一种冷热态双工况汽包水位计算方法及装置与流程

1.本发明涉及一种冷热态双工况汽包水位计算方法及装置，属于热力发电领域。


背景技术：

2.汽包锅炉普通采用差压式水位计用于汽包水位的测量，其测量的结果用于汽包水位的控制和保护，其准确性关系机组安全、稳定运行。差压式水位计的工作原理是利用液体静力学原理使水位转换成差压，再由差压变送器将差压信号转换为4～20ma信号送至dcs控制系统。dcs通过差压和水位的对应关系，再将汽包水位反算出来。由于汽包压力对水、汽密度的影响，差压和水位之间关系并非固定。
3.在汽包上水过程中或是在锅炉点火前计算出的水位则是不准确的。这是因为此时汽包中水为过冷水，汽包内的气也并非饱和蒸汽，而是空气。所以，汽包处于冷态时，运行人员往往需要到就地，根据双色水位计或电接点水位计等手段来判断。十分不便，也不利于实时监控汽包水位。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种，解决了背景技术中披露的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
6.一种冷热态双工况汽包水位计算方法：
7.测量平衡容器和汽包下取样口的差压，将差压输入预先构建的冷态汽包水位计算模型，冷态汽包水位计算模型输出冷态工况下汽包水位；
8.测量平衡容器和汽包下取样口的差压，将差压输入预先构建的热态汽包水位计算模型，热态汽包水位计算模型输出热态工况下汽包水位；
9.测量汽包下壁温度以及汽包压力，通过汽包压力获取汽包压力对应的饱和温度，比较汽包下壁温度和汽包压力对应的饱和温度，若汽包下壁温度高于汽包压力对应的饱和温度则选择热态工况下汽包水位；否则选择冷态工况下汽包水位。
10.进一步地，所述冷态汽包水位计算模型的公式为：
[0011][0012]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包中水的密度，ρa为汽包中空气密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0013]
进一步地，所述热态汽包水位计算模型的公式为：
[0014][0015]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包饱和水密度，ρs为汽包饱和蒸汽密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0016]
进一步地，汽包上水或锅炉未点火之前采用冷态汽包水位计算模型计算汽包水位。
[0017]
相应地，一种冷热态双工况汽包水位计算装置，包括：
[0018]
差压变送器：用于测量平衡容器和汽包下取样口的差压；
[0019]
冷态汽包水位计算模块：用于通过差压计算冷态工况下汽包水位；
[0020]
热态汽包水位计算模块：用于通过差压计算惹态工况下汽包水位；
[0021]
温度及压力测量模块：用于测量汽包下壁温度以及汽包压力；
[0022]
冷热态切换模块：通过汽包压力获取汽包压力对应的饱和温度，比较汽包下壁温度和汽包压力对应的饱和温度，若汽包下壁温度高于汽包压力对应的饱和温度则选择热态工况下汽包水位；否则选择冷态工况下汽包水位。
[0023]
进一步地，所述冷态汽包水位计算模块的公式为：
[0024][0025]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包中水的密度，ρa为汽包中空气密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0026]
进一步地，所述热态汽包水位计算模块的公式为：
[0027][0028]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包饱和水密度，ρs为汽包饱和蒸汽密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0029]
进一步地，还包括脉冲模块：用于减少冷热态切换过程中的水位扰动，保障水位的自动控制。
[0030]
相应地，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据上述的方法中的任一方法。
[0031]
相应地，一种计算设备，包括：
[0032]
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据上述的方法中的任一方法的指令。
[0033]
本发明所达到的有益效果：通过建立冷态下汽包水位计算公式、并建立冷热的判断方法，实现冷热态计算公式的自动切换。避免以往汽包未进入热态前差异式水位计测量不准的情况，方便机组运行人员全程监控汽包水位。
附图说明
[0034]
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0035]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明
的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0036]
如图1所示，本发明的一种冷热态双工况汽包水位计算方法，包括如下步骤：
[0037]
步骤s1：建立冷态下汽包水位计算公式，在汽包上水或锅炉未点火之前采用该公式计算汽包水位；
[0038]
步骤s1冷态下汽包水位计算同样需要补偿，根据汽包压力和温度得出汽包中水和空气的密度，进而计算出汽包水位，相应公式如下：
[0039][0040]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包中水的密度，ρa为汽包中空气密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0041]
步骤s2：建立冷热的判断方法，实现冷热态计算公式的自动切换；
[0042]
步骤s2对冷热态判断方法具体为根据汽包压力得出该压力下的饱和温度(可通过查焓温表的方式得出，每一个压力都对应一个饱和温度)，将汽包下壁温与该饱和温度进行比较，若高于该饱和温度，则判断为进入热态。反之，则判断为处于冷态。无论处于何种状态，热态和冷态汽包水位计算模块一直处于实时计算中，计算结果送至切换模块。切换模块判断得出的冷/热态结果，根据冷/热态结果选择输出热态或冷态的计算结果。冷热态切换时，会触发脉冲，并在该脉冲时间内启用一阶惯性环节，切换模块的输出会经历该环节，从而减少切换过程中的水位扰动，保障水位的自动控制。此外，脉冲时间为变值，其与冷、热态汽包水位计算模块输出的偏差的绝对值成正相关，以保障冷、热态切换过程中合适的滞后时间。
[0043]
步骤s3：热态下汽包水位计算公式为：
[0044][0045]
式中：h为汽包水位，l为参比水柱高度，ρc为参比水柱平均密度，ρw为汽包饱和水密度，ρs为汽包饱和蒸汽密度，δp为平衡容器和汽包下取样口的差压。
[0046]
相应地，本发明一种冷热态双工况汽包水位计算装置，包括：
[0047]
差压变送器：用于测量平衡容器和汽包下取样口的差压；
[0048]
冷态汽包水位计算模块：用于通过差压计算冷态工况下汽包水位；
[0049]
热态汽包水位计算模块：用于通过差压计算惹态工况下汽包水位；
[0050]
温度及压力测量模块：用于测量汽包下壁温度以及汽包压力；
[0051]
冷热态切换模块：通过汽包压力获取汽包压力对应的饱和温度，比较汽包下壁温度和汽包压力对应的饱和温度，若汽包下壁温度高于汽包压力对应的饱和温度则选择热态工况下汽包水位；否则选择冷态工况下汽包水位；
[0052]
脉冲模块：用于减少冷热态切换过程中的水位扰动，保障水位的自动控制。
[0053]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
[0054]
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指
令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行一种冷热态双工况汽包水位计算方法。
[0055]
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行一种冷热态双工况汽包水位计算方法的指令。
[0056]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0057]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0058]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0059]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0060]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。