一种机组启动水样动态模拟及检测评价方法及系统与流程

本发明属于火力发电厂水质模拟与监测设备检测，具体涉及一种机组启动水样动态模拟及检测评价方法及系统。

背景技术：

1、火力发电机组在冷态启动、热态启动及水汽系统冲洗过程中，凝结水、给水及其他水样的水质状态会随设备投运、管路冲洗、腐蚀产物脱落、补给水切换和化学加药过程发生连续变化。水样中的溶解性离子、酸碱性物质、硬度组分、溶解态铁及颗粒态腐蚀产物会共同影响电导率、ph、全铁、硬度和浊度等水质指标，并且不同指标的变化速度和变化范围存在差异。水质在线监测设备及水质识别系统需要在上述动态条件下持续输出检测结果，因此，在设备投入现场使用前，需要对其检测准确性、响应时间、变化趋势识别能力和异常水质识别能力进行测试。

2、现有测试方式主要包括机组现场取样测试和实验室配制水样测试。现场取样能够反映机组的实际水质状态，但机组启动次数有限，不同启动过程的设备状态、运行操作和水质变化难以保持一致，同一水质变化过程难以重复获得。同时，现场取样还受到取样位置、取样管路、温度、压力及人员操作条件的影响，不利于按照预定水质变化过程对待测设备进行重复验证。实验室配制水样虽然便于组织测试，但现有方式多采用静态配液或分别控制各加药通道的方式，通常只能形成单一水质指标或者缓慢变化的水样，难以连续模拟机组启动过程中多个水质指标同时变化的情形。

3、在多组分动态配液过程中，同一种调节液往往会同时影响多个水质指标。例如，盐度调节液、铁盐、酸碱调节液和硬度调节液均会对电导率产生影响，酸碱状态还会影响铁的溶解、沉淀和颗粒团聚。若仅根据单个水质指标的偏差分别调节对应的计量泵，容易出现多个加药通道反复修正甚至相互抵消的问题。此外，加药动作需要经过加药管路、混合部件、输送管路和测量流路后才能在检测结果中体现。当目标水质快速变化时，依据当前检测偏差直接调节加药量，容易因水样输送和传感器响应滞后而产生跟踪延迟或调节振荡。

4、机组启动水质指标还会跨越较大的浓度范围，采用单一浓度调节液和单一计量部件时，高浓度阶段需要较大的加药流量，而低浓度阶段又需要较小且稳定的加药流量，计量部件难以在全部配制范围内同时保持适宜的工作状态。对于颗粒态腐蚀产物，颗粒在储存和输送过程中还容易发生沉降、团聚或附着，仅采用溶解态铁标准液或普通浊度母液，难以真实反映腐蚀颗粒对全铁、浊度及颗粒检测结果的共同影响。

5、另外，现有实验装置通常将标准测量设备和待测设备设置在不同取样位置，或者使水样依次流经标准测量设备和待测设备。由于两次检测对应的水样时刻、支路流量、输送时间和水样状态不完全一致，标准测量结果与待测结果之间缺乏直接的比较基础。部分实验系统仅依据标准测量结果修正加药量，未进一步根据标准测量结果与待测结果之间的差异形成检测误差、响应时间及变化趋势识别结果，因而尚未建立从水样动态配制、标准检测、反馈修正到待测设备评价的完整实验闭环。

6、因此，现有技术仍需解决多水质指标交叉影响、动态配液响应滞后、宽范围配制精度不足以及标准检测与待测检测缺乏同源对照的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种机组启动水样动态模拟及检测评价方法及系统。

2、本发明一方面提供一种机组启动水样动态模拟及检测评价方法，包括如下步骤：

3、s1：获取用于表征机组启动过程中水样变化的目标水样变化序列和系统标定结果，所述系统标定结果包括各加药通道对水质指标的影响关系、以及水样形成过程的响应时滞和检测过程的响应时滞；

4、s2：根据所述目标水样变化序列和所述影响关系确定各所述加药通道的加药流量，并根据所述水样形成过程的响应时滞确定各所述加药流量的执行时刻；

5、s3：在所述执行时刻将基水与各所述加药通道输出的调节液混合，并按照所述目标水样变化序列调节混合后水样的状态，形成模拟水样；

6、s4：将所述模拟水样从同一分流节点分别输送至标准测量支路中的标准测量部件和待测设备支路中的待测设备，获得标准测量结果和待测结果；

7、s5：根据所述检测过程的响应时滞，将所述目标水样变化序列、所述标准测量结果和所述待测结果匹配至同一水样生成时刻；

8、s6：根据匹配后的所述标准测量结果与所述目标水样变化序列之间的偏差，结合所述影响关系修正下一配制周期中各所述加药通道的加药流量，并根据所述水样形成过程的响应时滞更新对应的执行时刻；以及，根据匹配后的所述标准测量结果与所述待测结果之间的差异，得到所述待测设备的评价结果。

9、进一步地，所述系统标定结果的确定包括：分别改变基水流量和各所述加药通道的加药流量，根据对应的标准测量结果确定所述影响关系；根据加药点至所述分流节点的有效流通容积和实际流量确定水样形成过程的响应时滞，并根据所述标准测量支路响应于水样变化所需的时间确定检测过程的响应时滞。

10、具体地，所述目标水样变化序列的确定包括：统一机组启动历史数据的时间基准、采样周期、计量单位和温度补偿基准，按照机组启动阶段对所述机组启动历史数据进行分段，分别确定各阶段的水质目标值和水样状态目标，并使相邻阶段的目标值连续衔接。

11、具体地，所述水样状态目标包括温度、压力和总流量目标；根据所述目标水样变化序列中各时刻的水质目标值、基水流量、各所述调节液的浓度以及计量部件的准确工作区间确定各所述加药通道的加药流量，并针对各所述加药通道，将所述水质目标值对应的目标时刻减去所述加药通道对应的水样形成过程响应时滞，得到所述加药通道的执行时刻。

12、优选地，根据基水实际流量和各所述加药通道的实际加药流量确定水样实际总流量；在所述水样实际总流量发生变化时，根据水样流经路径的有效流通容积和所述水样实际总流量更新水样形成过程的响应时滞，并根据更新后的响应时滞调整后续执行时刻。

13、具体地，根据水样形成过程和检测过程的响应时滞判断前一加药动作对应的标准测量结果是否已经输出；在所述标准测量结果输出后，根据所述标准测量结果与所述目标水样变化序列中对应目标值之间的偏差以及所述影响关系，确定各所述加药通道的加药修正量，并将所述加药修正量用于下一配制周期。

14、进一步地，根据所述标准测量支路和所述待测设备支路各自的检测时滞，对所述标准测量结果和所述待测结果进行时间匹配；通过比较匹配后的所述标准测量结果与所述待测结果的数值、变化时刻和变化方向，分别确定检测误差、响应时间和变化趋势识别结果，并根据确定结果形成所述评价结果。

15、本发明另一方面提供一种机组启动水样动态模拟及检测评价系统，包括水样模拟执行单元、控制模块和执行机构模块；

16、所述水样模拟执行单元包括基水供给单元、多通道加药单元、混合调节单元、同源分流单元、标准测量支路和待测设备支路，所述多通道加药单元包括多个相互独立的加药通道；

17、所述基水供给单元和各所述加药通道分别与所述混合调节单元连接，所述同源分流单元设置在所述混合调节单元的出水侧，所述标准测量支路和所述待测设备支路分别与所述同源分流单元连接，所述标准测量支路设有标准测量部件，所述待测设备支路设有用于连接待测设备的待测设备连接接口；

18、所述控制模块分别与所述执行机构模块、所述标准测量部件以及连接于所述待测设备连接接口的所述待测设备连接；

19、所述控制模块包括：

20、目标获取单元，用于获取目标水样变化序列和系统标定结果；

21、参数确定单元，用于根据所述目标水样变化序列和所述系统标定结果确定各所述加药通道的加药流量及对应的执行时刻；

22、配制控制单元，用于根据所述加药流量和所述执行时刻生成水样配制控制指令；

23、数据匹配单元，用于根据所述系统标定结果中的检测时滞，将所述目标水样变化序列、所述标准测量部件输出的标准测量结果和所述待测设备输出的待测结果匹配至同一水样生成时刻；

24、反馈修正单元，用于根据匹配后的所述标准测量结果与所述目标水样变化序列之间的偏差，修正下一配制周期的加药流量和执行时刻；以及

25、检测评价单元，用于根据匹配后的所述标准测量结果与所述待测结果之间的差异生成所述待测设备的评价结果；

26、所述执行机构模块包括设置在所述基水供给单元中的基水流量调节部件、设置在各所述加药通道中的计量部件以及设置在所述混合调节单元中的参数调节组件，所述执行机构模块用于根据所述水样配制控制指令调节基水流量、各所述加药通道的加药流量以及混合后水样的状态。

27、进一步地，所述基水供给单元和各所述加药通道分别设有流量检测部件；所述控制模块还包括标定单元，所述标定单元用于分别改变基水流量和各所述加药通道的加药流量，并根据各所述流量检测部件的检测结果和所述标准测量部件输出的标准测量结果确定所述系统标定结果。

28、具体地，所述标准测量支路和所述待测设备支路分别设有支路流量调节部件、支路流量检测部件和支路压力调节部件；所述数据匹配单元根据所述标准测量支路和所述待测设备支路的有效流通容积及实际支路流量分别确定支路输送时滞，并结合所述标准测量部件和所述待测设备各自的响应时间确定对应的检测时滞，以根据所述检测时滞对所述标准测量结果和所述待测结果进行时间匹配。

29、本发明的有益效果如下：

30、本发明根据目标水样变化序列、各加药通道对水质指标的影响关系及系统响应时滞，确定加药流量和执行时刻，减少多参数交叉影响及输送滞后造成的模拟偏差。通过同源分流和时间匹配，提高标准测量结果与待测结果的可比性；同时利用标准测量结果修正后续配制过程并评价待测设备，实现水样动态模拟、反馈调节和检测评价的闭环。