[发明专利]一种过热蒸汽高效减温系统及智能控制方法

权利要求书

1.一种过热蒸汽高效减温系统，其特征在于：包括减温装置(1)、分离水存储器(2)、给水泵(3)和增压泵(4)，减温装置(1)包括减温部件(101)和汽水分离部件(103)；减温装置(1)的进汽端口(104)连接有蒸汽进汽管(9)，蒸汽进汽管(9)上设置有第二参数测量装置(22)，进汽端口(104)与减温部件(101)相连，减温部件(101)和汽水分离部件(103)相连，汽水分离部件(103)与减温装置(1)的出汽端口(105)连接，出汽端口(105)连接有蒸汽出汽管(10)，蒸汽出汽管(10)上设置有第三参数测量装置(23)；减温部件(101)中设置有喷嘴(102)，喷嘴(102)与减温装置(1)的进水端口(106)连通，进水端口(106)连接有减温水管(5)，减温水管(5)上沿减温水流方向依次设置有第四阀门(28)和第一参数测量装置(21)；汽水分离部件(103)与减温装置(1)的分离出水端口(107)连接，分离出水端口(107)连接有分离水出水管(7)，分离出水端口(107)通过分离水出水管(7)与分离水储存器(2)的进水口连接，分离水出水管(7)上装有第四参数测量装置(24)；分离水储存器(2)的出水口连接有分离水给水管(8)，分离水储存器(2)的出水口通过分离水给水管(8)与减温水管(5)连接，分离水给水管(8)上沿水流动方向依次设置有第一阀门(25)、给水泵(3)和第二阀门(26)；减温水管(5)设置有增压旁路(6)，增压旁路(6)的入水端设置在第四阀门(28)的入水端，增压旁路(6)的出水端设置在第四阀门(28)的出水端，增压旁路(6)上沿减温水流动方向依次安装第三阀门(27)、增压泵(4)和第五阀门(29)。

2.根据权利要求1所述的过热蒸汽高效减温系统，其特征在于：所述第一参数测量装置(21)、第二参数测量装置(22)、第三参数测量装置(23)和第四参数测量装置(24)均为参数测量装置，参数测量装置包括温度测量仪(201)、压力测量仪(202)和流量测量仪(203)。

3.根据权利要求1或2所述的过热蒸汽高效减温系统，其特征在于：所述喷嘴(102)为压力型喷嘴。

4.一种如权利要求1-3任一权利要求所述的过热蒸汽高效减温系统，其特征在于：包括如下步骤：

S1：界定已知用户的所需蒸汽的参数温度T₀₁、压力P₀₁和质量流量F₀₁；

S2：根据用户所需蒸汽参数，并考虑管道输送压损、温降及管漏因素后，计算得出汽端口(105)的实际输出的蒸汽参数：温度T₀、压力P₀和质量流量F₀，查水&水蒸汽物性参数，得出汽端口(105)的蒸汽焓值h₀(T₀，P₀)；

S3：根据减温水的初始参数：温度T₁₀和压力P₁₀，查水&水蒸汽物性参数，得减温水的初始焓值h₁₀(T₁₀，P₁₀)；

S4：根据用户所需蒸汽的初始流量F₀，以及减温水的物性参数，初步调节减温前的蒸汽流量，此时的蒸汽是经过减压后的蒸汽，利用第二参数测量装置(22)进行参数测量，为温度T₂₀、压力P₂₀、质量流量F₂₀，即P₀≈P₂₀；查水&水蒸汽物性参数，得减温前蒸汽的焓值h₂₀(T₂₀，P₂₀)；

S5：根据能量与质量平衡关系，进行如下计算：

Q=h0(T0,P0)×F0=[h10(T10,P10)×F10+h20(T20,P20)×F20]×(1-x)F0=F10+F20]]>

式中：F₁₀为减温水的计算质量流量，x为减温系统的能量损失系数；

S6：根据减温水的计算质量流量F₁₀，来进行减温水的流量调节，利用第一参数测量装置(21)测量减温水的温度T₁、压力P₁和质量流量F₁，查水&水蒸汽物性参数，得减温水的焓值h₁(T₁，P₁)；

S7：利用第三参数测量装置(23)测量减温后蒸汽的温度T₃、压力P₃和质量流量F₃，第四参数测量装置(24)测量减温后分离水的温度T₄、压力P₄和质量流量F₄；查水&水蒸汽物性参数，得减温后蒸汽的焓值h₃(T₃，P₃)和减温后分离水的焓值h₄(T₄，P₄)；

S8：根据能量与质量关系式，进行如下计算：

减温前蒸汽的能量Q₂₀＝h₂₀(T₂₀，P₂₀)×F₂₀，

减温水的能量Q₁＝h₁(T₁，P₁)×F₁，

分离水的能量Q₄＝h₄(T₄，P₄)×F₄，

计算得减温后蒸汽的焓值

S9：此时，对比分析减温后蒸汽的两种焓值h₃₀与h₃(T₃,P₃)，当h₃₀与h₃(T₃,P₃)两者的值在误差范围内时，执行S10步骤；当h₃₀与h₃(T₃,P₃)两者的值超过误差范围，且h₃₀＜h₃(T₃，P₃)时，执行S11步骤；

S10：此时，对比分析T₃与T₀：

当T₃＝T₀时，减温装置(1)输出的减温蒸汽符合用户的参数要求；

当T₃＞T₀时，减温水不足，需增大减温水的流量，然后利用第一参数测量装置(21)重新测量减温水的的温度T₁、压力P₁和质量流量F₁，查水&水蒸汽物性参数，得减温水的焓值h₁(T₁，P₁)，接着从S7开始重新操作；

当T₃＜T₀时，减温水过量，需减小减温水的流量，然后利用第一参数测量装置(21)重新测量减温水的的温度T₁、压力P₁和质量流量F₁，查水&水蒸汽物性参数，得减温水的焓值h₁(T₁，P₁)，接着从S7开始重新操作；

S11：此时，需结合判断汽水分离部件(103)的运行工况是否为最大工况进行分析：

当汽水分离部件(103)的运行工况为最大工况时，此时开启增压泵(4)，增加减温水的压力，提高喷嘴(102)的雾化效果，然后利用第一参数测量装置(21)重新测量减温水的温度T₁、压力P₁和质量流量F₁，查水&水蒸汽物性参数，得减温水的焓值h₁(T₁，P₁)，接着从S7步骤重新操作；

当汽水分离部件(103)的运行工况未达到最大工况时，此时调节汽水分离部件(103)的运行工况，增大其汽水分离效果，然后从S7步骤重新操作。