[发明专利]一种基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法

说明书

本发明公开了一种基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法，先获得管网入口处的厂源蒸汽和各用户接受端蒸汽的历史运行数据，数据包括温度、流量和压力，构建蒸汽管网基础运行历史数据库；然后定义蒸汽流量接收率，对每一时刻的蒸汽流量接收率进行计算；再对所获得热网数据按照厂源蒸汽流量进行聚合，以及按照厂源蒸汽流量和温度或压力进行聚合，分别获得蒸汽流量接收率与蒸汽总流量之间的关系、蒸汽流量接受率与温度、压力之间的关系，并且对温度实际运行范围内的温度、压力敏感度进行分析；通过调节厂源蒸汽参数，对厂源蒸汽的温度和压力进行寻优，在满足各用户蒸汽参数需求的情况下，使蒸汽管网输运效率最高。

技术领域

本发明属于能源技术中的节能减排领域，涉及一种基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法。

背景技术

现有热电厂通过蒸汽管网向下游用户输送符合生产工艺需求的蒸汽。厂源蒸汽在蒸汽管网输运过程中会产生温度和压力损失，并且在流动过程中不断地与管壁换热，蒸汽因凝结而产生凝结水，造成工质流量损失，其值在实际运行中高达20％～30％。为了避免蒸汽用户接受端蒸汽参数低于合同约定值，热电厂一般倾向于将蒸汽用户接收端的蒸汽参数控制高于用户实际工艺需求。这种运行方式实际上增加供热能耗，不利于热电厂整体节能减排。

目前热电厂蒸汽管网运行严重依赖运行人员经验，蒸汽参数无法做到最优化控制，经常会出现蒸汽温度过高或者过低的情况。由于从机理建模角度以流场模拟的方式获取实际运行蒸汽管网输运特性较为困难，计算中需要做大量的简化假设，计算量大且计算精度较差，无法满足现场实际生产需求。因此，在现有以企业客户实际接受的蒸汽流量为基准的计费模式下，如何对厂源输出的蒸汽参数(温度和压力)进行一定调控，在满足蒸汽客户蒸汽参数需求下，尽量减少蒸汽源头参数和蒸汽输运损失，有效提升蒸汽管网运行经济性，对于热电厂能效提升具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法，经采集现场实际运行数据后，可以通过数据分析获得精确的管网输运特性和损失特性，从而为现场的实际运行提供依据。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获得蒸汽管网入口处的厂源蒸汽和各用户接受端蒸汽的历史运行数据，数据包括温度、流量和压力，构建蒸汽管网基础运行历史数据库；

定义蒸汽流量接收率为各用户接受端接收到的总流量之和与厂源蒸汽总流量之间的比值，并对每一时刻的蒸汽流量接收率进行计算；

2)对步骤1)所获得热网数据采用如下方式进行分析处理：

Ⅰ、按照厂源蒸汽流量进行聚合，获得蒸汽流量接收率与蒸汽总流量之间的关系；

Ⅱ、按照厂源蒸汽流量和温度分别进行聚合，获得蒸汽流量接受率与温度之间的关系，并且对温度实际运行范围内的温度敏感度进行分析；

Ⅲ、按照厂源蒸汽流量和压力分别进行聚合，获得蒸汽流量接受率与压力之间的关系，并且对压力实际运行范围内的压力敏感度进行分析；

3)通过调节厂源蒸汽参数，对厂源蒸汽的温度和压力进行寻优，在满足各用户蒸汽参数需求的情况下，使蒸汽管网输运效率最高，此时的厂源蒸汽参数即为最优的蒸汽参数。

本发明的基于数据分析的蒸汽输运管网运行能效优化方法，所带来的有益效果是：

通过实际蒸汽管网运行的海量数据分析可以判断蒸汽流量损失率或者蒸汽流量接收率与厂源温度、流量和压力之间的影响关系，进而对温度和压力的影响进行量化，从而评估蒸汽参数变化对整体热网效率的提升效果，为通过定向调控管网压力和温度提升蒸汽管网效率提供必要的理论依据。