CN101358884A - 火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法，适用于火力发电机组的锅炉(汽包锅炉)蓄热能力的计算和测试。本发明采用了特定的试验方法，并采用输出响应特性曲线为计算依据，方法直观，概念明确，试验方便，结果准确，具有较好的实用价值。

Description

火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法

技术领域

本发明涉及一种火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法，适用于火力发电机组的锅炉(汽包锅炉)蓄热能力的计算和测试。

背景技术

火电机组锅炉的蓄热能力是锅炉热力系统动态性能的一个重要指标，一般是指在一定负荷和压力下，单位压力(锅炉压力)变化时，锅炉系统释放(或吸收)的蒸汽量，采用锅炉蓄热系数表示。通过对锅炉蓄热能力的测试和计算，可对锅炉动态性能进行评价，同时有助于对锅炉过程控制系统的整定和投入。目前，锅炉蓄热系数的获取有两种方法：理论计算，该方法从设计资料中锅炉系统的管道构成、工质参数等通过热力学计算获取，这种方法计算量巨大，且计算过程中有大量的简化，精确度不高；经验估计，根据锅炉类型、容量等由技术人员经验估计，同样精确度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试结果准确的火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明的具体方法步骤如下：

(1)维持机组稳定在一定负荷，保持锅炉燃烧率不变；

(2)将机组保护系统正常投入，将协调控制系统及给水控制系统切入手动，同时将DEH系统切入手动方式；

(3)在操作员站上做出测量参数曲线图画，所述测量参数曲线图包括主蒸汽流量D和汽包压力p_b曲线；打开控制系统历史采集功能；

(4)通过DEH系统手动将汽机调节门开度阶跃减小或开大10％；

(5)记录主蒸汽流量D和汽包压力p_b在2分钟内的数据；

(6)打印或根据步骤(3)中记录的数据手动绘制流量-时间(D-t)曲线和压力-时间(p_b-t)曲线；

(7)从所述D-t曲线图上求取面积A， $A=\underset{0}{\overset{t_1}{\∫}}\mathrm{\ΔDdt},$ 其中t₁＝1(min)；

式中：

为0时刻到t₁时刻蒸汽流量变化的累计量，单位Kg；

(8)从所述p_b-t曲线图上求取Δp_b，Δp_b＝p_b(t₀)-p_b(t₁)，其中t₁＝1(min)；

式中：p_b(t₀)-p_b(t₁)为0时刻到t₁时刻汽包压力p_b的变化，单位Mpa；

(9)根据下述公式(1)计算锅炉汽包蓄热系数C_b：

$C_b=\frac{A}{{\mathrm{\Δp}}_b}---\left(1\right)$

式中：C_b为汽包蓄热系数，单位kg/Mpa；

将步骤(7)、(8)中述出的A、Δp_b代入公式(1)即可；

(10)根据下述公式(2)计算锅炉蓄热系数C_k：

$C_k=\frac{C_b}{0.9}---\left(2\right)$

式中：C_k为锅炉蓄热系数，单位kg/Mpb。

本发明的理论根据如下：

(1)锅炉蓄热主要有三部分组成，水冷壁蓄热、汽包蓄热和过热器及主蒸汽管道蓄热。其中，汽包蓄热包括金属、饱和水及饱和蒸汽蓄热，理论分析和工程实践已经证明：汽包蓄热系数C_b占锅炉蓄热系数C_k的90％。因此，只要求得汽包蓄热系数C_b，便可得出锅炉蓄热C_k。

$C_k=\frac{C_b}{0.9}---\left(2\right)$

(2)根据能量守恒原理，对于锅炉受热面，流入热量是燃料燃烧后传给受热面的热量，并有一部分热量储存在锅炉中，汽包压力p_b反映了流入热量与流出热量的平衡关系，依据汽包动态热平衡方程，得下式：

$D_Q=D+C_b\frac{{\mathrm{dp}}_b}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

式中：D_Q用蒸汽流量单位表示的锅炉汽水容积的吸热量(kg/s)

C_b为汽包蓄热系数，kg/Mpa，它代表了锅炉汽包的蓄热能力，即表示当锅炉汽包压力每改变1Mpa时锅炉所释放出的蒸汽量。

D--蒸汽流量，kg/s；

(3)为了测量锅炉的蓄热能力(即锅炉的蓄热系数C_k)，需要首先测量锅炉汽包蓄热系数C_b，通常C_b用试验的方法来求取。当锅炉的燃料率不变而负荷变动或汽机的调节阀开度变动时，虽然蒸汽流量D和汽包压力p_b都在变动，但其热量信号不变。由式(3)可得：

$C_b==\frac{\underset{0}{\overset{t_1}{\∫}}\mathrm{\ΔDdt}}{p_b\left(t_0\right)-p_b\left(t_1\right)}---\left(4\right)$

式中：p_b(t₀)-p_b(t₁)为0时刻到t₁时刻汽包压力p_b的变化，Mpa；

为0时刻到t₁时刻蒸汽流量变化的累计量，也就是汽包压力变化了p_b(t₀)-p_b(t)而释放(或吸收)的蒸汽量，kg。

本发明的有益效果如下：本方法避免了通常在求取锅炉蓄热能力时，对复杂热力系统所进行的大量理论计算，而采用了特定的试验方法，并采用输出响应特性曲线为计算依据，方法直观，概念明确，试验方便，结果准确，具有较好的实用价值。

附图说明

图1为汽机调门开度曲线图(μ_T-t曲线图)。

图2为主蒸汽流量曲线图(D-t曲线图)。

图3为汽包压力曲线图(P_b-t曲线图)。

具体实施方式

按照上述发明内容部分中的所述技术方案具体操作即可。

Claims (1)

1、火电机组汽包锅炉蓄热能力测试方法，其特征在于其具体方法步骤如下：

(1)维持机组稳定在一定负荷，保持锅炉燃烧率不变；

(2)将机组保护系统正常投入，将协调控制系统及给水控制系统切入手动，同时将DEH系统切入手动方式；

(3)在操作员站上做出测量参数曲线图画，所述测量参数曲线图包括主蒸汽流量D和汽包压力p_b曲线；打开控制系统历史采集功能；

(4)通过DEH系统手动将汽机调节门开度阶跃减小或开大10％；

(5)记录主蒸汽流量D和汽包压力p_b在2分钟内的数据；

(6)打印或根据步骤(3)中记录的数据手动绘制流量-时间(D-t)曲线和压力-时间(p_b-t)曲线；

(7)从所述D-t曲线图上求取面积A， $A=\underset{0}{\overset{t_1}{\∫}}\mathrm{\ΔDdt},$ 其中t₁＝1(min)；

式中：

为0时刻到t₁时刻蒸汽流量变化的累计量，单位Kg；

(8)从所述p_b-t曲线图上求取Δp_b，Δp_b＝p_b(t₀)-p_b(t₁)，其中t₁＝1(min)；

式中：p_b(t₀)-p_b(t₁)为0时刻到t₁时刻汽包压力p_b的变化，单位Mpa；

(9)根据下述公式(1)计算锅炉汽包蓄热系数C_b：

$C_b=\frac{A}{\mathrm{\Δ}{p}_b}---\left(1\right)$

式中：C_b为汽包蓄热系数，单位kg/MPa；

将步骤(7)、(8)中述出的A、Δp_b代入公式(1)即可；

(10)根据下述公式(2)计算锅炉蓄热系数C_k：

$C_k=\frac{C_b}{0.9}---\left(2\right)$

式中：C_k为锅炉蓄热系数，单位kg/MPa。

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