一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法与流程

本发明涉及水处理与自控领域，特别涉及一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法。

背景技术：

1、热力除氧器是危险废物焚烧领域余热锅炉必不可少的运行设备之一，主要功能是对锅炉给水进行除氧，同时起到对锅炉给水加热的作用。热力除氧器的除氧原理为：经除盐后的工业用水由除氧头上部进入，经除氧头旋膜管呈螺旋状按一定的角度喷出,形成水膜裙,并与蒸汽入口接管引进的加热蒸汽进行热交换，形成了一次除氧，一般经此旋膜段可除去给水中含氧量的80-90％左右。给水经过淋水篦子、填料层与上升的二次加热蒸汽接触被加热到除氧器工作压力下的饱和温度,进行深度除氧合格后的除氧水汇集至水箱。

2、锅炉给水的除氧方式通常是采用热力除氧的方式进行，这种除氧方式具有简单、可靠和除氧效果好的优点，但也造成相当多蒸汽随着废气排出，导致能源的浪费和环境的热污染。目前热力除氧器运行模式主要有滑压压运行与定压运行两种模式，滑压运行模式无法克服蒸汽管网负荷突然变化，容易导致除氧水的“反氧”与给水泵的“气蚀”现象；定压运行模式热经济性差，负荷较低时，可能出现除氧效果恶化或蒸汽供给过量的现象；两种运行模式均无法达到对除氧器蒸汽耗量的精准控制，不利于节能减排的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中所存在的无法达到对除氧器蒸汽耗量的精准控制，不利于节能减排的问题，提供一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，包括如下步骤：

4、步骤一：根据除氧器蒸汽耗气量计算公式建立热力除氧器蒸汽流量与热力除氧器出水流量关联的数学模型；

5、步骤二：由除氧器蒸汽耗气量计算公式建立加热除盐水至工艺温度的热焓计算程序，得出蒸汽理论消耗值，并根据现场实际蒸汽消耗值计算放大系数；

6、步骤三：根据步骤一建立的所述数学模型得出蒸汽消耗流量值，作为pid控制回路中的目标设定值建立pid控制回路；

7、步骤四：运行调试所述蒸汽流量pid控制回路，调节pid参数。

8、通过本发明提出的方法，通过除氧器蒸汽耗气量计算公式得到理论蒸汽消耗值，得到放大系数，且根据除氧器蒸汽耗气量计算公式建立数学模型，最终得到蒸汽消耗流量值，可有效的对除氧器蒸汽耗量精准控制，从而实现节能减排的目的，有效避免资源的浪费。

9、作为本发明的优选方案，所述步骤一中，除氧器蒸汽耗气量计算公式为：

10、

11、式中，d表示出水流量，d0表示蒸汽耗量，h表示进水焓值，h0表示蒸汽焓值、hs表示出水焓值、η表示除氧器效率。

12、通过该数学模型，可实时计算出进水加热需要的理论蒸汽消耗值，所述蒸汽理论值与实际除氧器蒸汽消耗值作比，得出放大系数，从而得到精确的蒸汽耗量。

13、作为本发明的优选方案，所述步骤二中包括：所述除氧器进水焓值与所述除氧器出水饱和焓值根据介质压力与温度，并通过“热水焓值表”进行确定；所述除氧器蒸汽焓值可根据蒸汽压力与温度，并通过“蒸汽焓值表”(过热蒸汽与饱和蒸汽)确定；除氧器工作效率的取值根据除氧器设计参数确定；出水流量取值为现场仪表实际检测值；并通过计算模块中除氧器蒸汽耗气量计算公式计算得到消耗值。

14、可实时计算浸水加热需要的理论蒸汽消耗值。

15、作为本发明的优选方案，所述步骤二中，根据除氧器蒸汽耗气量计算公式计算得到理论中的蒸汽消耗量；通过现场实际验证，得出实际蒸汽实际消耗量，建立对比关系，现场实测的除氧器蒸汽实际消耗量/所述除氧器蒸汽理论消耗值作为放大系数。

16、考虑到热力除氧器换热过程中的热损失，将现场实测的除氧器蒸汽实际消耗量比除氧器蒸汽理论消耗值的值作为放大系数模块的取值。

17、作为本发明的优选方案，所述步骤二中，除氧器进水焓值、除氧器蒸汽焓值、除氧器出水饱和焓值取值方式：设有焓值曲线表，根据温度范围，即热水焓值表或蒸汽焓值表，设置多段曲线，每段曲线采用线性计算，公式如下：

18、y＝(x-x0)/(x1-x0)×(y1-y0)+y0

19、式中，y为实际焓值输出，x为实际温度，x1为当段曲线上限，x0为当段曲线下限，y1为当段曲线焓值上限，y0为当段曲线焓值下限。

20、根据压力范围不同，系统设置多条曲线进行判断，即dcs系统根据实际温度、压力输出对应焓值。

21、作为本发明的优选方案，所述步骤三中，所述蒸汽流量pid控制回路包括给定蒸汽流量模块、pid自动控制模块、阀门；所述pid自动控制模块根据所述给定蒸汽流量模块得到的计算量控制阀门开关。

22、根据所述放大系数，将理论数学模型转化为实际数学模型，将转化的所述数学模型得到蒸汽流量值作为pid控制回路中的目标设定值。

23、通过计算模块计算出蒸汽进汽量，此计算量可做为蒸汽流量pid自动控制回路给定值，即通过计算量控制现场实际阀位动作，可精准控制除氧器蒸汽耗量。

24、作为本发明的优选方案，所述步骤四中，运行调试蒸汽流量pid控制回路运行调试，以除氧器除氧指标不大于15ppb为控制目标，调节pid参数。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果：

26、本发明提供的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，利用除氧器蒸汽耗气量计算公式，并建立一套以除氧器蒸汽流量与除氧器出水流量关联的热焓控制模式，根据除氧器出水流量精准控制蒸汽耗量，在保证除氧效果与设备正常运行的前提下，达到节能降耗的目的。

技术特征：

1.一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤一中，除氧器蒸汽耗气量计算公式为：

3.根据权利要求1所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤二中包括：所述除氧器进水焓值与所述除氧器出水饱和焓值中的焓值根据“热水焓值表”确定；所述除氧器蒸汽焓值根据“蒸汽焓值表”确定；所述除氧器工作效率值根据除氧器设计参数确定；所述出水流量值为现场仪表实际检测值；并通过计算模块中除氧器蒸汽耗气量计算公式计算得到蒸汽消耗流量值。

4.根据权利要求1所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤二中，根据理论数学模型得到蒸汽理论消耗值；通过现场实际验证，得出压蒸汽实际消耗值，除氧器蒸汽实际消耗值/所述除氧器蒸汽理论消耗值作为放大系数。

5.根据权利要求4所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤二中，所述除氧器进水焓值、所述除氧器蒸汽焓值、所述除氧器出水饱和所述焓值取值方式：设有焓值曲线表，根据热水焓值表或蒸汽焓值表，设置多段曲线，每段曲线采用线性计算。

6.根据权利要求1所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤三中，所述蒸汽流量pid控制回路包括给定蒸汽流量模块、pid自动控制模块、阀门；所述pid自动控制模块根据所述给定蒸汽流量模块得到的计算量控制阀门开关。

7.根据权利要求1所述的一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法，其特征在于，所述步骤四中，运行调试蒸汽流量pid控制回路运行调试，以除氧器除氧指标不大于15ppb为控制目标，调节pid参数。

技术总结本发明公开了一种采用热焓模式控制的热力除氧器控制方法。本发明方法建立了一套以除氧器蒸汽流量与除氧器出水流量关联的热焓控制模式，首先，建立热力除氧器蒸汽流量与除氧器出水流量关联的数学模型；根据除氧器出水流量、温度的信号采集，由除氧器蒸汽耗气量计算公式建立加热除盐水至工艺温度的热焓计算程序，得到进水加热需要的理论蒸汽消耗值，蒸汽消耗量与实际的蒸汽消耗量得处放大系数；并根据所述数学模型计算值作为目标设定值，建立蒸汽流量PID控制回路，并运行调试，调节PID参数。本发明方法通过除氧器出水流量精准控制蒸汽耗量，在保证除氧效果与设备正常运行的前提下，节能降耗，有效避免资源浪费。技术研发人员：崔吉宏,全斌,王曦,孙鑫,周兴浩,李佳坤受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15