一种连排水乏汽深度回收利用的系统及控制方法与流程

本发明涉及乏汽、余热回收，尤其涉及一种连排水乏汽深度回收利用的系统及控制方法。

背景技术：

1、电厂为了确保机组的安全以及运行的经济性，对蒸汽的清洁度提出了严格要求，为此，锅炉备有排污装置和除氧器排空装置，在通常情况下，凝汽式发电厂的排污率为1％～2％，热电厂的排污率为2％～5％，除氧器的排汽量占入口水量的4‰，这部分工质含有大量的热能，同时也有部分除盐水随着排污及乏汽排放而无法回收。

2、目前国内外的高压除氧器乏汽、连排水的余热回收大多是电厂自发进行改造回收，针对高压除氧器乏汽的余热回收主要分为以下几种：

3、(1)压力水通过喷射泵吸入排汽加热生活用水

4、由于用户侧对蒸汽含氧量等没有要求，因此该方案是可行的，但对于大部分火电厂而言，没有这种热用户，因此该技术有很大的应用局限性。

5、(2)高压蒸汽通过喷射泵吸入排汽供工业抽汽

6、利用喷射技术，将高压蒸汽通过超音速喷嘴形成高速汽流，将除氧器排汽吸入、混合，扩压而形成热用户需要压力的蒸汽，喷射泵的引射系数是低压蒸汽和高压蒸汽的比值，与高低压蒸汽的压力、温度以及输出蒸汽的压力有关，引射系数越高，吸入的低压蒸汽越多，经济性越好。采用冷再蒸汽通过压力匹配器引射除氧器排汽对外供工业抽汽，由于冷再蒸汽与除氧器排汽压力偏差较大，运行中发现部分工况下无法抽吸除氧器排汽，导致给水溶氧超限，目前该设备均已弃用。

7、(3)加装混合式换热器将排汽回收至热力系统

8、通过加装混合式换热器，回收排汽至汽轮机热力系统中，这种方式的主要问题在于，除氧器乏汽中的氧气不能有效排空，部分又回到了热力系统，增加除氧器负担。

9、针对连排水的余热回收方式主要分为以下几种：

10、(1)连排水加热供暖水或汽机凝水

11、采用增加间壁式换热器的形式，将连排水的热量回收给供暖水或汽机凝水，降温后的连排水去污水处理，这种方式可以做到余热回收，但无法将污水进行提浓从而减排。

12、(2)连排水闪蒸提浓

13、采用闪蒸技术，回收高温连排水的部分热量，产生低压蒸汽，剩余部分排放，这种方式大多只能利用最高品位的一小部分热量，且闪蒸量很小，提浓作用有限。

14、上述两种余热回收由于工质不同，对于余热回收的温度难以确定在合适的范围内进行热交换，因此难以对二者进行结合，并且传统的控制方法是根据pid调节，比如给定一个闪蒸罐液位值，当来流连排水量突然增大，液位超过给定值时，出液调节阀开度增大，液位回落到设定值以下，出液阀开度再减小，这样通过跟踪被调参数的控制方法总会出现一定程度的滞后，给系统带来一定程度的不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种连排水乏汽深度回收利用的系统及控制方法，通过两次闪蒸实现连排水的深度提浓，通过引射实现对乏汽的能量的最大利用，同时提取乏汽和连排水的热量加热除盐水。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种连排水乏汽深度回收利用的系统，包括：

3、第一闪蒸罐；

4、所述第一闪蒸罐一侧连接锅炉连续排污扩容器，上方连接热水加热器，所述第一闪蒸罐的下方通过电动阀与第二闪蒸罐连接，通过所述第一闪蒸罐和所述第二闪蒸罐的液位以及所述第二闪蒸罐的真空度进行预测控制。

5、作为上述技术方案的进一步描述：所述第一闪蒸罐与所述第二闪蒸罐设有液位测量计。

6、作为上述技术方案的进一步描述：低压除氧器乏汽经过温度元件进入到所述第二闪蒸罐中，将低压除氧器乏汽进行热交换冷凝后，输出低压除氧器乏汽凝水。

7、作为上述技术方案的进一步描述：锅炉连续排污扩容阀输出连排水到所述第一闪蒸罐中，经过提浓后将一次蒸汽输送到所述第二闪蒸罐中，进行二次提浓。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述第二闪蒸罐中连排水通过所述连排输出泵输出到乏汽换热器和浓水换热器中，所述乏汽换热器将换热后的连排水经过温度元件和压力变送器输送进所述第二闪蒸罐进行再循环，所述浓水换热器进行热交换后将连排水输送到锅炉定期排污扩容器中。

9、作为上述技术方案的进一步描述：高压除氧器乏汽通过电动阀、温度元件和压力变送器进入蒸汽引射器中，通过所述蒸汽引射器输送到所述乏汽换热器中，并经过温度元件和压力变送器进行再次监测，所述乏汽换热器进行热交换，在冷凝后将乏汽凝水排出。

10、作为上述技术方案的进一步描述：除盐水来水通过压力变送器经除盐水增压泵输送到所述浓水换热器中进行换热，所述除盐水增压泵与所述浓水换热器之间设有温度元件，所述浓水换热器输送除盐水来水经过温度元件到所述冷凝器中与二次蒸汽进行热交换后输送到除氧器平衡管，所述冷凝器与所述除氧器平衡管之间设有压力变送器、温度元件和流量变送器。

11、作为上述技术方案的进一步描述：所述第二闪蒸罐顶部通过压力变送器和温度元件将液体输送到冷凝器中进行热交换，通过流量变送器后并作为机组凝水排出，在流量变送器另一侧并联有真空泵。

12、作为上述技术方案的进一步描述：在所述冷凝器的凝水口与所述蒸汽引射器之间通过电动阀连接。

13、一种连排水乏汽深度回收利用的控制方法，所述方法适用于上述技术方案中任一项所述的系统，包括：

14、s1：预测函数f1，可根据上游连排水流量计的示数的变化提前判断下一时刻所述第一闪蒸罐液位的变化量，结合上游连排水量的波动达到所述第一闪蒸罐的计算时间，提前让系统做好应对扰动的准备，维持所述第一闪蒸罐液位基本不变；

15、f1为第一闪蒸罐液位预测控制函数，控制值是第一闪蒸罐与第二闪蒸罐之间电动阀的开度；

16、f1＝f(p)＝4.0339ln(p)-14.371

17、p＝ρglt0106

18、

19、

20、其中p—电动阀前压力；ρ—连排水密度；l0—第一闪蒸罐设计液位值；q0—设计连排水流量；ν—来流连排水流速；s—连续排污扩容器到第一闪蒸罐管道长度；r—第一闪蒸罐半径；qs—进入上游连续排污扩容器流量；q—进入第一闪蒸罐的瞬时流量；

21、s2：所述第一闪蒸罐流量的增加量等同于所述第二闪蒸罐流量增加量，因此需要所述第二闪蒸罐出口输出泵把增加的流量排出，因此初步计算泵的频率为：

22、

23、由于循环浓水管路上是自力式电动阀，因此泵频率增加后，会导致循环管路流量增加，根据自力式调压阀实验数据以及管路特性得出循环管路流量与水泵流量的关系：

24、

25、

26、f2是所述第二闪蒸罐液位预测控制函数，控制值为连排输出泵的频率；

27、其中，q0—设计连排水流量；q—进入第一闪蒸罐的瞬时流量；q—连排输出泵单转流量；n—连排输出泵额定转速；f0—设计连排水流量q0调试稳定时泵的频率；q21—初次计算f21对应的水泵流量；qx—循环管路流量；

28、s3：所述第二闪蒸罐的负压控制主要动力来自于蒸汽引射器的引射，即高压除氧器的排气，根据高压除氧器的运行特点，排气压力的波动主要原因是除氧器进水量的波动，因此根据高压除氧器进水量和排气压力之间的关系式，排气压力和引射比之间的关系，引射比和阀门开度之间的关系即可实现对抽气量的提前调整，保持第二闪蒸罐的压力稳定；

29、f3为所述第二闪蒸罐压力控制函数，输出冷凝器与所述蒸汽引射器之间电动阀的开度：

30、f3＝7.4302δ3-8.8455δ3+5.8077δ-1.0291

31、

32、

33、其中，δ—蒸汽引射器引射比；pf—高压除氧器排气压力；qs—单台除氧器进水量。

34、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

35、1、将连排水和乏汽的深度回收结合到一起，并实现了全自动化运行，将电动阀、水泵频率、流量特性等系统参数化为拟合公式整合到系统的算法中，提前预判液位和真空度的变化趋势，做到提前调节，保证系统的精准稳定运行，避免了传统pid调节的滞后性。