面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法及系统与流程

本发明涉及电站锅炉深度调峰工况下安全运行，具体涉及一种面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法及系统。

背景技术：

1、目前新型电力系统发展迅速，新能源发电大规模并网，但新能源发电具有波动性大、间歇性突出等特点，对电网稳定性有显著影响，其消纳需要足够的可调节电源。火电是可实现大规模经济化深度快速调峰的灵活性资源之一，是电网稳定的压舱石与调节器，因此，国家正大力开展火电机组灵活性改造，以适应新型电力系统下深度调峰运行要求。在火电机组灵活性运行方面，存在如下具体问题：(1)锅炉设计调峰能力不足，基于锅炉部件材质安全性的可调下限值怎么确定；(2)锅炉最大出力负荷至最小可调下限值负荷区间深度调峰适应性；(3)低负荷工况下影响深度调峰锅炉部件材质安全的最关键部件确定。国内在燃煤机组深度调峰中在锅炉稳燃、附机适应性、控制及调频支撑能力方面研究较深，报道部分煤电机组调峰下限可达10％额定负荷。但是，针对深度调峰工况下燃煤机组锅炉部件材料安全性的相关研究未见报道，低负荷工况下锅炉部件损伤频繁发生，严重影响锅炉安全运行。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法及系统，本发明针对基于深度调峰工况下燃煤机组锅炉部件材质安全，提出一种基于锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区评定方法，利用锅炉部件在不同深度调峰工况下测点温度与负荷之间的关系，实施一项可靠的、方便的、快速的评定，以便及时发现不同负荷下深度调峰的适应性。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法，包括：

4、s101，分别针对锅炉的各个受热面部件，分别获取受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图，分别找出关系曲线图中的所有拐点；

5、s102，在所有的关系曲线图中分别找出温度平均值大于对应受热面部件的材质报警温度所对应的负荷，并在所有找出的负荷中选择最大的负荷对应的关系曲线图；

6、s103，针对最大的负荷对应的关系曲线图，按负荷从高往低顺序标注所有拐点，并根据标注的拐点作为分界点，将负荷按负荷从高往低顺序分区为连续分布的稳定调峰区、运行扰动区、可深度调峰区以及不可深度调峰区。

7、可选地，所述将负荷按负荷从高往低顺序分区为连续分布的稳定调峰区、运行扰动区、可深度调峰区以及不可深度调峰区包括：将设计最大出力负荷至第一个拐点之间区域作为稳定调峰区，第一个拐点、倒数第二个拐点之间区域作为运行扰动区，将倒数第二个拐点、倒数第一个拐点之间区域作为可深度调峰区，倒数第一个拐点之后的区域作为不可深度调峰区。

8、可选地，步骤101中锅炉的各个受热面部件分别包括水冷壁、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器、低温再热器、高温再热器以及省煤器中的部分或全部。

9、可选地，步骤101中获取受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图包括：针对多种给定负荷下的每一种给定负荷，选取稳定在该给定负荷下一段指定时间的负荷平均值，并获取受热面部件上的多个温度测点在该给定负荷下的温度，并将多个温度测点的温度计算平均值，作为该给定负荷下的温度平均值；最终，将不同给定负荷下的温度平均值生成曲线，得到受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图。

10、可选地，所述受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图中，横坐标为负荷平均值，纵坐标为温度平均值。

11、可选地，步骤101中找出关系曲线图中的所有拐点包括：分别针对关系曲线图中的每一个测点，计算该测点与上一个测点的温度平均值之间的差值、负荷之间的差值，并计算温度平均值之间的差值、负荷之间的差值两者的比值的绝对值，若比值的绝对值大于或等于预设比值，则判定该测点为拐点。

12、可选地，步骤s103之后还包括将最大的负荷对应的关系曲线图所对应的受热面部件作为识别得到的影响深度调峰锅炉部件材质安全性的关键部件输出。

13、此外，本发明还提供一种面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区系统，包括：

14、曲线生成程序单元，用于分别针对锅炉的各个受热面部件，分别获取受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图，分别找出关系曲线图中的所有拐点；

15、曲线筛选程序单元，用于在所有的关系曲线图中分别找出温度平均值大于对应受热面部件的材质报警温度所对应的负荷，并在所有找出的负荷中选择最大的负荷对应的关系曲线图；

16、工况分区程序单元，用于针对最大的负荷对应的关系曲线图，按负荷从高往低顺序标注所有拐点，并根据标注的拐点作为分界点，将负荷按负荷从高往低顺序分区为连续分布的稳定调峰区、运行扰动区、可深度调峰区以及不可深度调峰区。

17、可选地，所述工况分区程序单元将负荷按负荷从高往低顺序分区为连续分布的稳定调峰区、运行扰动区、可深度调峰区以及不可深度调峰区包括：将设计最大出力负荷至第一个拐点之间区域作为稳定调峰区，第一个拐点、倒数第二个拐点之间区域作为运行扰动区，将倒数第二个拐点、倒数第一个拐点之间区域作为可深度调峰区，倒数第一个拐点之后的区域作为不可深度调峰区。

18、可选地，所述锅炉的各个受热面部件分别包括水冷壁、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器、低温再热器、高温再热器以及省煤器中的部分或全部。

19、可选地，所述曲线生成程序单元获取受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图包括：针对多种给定负荷下的每一种给定负荷，选取稳定在该给定负荷下一段指定时间的负荷平均值，并获取受热面部件上的多个温度测点在该给定负荷下的温度，并将多个温度测点的温度计算平均值，作为该给定负荷下的温度平均值；最终，将不同给定负荷下的温度平均值生成曲线，得到受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图。

20、可选地，所述受热面部件上的多个温度测点在不同负荷下的温度平均值的关系曲线图中，横坐标为负荷平均值，纵坐标为温度平均值。

21、可选地，所述曲线生成程序单元找出关系曲线图中的所有拐点包括：分别针对关系曲线图中的每一个测点，计算该测点与上一个测点的温度平均值之间的差值、负荷之间的差值，并计算温度平均值之间的差值、负荷之间的差值两者的比值的绝对值，若比值的绝对值大于或等于预设比值，则判定该测点为拐点。

22、可选地，还包括关键部件识别程序单元，用于将最大的负荷对应的关系曲线图所对应的受热面部件作为识别得到的影响深度调峰锅炉部件材质安全性的关键部件输出。

23、此外，本发明还提供一种面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法。

24、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述面向锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区方法。

25、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：

26、1、本发明针对基于深度调峰工况下燃煤机组锅炉部件材质安全，提出一种基于锅炉部件安全的深度调峰工况适应性分区评定方法，在所有的关系曲线图中分别找出温度平均值大于对应受热面部件的材质报警温度所对应的负荷，并在所有找出的负荷中选择最大的负荷对应的关系曲线图，以此按负荷从高往低顺序标注所有拐点，并根据标注的拐点作为分界点，将负荷按负荷从高往低顺序分区为连续分布的稳定调峰区、运行扰动区、可深度调峰区以及不可深度调峰区，因此充分利用了锅炉部件在不同深度调峰工况下测点温度与负荷之间的关系，实施可靠的、方便的、快速的深度调峰工况适应性分区评定，以便及时发现不同负荷下深度调峰的适应性。

27、2、本发明以实际机组运行数据为基础，遵从机组运行工况的变化，得到负荷机组工况适应性分区实际情况，对于机组实际调峰运行有指导意义。使用本发明方法无须复杂的计算过程和试验过程，简单易行，不受机组类型、机组性能差异性影响，具有普遍实用性，且能够实现锅炉设备运行状态实时监测、实施评价，实时诊断锅炉调峰安全性能，提升机组锅炉调峰支撑能力。