一种汽包水位监控方法及装置与流程

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1.本技术涉及汽包水位技术领域，更具体地，涉及一种汽包水位监控方法及装置。

背景技术：

2.锅炉负荷突然增加时，锅炉汽包水位开始先迅速升高，而后再逐渐降低，开始时迅速升高再降低的水位叫虚假水位。虚假水位产生的原因是锅炉负荷突然增加，汽压将很快下降，此时一方面汽水混合物比容增大，另一方面饱和温度降低。由于饱和温度降低，使蒸发管金属和炉水放出部分热量，生成了更多的蒸汽。锅炉水容积中蒸汽含量增加，汽水容积膨胀，促使水位很快上升，形成虚假水位。一般虚假水位不容易被监控，如果锅炉负荷突然增加，虚假水位很严重，水位上升幅度比较严重，很有可能造成满水事故，反之亦然，如果锅炉负荷突然降低，虚假水位下降幅度比较严重，很有可能会造成缺水事故，所以监控汽包虚假水位至关重要。
3.因此，如何提高汽包虚假水位监控的准确性，是目前有待解决的技术问题。

技术实现要素：

4.本发明提供一种汽包水位监控方法，用以解决现有技术中汽包虚假水位监控准确性低的技术问题。该方法应用于汽包中，该方法包括：
5.在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；
6.若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；
7.获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警；
8.其中，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容，所述预设水位为正常水位与虚假水位之和或之差。
9.本技术一些实施例中，锅炉负荷变化量超出预设变化量，具体为：
10.锅炉负荷增加量超出预设增加量；
11.或，锅炉负荷减少量超出预设减少量。
12.本技术一些实施例中，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，具体为：
13.在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；
14.或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。
15.本技术一些实施例中，所述方法还包括：
16.若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉
负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。
17.本技术一些实施例中，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警，具体为：
18.当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；
19.当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。
20.对应的，本技术还提供了一种汽包水位监控装置，该装置应用于汽包中，该装置包括：
21.判断模块，用于在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；
22.第一获取模块，用于若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；
23.报警模块，用于获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警；
24.其中，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容，所述预设水位为正常水位与虚假水位之和或之差。
25.本技术一些实施例中，所述判断模块，具体用于：
26.锅炉负荷增加量超出预设增加量；
27.或，锅炉负荷减少量超出预设减少量。
28.本技术一些实施例中，所述判断模块，还具体用于：
29.在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；
30.或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。
31.本技术一些实施例中，所述装置还包括第二获取模块，所述第二获取模块用于：
32.若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。
33.本技术一些实施例中，所述报警模块，具体用于：
34.当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；
35.当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。
36.通过应用以上技术方案，本技术的方法包括：在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警。本技术通过判断锅炉负荷变化量是否超过预设变化量，锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，来判断汽包内是否存在虚假
水位，能提高汽包虚假水位监控的准确度。在根据负荷变化量、汽水参数变化量来得到一个虚假水位，根据汽包多个工况参数，获取现在汽包水位，判断此时汽包水位是否超过或低于预设水位，从而发出相应报警，对汽包虚假水位进行准确监控，当超出或低于预设水位时进行报警，提高了虚假水位的监控准确性，从而保证了汽包能正常高效运行，避免安全事故的发生。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1示出了本发明实施例提出的一种汽包水位监控方法的流程示意图；
39.图2示出了本发明实施例提出的一种汽包水位监控装置的结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.现有技术中，汽包是水管锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器。主要作用为接纳省煤器来水，进行汽水分离和向循环回路供水，向过热器输送饱和蒸汽。汽包中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。汽包中装有内部装置，以进行汽水分离、蒸汽清洗、锅内加药、连续排污，藉以保证蒸汽品质。汽包中经常存在虚假水位，但是因虚假水位会逐渐降低，导致人们对其重视程度很低，没有有效的监控手段。虚假水位过高，可能导致汽包满水事故，虚假水位过低，可能导致汽包缺水事故，所以监控汽包虚假水位至关重要。汽包亦称锅筒，是自然循环锅炉中最重要的受压元件，主要用于电力生产中压高压亚临界锅炉中。
42.本技术实施例提供一种汽包水位监控方法，应用于汽包中，该方法如图1所示，该方法包括以下步骤：
43.步骤s101，在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；
44.步骤s102，若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；
45.步骤s103，获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警。
46.在步骤s101中，在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致。
47.本实施例中，在某一个时间段内，锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负
荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，锅炉负荷变化情况和汽水参数变化情况为在该时间段内的变化情况，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容。
48.可以理解的是，在预设时间段内，指的并非是某个固定时间段，而是在持续预设时间内锅炉负荷一直处于增加或减少状态，锅炉负荷增加量或减少量超出预设变化量，需要注意的是，在该时间段内，锅炉负荷只能存在一种变化状态，即锅炉负荷增加或减少，汽水参数变化情况也是同理，只能增加或减少。
49.本技术一些实施例中，锅炉负荷变化量超出预设变化量，具体为：
50.锅炉负荷增加量超出预设增加量；或，锅炉负荷减少量超出预设减少量，在预设时间段内，锅炉负荷只能增加或减少，该时间段内不能存在先增加再减少或先减少再增加等其余状态。
51.在步骤s102中，若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位。
52.本实施例中，若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，则说明汽包中存在虚假水位，基于所述锅炉负荷变化量、所述汽水饱和温度变化量、所述汽水混合物比容变化量得到虚假水位，此虚假水位是虚假水位阈值，并非指的是此时的虚假水位。该虚假水位并非是从零水位起算的高度，而是汽包水位中开始升高再逐渐降低的高度，即水位变化高度。虚假水位是汽包水位最高时的增长高度。
53.本技术一些实施例中，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，具体为：
54.在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；
55.或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。
56.本实施例中，在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，说明锅炉负荷增加，虚假水位升高，汽包水位升高。或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，说明锅炉负荷减少，虚假水位降低，汽包水位下降。
57.本技术一些实施例中，所述方法还包括：
58.若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。
59.在步骤s103中，获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警。
60.本技术一些实施例中，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警，具体为：
61.当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；
62.当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。
63.可以理解的是，上述预设时间段、预设变化量、正常水位等值可以根据实际需要进行调整或改变，这均属于本技术的保护范围之内。
64.通过应用以上技术方案，本技术的方法包括：在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警。本技术通过判断锅炉负荷变化量是否超过预设变化量，锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，来判断汽包内是否存在虚假水位，能提高汽包虚假水位监控的准确度。在根据负荷变化量、汽水参数变化量来得到一个虚假水位，根据汽包多个工况参数，获取现在汽包水位，判断此时汽包水位是否超过或低于预设水位，从而发出相应报警，对汽包虚假水位进行准确监控，当超出或低于预设水位时进行报警，提高了虚假水位的监控准确性，从而保证了汽包能正常高效运行，避免安全事故的发生。
65.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
66.为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
67.通常在汽包水位监控调整中，为了使汽包内有足够的蒸汽空间，保证良好的汽水分离效果，以获得品质良好的蒸汽，一般规定汽包中心线以下150mm为零水位。正常上下波动范围为
±
50mm，最大波动范围不超过
±
75mm，运行中汽包水位应维持在-50mm－+50mm(正常水位)之间。预设水位(虚假水位与正常水位之和或之差)不应超过
±
75mm。
68.获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，其具体公式为：
[0069]v1
＝m1/ρ1＝1/3*π*l2*(3*r-l)+1/2*r2*(w-2*r)*(θ/180-sinθ)
[0070]
其中，θ＝2*arccos(1-r/l)，arccos为反余弦函数，v1—水面下工质体积，w—汽包总长度，l—汽包水面距离汽包底部的高度，r—汽包两端半球形半径。从而汽包水位为：
[0071]
l＝f-1
(v1)
[0072]
通过迭代算法由v1反向计算出汽包水位l
[0073]
m1/(v0*ρ1)＝∫(we+wr-wd-wev)dt
[0074]
m1＝1/(v0*ρ1)*∫(we+wr-wd-wev)dt
[0075]
(μ1*m1)＝∫(we*he+wr*hr-wd*hd-wev*hev)dt
[0076]
μ1＝1/m1*∫(we+wr-wd-wev)dt
[0077]
wev—流出汽包的蒸汽流量，v0—汽包内初始水面下工质体积，ρ1—汽包内水面下工质密度，m1—汽包水面下工质质量；we—给水流量，wr—上升管汽水混合物流量，wd—下降管汽水混合物流量；
[0078]
we—给水流量，he—给水焓，wr—上升管汽水混合物流量，hr—上升管汽水混合物焓，wd—下降管汽水混合物流量，hd—下降管汽水混合物焓，wev—流出汽包的蒸汽流量，
hev—流出汽包的蒸汽焓，μ1—水面下工质平均内能。
[0079]
求得的汽包水位l中已包括虚假水位，所以直接将汽包水位与预设水位比较即可。
[0080]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
[0081]
对应的，本技术还提供了一种汽包水位监控装置，该装置应用于汽包中，该装置包括：
[0082]
判断模块201，用于在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；
[0083]
第一获取模块202，用于若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；
[0084]
报警模块203，用于获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警；
[0085]
其中，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容，所述预设水位为正常水位与虚假水位之和或之差。
[0086]
本技术一些实施例中，所述判断模块201，具体用于：
[0087]
锅炉负荷增加量超出预设增加量；
[0088]
或，锅炉负荷减少量超出预设减少量。
[0089]
本技术一些实施例中，所述判断模块201，还具体用于：
[0090]
在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；
[0091]
或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。
[0092]
本技术一些实施例中，所述装置还包括第二获取模块，所述第二获取模块用于：
[0093]
若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。
[0094]
本技术一些实施例中，所述报警模块203，具体用于：
[0095]
当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；
[0096]
当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。
[0097]
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0098]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而
这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种汽包水位监控方法，其特征在于，应用于汽包中，所述方法包括：在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警；其中，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容，所述预设水位为正常水位与虚假水位之和或之差。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，锅炉负荷变化量超出预设变化量，具体为：锅炉负荷增加量超出预设增加量；或，锅炉负荷减少量超出预设减少量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，具体为：在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警，具体为：当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。6.一种汽包水位监控装置，其特征在于，应用于汽包中，所述装置包括：判断模块，用于在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，判断锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致；第一获取模块，用于若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于所述锅炉负荷变化量和所述汽水参数变化量得到虚假水位；报警模块，用于获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断所述汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警；其中，所述汽水参数包括汽水饱和温度和汽水混合物比容，所述预设水位为正常水位与虚假水位之和或之差。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：锅炉负荷增加量超出预设增加量；或，锅炉负荷减少量超出预设减少量。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块，还具体用于：在预设时间段内，当锅炉负荷增加时，所述汽水饱和温度降低、所述汽水混合物比容增加，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致；或，在预设时间段内，当锅炉负荷减少时，所述汽水饱和温度升高、所述汽水混合物比容减少，此时锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二获取模块，所述第二获取模块用于：若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况不一致，则重新获取另一时间段内锅炉负荷变化量、锅炉负荷变化情况、汽水参数变化情况和汽水参数变化量。10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述报警模块，具体用于：当锅炉负荷增加时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之和，所述汽包水位超过所述预设水位时，发出虚假水位过高报警；当锅炉负荷减少时，所述预设水位为所述正常水位与所述虚假水位之差，所述汽包水位低于所述预设水位时，发出虚假水位过低报警。

技术总结

本发明公开了一种汽包水位监控方法及装置，方法包括：在预设时间段内，当锅炉负荷变化量超出预设变化量时，若锅炉负荷变化情况与汽水参数变化情况一致，基于锅炉负荷变化量和汽水参数变化量得到虚假水位；获取汽包多个工况点参数，基于多个工况点参数获取汽包水位，判断汽包水位是否超过或低于预设水位，超过时进行报警。本申请通过负荷变化情况与汽水参数变化情况是否一致，来判断汽包内是否存在虚假水位，能提高汽包虚假水位监控的准确度。在根据负荷变化量、汽水参数变化量来得到一个虚假水位，根据汽包多个工况参数，获取现在汽包水位，判断此时汽包水位是否超过或低于预设水位，从而发出相应报警。而发出相应报警。而发出相应报警。