.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，所述方法还包括：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小于零，则将所述第一网格顺序关联的网格作为新的第一网格；跳转执行所述采用所述第一网格的第一进口参数和第一出口热负荷，计算第一进口工质干度和第一出口工质干度的步骤，直至满足第一进口工质干度小于零且第一出口工质干度大于零。9.一种锅炉水动力相变点的评估系统，其特征在于，应用于亚临界压力下的锅炉水冷壁管，所述系统包括：网格划分模块，用于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；第一工质干度计算模块，用于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；第一相变点确定模块，用于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；第二工质干度计算模块，用于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；第二相变点确定模块，用于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。10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的锅炉水动力相变点的评估方法的步骤。

技术总结
本发明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
受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/5