CN108595821A - 一种火力发电厂化学系统的设计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火力发电厂化学系统的设计方法及装置，所述方法包括：接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备；输出所述工艺系统、所述工艺系统的特征属性信息及所述工艺系统对应的设备。通过上述方法及装置，较大地提高了设计水平，提高了设计准确率，并节省了设计时间，加快了工程建设的速度。

Description

一种火力发电厂化学系统的设计方法及装置

技术领域：

本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种火力发电厂化学系统的设计方法及装置。

背景技术：

火力发电厂化学系统根据水质水量等外部输入条件，需确定各系统的工艺流程及对应设备参数。该工作多在工程初步设计阶段完成，因此火力发电厂各化学系统的优质设计不仅是整个火力发电厂安全、稳定、高效运行的先决条件，同时也是控制整个火力发电厂投资的重要环节。因此火力发电厂各化学系统的设计及设备选型是火力发电厂化学专业设计的重要工作。

目前，火力发电厂各化学系统的设计，通常采用人工计算辅以人工经验的方法。发明人在实现本发明的过程中发现，人工进行系统设计效率较低，容易产生计算误差，从而影响准确率，且基于工作人员设计经验的差异，选定的各化学系统中的工艺系统带有个人偏好，难以同时兼顾设计安全可靠、技术先进与经济合理。此外，若化学系统的设计需求改变，整个设计工作可能需要重头再来，即不能根据设计需求实时进行灵活的调整。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种火力发电厂化学系统的设计方法及装置，用以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明由如下技术方案实施：

本发明实施例提供了一种火力发电厂化学系统的设计方法，包括：

接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备；输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

进一步地，所述方法还包括：预先建立所述设备数据库，所述设备数据库包括：记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

进一步地，所述按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统，包括：

按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合；根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统；按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

进一步地，在确定所述设备参数之后，所述方法还包括：根据设备出力反算得到设备的稳定运行参数，将所述设备参数与所述稳定运行参数进行对比，对所述设备参数进行校核。

进一步地，所述根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，包括：预先根据设备间的关联构建数学逻辑关系；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据、按照所述数学逻辑规则，计算确定设备参数。

本发明实施例还提供了一种火力发电厂化学系统的设计装置，包括：

工艺判断模块，用于接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统；设备计算模块，用于根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备；结果输出模块，用于输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

进一步地，所述装置还包括：设备数据库模块，所述设备数据库模块中的所述设备数据库包括：记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

进一步地，所述工艺判断模块具体用于，按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合；根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统；按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

进一步地，所述设备计算模块具体用于，根据设备出力反算得到设备的稳定运行参数，将所述设备参数与所述稳定运行参数进行对比，对所述设备参数进行校核。

进一步地，所述设备计算模块具体用于，预先根据设备间的关联构建数学逻辑关系；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据、按照所述数学逻辑规则，计算确定设备参数。

本发明的优点：

本发明实施例提供的火力发电厂化学系统的设计方法及装置，通过构建设备数据库来集成大量设备数据、设计经验参数等，能为火力发电厂化学系统的设计直接参考使用。同时，能够自动进行火力发电厂化学系统的优化设计，选择最优系统，并按照具体格式要求自动输出化学系统设计的属性信息报告。较大地提高了设计水平，提高了设计准确率，并节省了设计时间，加快了工程建设的速度。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本发明实施例所提供的火力发电厂化学系统的设计方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的火力发电厂化学系统的设计方法的具体流程图；

图3为本发明实施例所提供的火力发电厂化学系统的设计方法的步骤S101的具体流程法；

图4为本发明实施例所提供的火力发电厂化学系统的设计装置结构图；

图5为本发明实施例所提供的火力发电厂化学系统的设计装置结构图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

首先对本发明实施例涉及的专业名词进行如下解释：

火力发电厂：简称火电厂，是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。

火力发电厂化学系统：不同火力发电厂根据机组型式、装机容量、热力系统及有关辅机情况的不同，配备有不同的化学系统。根据化学各工艺系统的不同用途，化学系统主要包括锅炉补给水处理系统、凝结水精处理及再生系统、热力系统的化学加药系统、水汽取样及监测系统、冷却水处理系统、热网补给水及生产回水处理系统及制氢及供氢系统。

目前，火力发电厂各化学系统中工艺系统的确定，通常采用人工计算辅以人工经验的方法确定各化学系统。以具有代表性的化学专业锅炉补给水处理系统为例，通常通过如下方式确定工艺系统：

接收业主提供的水质全分析资料，首先对水质全分析资料进行审核；资料审核后重点关注原水含盐量、电导率、碱度、硬度等水质指标，根据规范中各工艺使用范围，结合水质指标确定预处理、预脱盐及脱盐工艺；根据各专业提资，确定电厂全部机组正常运行所需补充的水量，进而确定除盐系统出力；设定各工艺环节设备的自用水率，根据系统出力及标准设备对各环节设备进行选型；根据以上已选定设备的参数，对配备的水泵及水箱进行计算，对水泵及水箱等其他设备进行选型。

通过分析目前各化学系统的设计步骤可发现存在如下弊端：

首先，采用人工计算、校核的方法对外部输入条件、资料的进行分析，效率低下，由于人工计算误差，准确率难以保证，且基于设计人的设计经验差异，选定的工艺系统带有个人偏好。

其次，人为选定系统，难以同时兼顾设计安全可靠、技术先进、经济合理。

最后，若外部输入条件改变，化学系统确定及各化学系统中的工艺设备选型可能需要重头再来，工作量巨大，即存在不能根据外部输入条件进行灵活调整的问题。

下面详细介绍本发明实施例的技术方案：

图1为本发明实施例提供的火力发电厂化学系统的设计方法流程图。如图1所示，本发明实施例提供的火力发电厂化学系统的设计方法，包括：

S101，接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统。

在进行本步骤之前，如图2所述，所述方法还包括：

步骤S201，预先建立所述设备数据库。

所述设备数据库包括：记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

首先，根据火力发电厂化学系统，将火力发电厂各个设备进行分类，如表1所示：

表1设备常规数据库

其次，根据后续设计工作的需要，构建设备属性数据库。根据属性的通用性，将属性分为通用属性、专有属性，构建设备属性数据库如表2所示。在专用属性部分，每一个设备均被赋以详细的设备出力、设备外形等属性描述。

最后，根据每个工艺系统中针对的工艺构建设备组合数据库和设备组合属性数据库，在设备组合属性数据库中，以锅炉补给水处理系统为例，属性信息包括工艺适用原水水质、工艺初始投资额、工艺运行成本等。

表2设备属性数据库

需要说明的是，上述数据库均为开放型数据库，根据设计需求，可对设备种类、同一类型设备不同参数设备及设备属性不断完善、不断改进。

此外，上述数据库符合火力发电厂化学设计工作操作流程。在该数据库下新建工程，可随意选用数据库中数据。工程项目文件导入导出方便，报表数据能直接转换为Excel格式。同时，利用该数据库能够自动按规程规范的内容要求生成报告，并生成和输出符合行业要求的标准表格和图形。

在本步骤中，首先建立外部设计条件数据的输入端口，外部设计条件数据与设备数据库中数据为同一数据类型数据，因此数据间具有可比性。

火力发电厂各化学系统可以细分成多个工艺系统，每个完整化学系统功能的实现由各工艺系统下的设备相互配合完成，各设备间存在一定的关联，该关联主要基于各工艺系统的工艺上的关联形成。

以某2×350MW热电联产工程锅炉补给水处理系统为例，其该化学系统如下：

对以上锅炉补给水处理系统进行分析，根据工艺关系，可将以上系统进一步细分为预处理系统、预除盐系统、除盐系统这三个工艺系统。以上各工艺系统包含不同的设备组合，例如除盐工艺可以包括：一级除盐；一级除盐+混床；一级反渗透+一级除盐+一级混床等工艺，每种不同的工艺对应不同的设备组合。在多种设备组合方案均可满足工艺要求的前提下，应从安全运行、技术先进、经济合理等多方位对技术方案进行比较。

如图3所示，步骤S101可以通过如下步骤完成：

S1011，按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合。

可选地，在设备组合数据库中，可以针对各工艺系统下各设备组合的适用范围，对其适用条件进行数据量化，构建逻辑判断规则。在分析设计条件数据后，按照逻辑判断规则，在设备数据库中根据每种设备组合的适用范围自动筛选出匹配的设备组合。

S1012，根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统。

具体地，每个工艺系统可能包括多道工艺，每个工艺可能通过不同的设备组合完成。由于每个工艺系统中的工艺存在关联，而工艺是通过设备组合实现的，因此可以根据设备组合间的工艺关联，集成得到满足设计条件数据的工艺系统，可能存在两个以上工艺系统组合形成化学系统的情况。

如上所述，每个工艺可能通过不同的设备组合完成，因此满足设计条件数据的工艺系统组合方案。

S1013，按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

根据各设备组合间的工艺关联，设备组合间自动集成形成满足条件的完整工艺系统后，从运行的稳定性、初始投资、运行投资、环保节能等方面构建工艺系统指标评价体系，对指标评价体系下不同指标赋以初始化权重，该权重可根据工程具体情况进行自定义，根据各指标的评分及其权重，输出各方案的综合评分，确定并显示步骤S302中每个工艺系统对应的评分数据，专业工程师可根据各系统的评分结合工程实际条件选择满足条件的化学系统。

S102，根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备。

一个完整的化学系统由一系列设备构成，各设备间通过工艺关系相连，各设备数据相互耦合，根据各设备间的关联，构建数学逻辑关系。根据工艺系统的出力和设计条件数据、按照该数学逻辑规则，计算确定设备参数。

基于设备的稳定运行考虑，各化学系统设备运行参数通常为一范围，在适用范围内设备均可稳定运行。本步骤可自动提取运行参数进行计算，确定设备出力等参数。除了可根据运行规则自动套用运行进行计算外，设计人可在稳定运行范围内自定义运行参数后再进行计算确定设备出力等参数。同时，本步骤可以满足反算要求，根据设备出力反算设备的稳定运行参数，通过将计算获得的参数与稳定运行参数进行对比，对计算模块结果进行校核。

S103，输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

由于设备数据库中的设备属性数据库、设备组合属性数据库中包括每个设备的专用数据，因此在确定了化学系统的工艺系统后，可以根据每个工艺系统下设备、设备组合的专用属性数据，分析整理得到不同工艺系统的特征属性信息，该特征属性信息包括基于指标评价体系下的不同工艺系统评价对比表、标准格式设备选型表、各工艺系统表等，以及按照具体格式要求的火力发电厂化学系统设计与优化报告。

本发明实施例提供的火力发电厂化学系统的设计方法及装置，通过构建设备数据库来集成大量设备数据、设计经验参数等，能为火力发电厂化学系统的设计直接参考使用。同时，能够自动进行火力发电厂化学系统的优化设计，选择最优系统，并按照具体格式要求自动输出化学系统设计的属性信息报告。较大地提高了设计水平，提高了设计准确率，并节省了设计时间，加快了工程建设的速度。

图4为本发明实施例提供的图像处理装置结构图。如图4所示，该装置具体包括：工艺判断模块410，设备计算模块420和结果输出模块430。其中，

所述工艺判断模块410，用于接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统。所述设备计算模块420，用于根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备。所述结果输出模块430，用于输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

本发明实施例提供的图像处理装置具体用于执行图1所示实施例提供的所述方法，其实现原理、方法和功能用途等与图1所示实施例类似，在此不再赘述。

图5为本发明实施例提供的图像处理装置结构图。如图5所示，该装置具体包括：设备数据库模块510，工艺判断模块520，设备计算模块530和结果输出模块540。其中，

所述设备数据库模块510中的所述设备数据库包括：记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

所述工艺判断模块520，用于接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统。所述设备计算模块530，用于根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备。所述结果输出模块540，用于输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

进一步地，所述工艺判断模块520具体用于，按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合；根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统；按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

进一步地，所述设备计算模块530具体用于，根据设备出力反算得到设备的稳定运行参数，将所述设备参数与所述稳定运行参数进行对比，对所述设备参数进行校核。

进一步地，所述设备计算模块530具体用于，预先根据设备间的关联构建数学逻辑关系；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据、按照所述数学逻辑规则，计算确定设备参数。

本发明实施例提供的图像处理装置具体用于执行图1至图3所示实施例提供的所述方法，其实现原理、方法和功能用途等与图1至图3所示实施例类似，在此不再赘述。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种火力发电厂化学系统的设计方法，其特征在于，包括：

接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统；

根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备；

输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先建立所述设备数据库，所述设备数据库包括：

记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；

记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；

记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；

记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统，包括：

按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合；

根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统；

按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在确定所述设备参数之后，所述方法还包括：

根据设备出力反算得到设备的稳定运行参数，将所述设备参数与所述稳定运行参数进行对比，对所述设备参数进行校核。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，包括：

预先根据设备间的关联构建数学逻辑关系；

根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据、按照所述数学逻辑规则，计算确定设备参数。

6.一种火力发电厂化学系统的设计装置，其特征在于，包括：

工艺判断模块，用于接收设计条件数据，按照预先构建的逻辑判断规则、从设备数据库中筛选与所述设计条件数据匹配设备组合及所述设备组合构成的工艺系统；

设备计算模块，用于根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据，计算设备参数，并在所述设备数据库中根据所述设备参数选定所述工艺系统对应的设备；

结果输出模块，用于输出所述工艺系统组成的化学系统、所述化学系统的特征属性信息及所述化学系统对应的设备。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：设备数据库模块，所述设备数据库模块中的所述设备数据库包括：

记录所述化学系统中各设备的设备常规数据库；

记录所述化学系统中各设备的通用属性数据和专用属性数据的设备属性数据库；

记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合、及所述设备组合的适用范围的设备组合数据库；

记录所述化学系统中每个工艺系统对应的设备组合的属性数据的设备组合属性数据库。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述工艺判断模块具体用于，按照预先构建的逻辑判断规则，从所述设备组合数据库中筛选得到与所述设计条件数据匹配的设备组合；根据所述设备组合间的工艺关联，集成得到满足所述设计条件数据的工艺系统；按照设备组合工艺系统指标评价体系，确定所述工艺系统组成的化学系统对应的评分数据。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述设备计算模块具体用于，根据设备出力反算得到设备的稳定运行参数，将所述设备参数与所述稳定运行参数进行对比，对所述设备参数进行校核。

10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述设备计算模块具体用于，预先根据设备间的关联构建数学逻辑关系；根据所述工艺系统的出力和所述设计条件数据、按照所述数学逻辑规则，计算确定设备参数。