CN103487272B - 直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法，具体步骤：一：测量进除氧器的凝结水流量，高、中压缸前后轴封漏汽流量，低压缸轴封进汽流量，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量，以及进入给水泵的密封水流量；二：根据高压加热器和除氧器的能量平衡和质量平衡，计算一至四段抽汽流量、给水流量、主蒸汽流量、高压缸排汽流量和再热蒸汽流量；三：根据低压加热器的热平衡和质量平衡，计算五至七段抽汽流量，根据汽轮机的能量平衡和质量平衡，计算汽轮机低压缸排汽能量和排汽流量。四：计算低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓，作为计算空冷凝汽器热负荷的基准。测量结果更加准确。

Description

直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法

技术领域

本发明涉及直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法。

背景技术

目前，在我国“三北”地区，空冷机组发展迅速，由于早期投产的空冷机组的空冷凝汽器大多采用国外的技术和产品，国内空冷凝汽器的验收试验基本上是按照国外VGB-R131Me导则进行。国内针对空冷凝汽器的试验标准及规范，主要是行业标准DL/T552-1995《火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法》，其中包括对空冷塔、空冷凝汽器试验的具体要求。

以上两种试验标准都利用低压缸回热抽汽状态点作出蒸汽在低压缸内的膨胀过程线来确定低压缸的排汽焓，以此作为计算进入空冷凝汽器热负荷的基础。但低压缸上只有三段抽汽，前两段抽汽在过热区，通过测量的压力和温度可以确定状态点，第三段抽汽在湿蒸汽区，状态点不能直接确定，因此，基于以上方法确定的低压缸排汽焓受蒸汽在低压缸内膨胀过程线的线性关系影响。

以上两种空冷凝汽器试验标准，都以凝结水泵出口的凝水流量作为计算基准，但从几台空冷凝汽器性能试验数据来看，此位置测量出的凝结水流量不准确，从根本上影响空冷凝汽器性能试验结果的准确性。

汽轮机热力系统非常复杂，本体轴封系统部分漏汽引至高、低压抽汽管道，轴封漏汽量的大小以及引入点会影响抽汽参数的测量；汽轮机本体内部通流部分的加工偏差、安装间隙、内缸结合面漏汽等也会影响抽汽状态点的测量。以上两种因素会导致蒸汽实际膨胀过程与设计膨胀过程存在差别，从而引起低压缸内蒸汽膨胀过程线呈现非线性关系，带来所确定的低压缸排汽焓即凝汽器进汽焓存在较大偏差，最终影响到凝汽器性能计算结果的准确性。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法，本方法利用空冷汽轮机组性能试验数据，根据汽轮机的能量平衡和质量平衡，计算给出空冷凝汽器进汽焓，所计算出的结果精确。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法，包括以下步骤：

步骤一：测量进除氧器的凝结水流量，高、中压缸前后轴封漏汽流量，低压缸轴封进汽流量，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量，以及进入给水泵的密封水流量；

步骤二：根据高压加热器和除氧器的能量平衡和质量平衡，计算一至四段抽汽流量、给水流量、主蒸汽流量、高压缸排汽流量和再热蒸汽流量；

步骤三：根据低压加热器的热平衡和质量平衡，计算五至七段抽汽流量，根据汽轮机的能量平衡和质量平衡，计算汽轮机低压缸排汽能量和排汽流量。

步骤四：计算低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓，作为计算空冷凝汽器热负荷的基准。

所述步骤一的具体步骤为：

(1-1)测量进除氧器的凝结水压力p₁，高、中压缸前后轴封漏汽压力p₂，低压缸轴封进汽压力p₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽压力p₄，给水泵密封水进水压力p₅；

(1-2)测量进除氧器的凝结水密度ρ₁，高、中压缸前后轴封漏汽密度ρ₂，低压缸轴封进汽密度ρ₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽密度ρ₄，给水泵密封水进水密度ρ₅；

(1-3)由公式d_t＝d₂₀×λ_d×(t-20)计算得到测量元件在工作温度下的开孔直径，单位为mm，式中：d_t测量元件在工作温度下的开孔直径，λ_d为测量元件的线性膨胀系数，λ_d为已知，d₂₀为测量元件在设计温度20℃下的开孔直径，d₂₀为已知，t为所测量元件在工作时的温度；

其中

除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径：

d_t1＝d₂₀₁×λ_d1×(t₁-20)

d_t1除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₁除氧器凝结水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d1除氧器凝结水流量节流装置线性膨胀系数，t₁除氧器凝结水流量节流装置工作温度；

高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t2＝d₂₀₂×λ_d2×(t₂-20)

d_t2高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₂高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d2高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的线性膨胀系数，t₂高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的工作温度；

低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径：

d_t3＝d₂₀₃×λ_d3×(t₃-20)

d_t3低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₃低压缸轴封进汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d3低压缸轴封进汽流量节流装置线性膨胀系数，t₃低压缸轴封进汽流量节流装置的工作温度；

高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t4＝d₂₀₄×λ_d4×(t₄-20)

d_t4高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₄高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d4高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置线性膨胀系数，t₄高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的工作温度；

给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径：

d_t5＝d₂₀₅×λ_d5×(t₅-20)

d_t5给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₅给水泵密封水进水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d5给水泵密封水进水流量节流装置线性膨胀系数，t₅给水泵密封水进水流量节流装置的工作温度；

(1-4)利用G＝0.126446×α×d_t ²×ε×(ΔP×ρ)^1/2计算测量元件在工作时的流量，其中：G为测量元件在试验时的流量，α为测量元件的流量系数，为已知量；d_t为测量元件在工作温度下的开孔直径mm；ΔP为测量元件试验时所测量的流量差压,kPa；ε为所测量介质的膨胀系数，为已知量，ρ测量元件所对应的密度。

利用公式计算进除氧器的凝结水流量G_c：

G_c＝0.126446×α₁×d_t1 ²×ε₁×(ΔP₁×ρ₁)^1/2

利用公式计算高、中压缸前后轴封漏汽流量G_zf：

G_zf＝0.126446×α₂×d_t2 ²×ε₂×(ΔP₂×ρ₂)^1/2

利用公式计算低压缸轴封进汽流量G_dzf：

G_dzf＝0.126446×α₃×d_t3 ²×ε₃×(ΔP₃×ρ₃)^1/2

利用公式计算高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量G_mg：

G_mg＝0.126446×α₄×d_t4 ²×ε₄×(ΔP₄×ρ₄)^1/2

利用公式计算给水泵密封水进水流量G_mf1：

G_mf1＝0.126446×α₅×d_t5 ²×ε₅×(ΔP₅×ρ₅)^1/2

其中：α₁～α₅为所测流量节流装置的流量系数，为已知量；ΔP₁～ΔP₅为试验时节流装置所测量流量的差压,单位kPa；ε₁～ε₅为所测量介质的膨胀系数，为已知量，给水泵密封水回水流量G_mf2由容积法测量，即测量整个试验期间单位时间内的密封水回水的质量。

(1-5)进入给水泵的密封水量G_mf由公式G_mf＝G_mf1-G_mf2计算得到。

所述步骤二的具体方法为：

(2-1)测量主蒸汽焓i_ms、再热蒸汽焓i_rh、最终给水焓i_fw、冷再热蒸汽焓i_ch、过热器减温水焓i_ss、再热器减温水焓i_rs、#1高加进汽焓i_n1、#1高加疏水焓i_s1、#2高加进汽焓i_n2、#2高加疏水焓i_s2、#3高加进汽焓i_n3、#3高加疏水焓i_s3、除氧器进汽焓i_n4、除氧器下水焓i_xs、除氧器进口凝结水焓i_c，#1高加进水焓i₁₁、#1高加出水焓i₁₂、#2高加进水焓i₂₁、#2高加出水焓i₂₂、#3高加进水焓i₃₁、#3高加出水焓i₃₂、发电机输出功率P_e；

(2-2)测量锅炉汽包水位变化的当前流量G_bl、过热器减温水流量G_ss、再热器减温水流量G_rs；

(2-3)根据测量的凝结水流量G_c,设定给水流量G_fw＝1.2×G_c，根据高压加热器和除氧器能量平衡和质量平衡，计算出#1高加进汽流量G_e1、#2高加进汽流量G_e2、#3高加进汽流量G_e3及除氧器进汽流量G_e4，高加即高压加热器：

#1高加进汽流量由公式G_e1＝G_fw×(i₁₂-i₁₁)/(i_n1-i_s1)计算得到；

#2高加进汽流量由公式G_e2＝[G_fw×(i₂₂-i₂₁)-G_e1(i_s1-i_s2)]/(i_n2-i_s2)计算得到；

#3高加进汽流量由公式G_e3＝[G_fw×(i₃₂-i₃₁)-(G_e1+G_e2)×(i_s2-i_s3)]/(i_n3-i_s3)计算得到；

除氧器进汽量由公式G_e4＝[(G_fw+G_ss+G_rs-G_mf)×(i_xs-i_c)-(G_e1+G_e2+G_e3)×(i_s3-i_xs)]/(i_n4-i_xs)计算得到；

新的凝结水流量由公式G_c1＝G_fw+G_ss+G_rs-G_mf-G_e1-G_e2-G_e3-G_e4计算得到；

将以上计算得到的G_c1与实际测量的凝结水流量G_c进行比较，若差值大于1kg/h，假设新的给水流量G_fw1＝G_fw+(G_c1-G_c)，重复迭代以上的计算，直至G_c1与G_c差值小于1kg/h，最后迭代计算的给水流量G_fw1作为最终给水流量,并得到最终迭代计算的汽轮机一段抽汽量G_e1z、二段抽汽量G_e2z，三段抽汽量G_e3z，四段抽汽量G_e4z；

(2-4)利用公式G_ms＝G_fw+G_bl+G_ss计算主汽流量G_ms；

(2-5)根据公式G_ch＝G_ms-G_mg-G_zf-G_e1z-G_e2z计算冷再热蒸汽流量G_ch；

(2-6)根据公式G_rh＝G_ch+G_rs计算再热蒸汽流量G_rh。

所述步骤三的具体方法为：

(3-1)测量#5低加进汽焓i_n5、#5低加疏水焓i_s5、#6低加进汽焓i_n6、#6低加疏水焓i_s6、#7低加进汽焓i_n7、#7低加疏水焓i_s7、#5低加进水焓i₅₁、#5低加出水焓i₅₂、#6低加进水焓i₆₁、#6低加出水焓i₆₂、#7低加进水焓i₇₁、#7低加出水焓i₇₂；

(3-2)汽轮机#5低加进汽量G_e5、#6低加进汽量G_e6、#7低加进汽量G_e7由低压加热器热平衡计算得到；

#5低加进汽量由公式G_e5＝G_c×(i₅₂-i₅₁)/(i_n5-i_s5)；

#6低加进汽量由公式G_e6＝[G_c×(i₆₂-i₆₁)-G_e5(i_s5-i_s6)]/(i_n6-i_s6)计算得到；

#7低加进汽量由公式G_e7＝[G_c×(i₇₂-i₇₁)-(G_e5+G_e6)×(i_s6-i_s7)]/(i_n7-i_s7)计算得到；

(3-3)汽轮机低压缸排汽流量由公式G_ex＝G_rh-G_e3z-G_e4z-G_e5-G_e6-G_e7-G_dzf计算得到，低压缸排汽能量由公式Q_ex＝G_ms×i_ms+G_rh×i_rh-G_ch×i_ch-G_e1z×i_n1-G_e2z×i_n2-G_e3z×i_n3-G_e4z×i_n4-G_e5×i_n5-G_e6×i_n6-G_e7×i_n7-G_zf×i_zf-G_dzf×i_dzf-P_e×3600/0.985计算得到。

所述步骤四的具体步骤为：

(4-1)直接空冷机组低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓由公式i_ex＝Q_ex/G_ex计算得到。

本发明的有益效果：

1，对于直接空冷汽轮机组，空冷凝汽器的性能考核试验与汽轮机组性能考核试验同步进行，利用汽轮机组的能量平衡和质量平衡计算得到低压缸的排汽流量和排汽焓，作为计算空冷凝汽器热负荷的基准，克服了利用空冷汽轮机组低压缸内蒸汽膨胀过程线线性不佳导致的空冷凝汽器进汽焓不精确的缺点。

2，对于直接空冷汽轮机组空冷凝汽器的性能试验，利用低β值喉部取压长颈喷嘴测量进入除氧器的凝结水流量，流量测量更加准确，克服了利用凝泵出口凝结水流量测量不准确而导致空冷凝汽器进汽流量不准确的缺点。

附图说明

图1汽轮机组热力系统测点布置图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

图1为汽轮机组热力系统测点布置图。直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法，包括以下步骤：

步骤一：测量进除氧器的凝结水流量，高、中压缸前后轴封漏汽流量，低压缸轴封进汽流量，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量，以及进入给水泵的密封水流量；

步骤二：根据高压加热器和除氧器的能量平衡和质量平衡，计算一至四段抽汽流量、给水流量、主蒸汽流量、高压缸排汽流量和再热蒸汽流量；

步骤三：根据低压加热器的热平衡和质量平衡，计算五至七段抽汽流量，根据汽轮机的能量平衡和质量平衡，计算汽轮机低压缸排汽能量和排汽流量。

步骤四：计算低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓，作为计算空冷凝汽器热负荷的基准。

所述步骤一的具体步骤为：

(1-1)测量进除氧器的凝结水压力p₁，高、中压缸前后轴封漏汽压力p₂，低压缸轴封进汽压力p₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽压力p₄，给水泵密封水进水压力p₅；

(1-2)测量进除氧器的凝结水密度ρ₁，高、中压缸前后轴封漏汽密度ρ₂，低压缸轴封进汽密度ρ₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽密度ρ₄，给水泵密封水进水密度ρ₅；

(1-3)由公式d_t＝d₂₀×λ_d×(t-20)计算得到测量元件在工作温度下的开孔直径，单位为mm，式中：d_t测量元件在工作温度下的开孔直径，λ_d为测量元件的线性膨胀系数，λ_d为已知，d₂₀为测量元件在设计温度20℃下的开孔直径，d₂₀为已知，t为所测量元件在工作时的温度；

其中

除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径：

d_t1＝d₂₀₁×λ_d1×(t₁-20)

d_t1除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₁除氧器凝结水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d1除氧器凝结水流量节流装置线性膨胀系数，t₁除氧器凝结水流量节流装置工作温度；

高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t2＝d₂₀₂×λ_d2×(t₂-20)

d_t2高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₂高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d2高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的线性膨胀系数，t₂高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的工作温度；

低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径：

d_t3＝d₂₀₃×λ_d3×(t₃-20)

d_t3低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₃低压缸轴封进汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d3低压缸轴封进汽流量节流装置线性膨胀系数，t₃低压缸轴封进汽流量节流装置的工作温度；

高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t4＝d₂₀₄×λ_d4×(t₄-20)

d_t4高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₄高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d4高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置线性膨胀系数，t₄高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的工作温度；

给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径：

d_t5＝d₂₀₅×λ_d5×(t₅-20)

d_t5给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₅给水泵密封水进水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d5给水泵密封水进水流量节流装置线性膨胀系数，t₅给水泵密封水进水流量节流装置的工作温度；

(1-4)利用G＝0.126446×α×d_t ²×ε×(ΔP×ρ)^1/2计算测量元件在工作时的流量，其中：G为测量元件在试验时的流量，α为测量元件的流量系数，为已知量；d_t为测量元件在工作温度下的开孔直径mm；ΔP为测量元件试验时所测量的流量差压,kPa；ε为所测量介质的膨胀系数，为已知量，ρ测量元件所对应的密度。

利用公式计算进除氧器的凝结水流量G_c：

G_c＝0.126446×α₁×d_t1 ²×ε₁×(ΔP₁×ρ₁)^1/2

利用公式计算高、中压缸前后轴封漏汽流量G_zf：

G_zf＝0.126446×α₂×d_t2 ²×ε₂×(ΔP₂×ρ₂)^1/2

利用公式计算低压缸轴封进汽流量G_dzf：

G_dzf＝0.126446×α₃×d_t3 ²×ε₃×(ΔP₃×ρ₃)^1/2

利用公式计算高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量G_mg：

G_mg＝0.126446×α₄×d_t4 ²×ε₄×(ΔP₄×ρ₄)^1/2

利用公式计算给水泵密封水进水流量G_mf1：

G_mf1＝0.126446×α₅×d_t5 ²×ε₅×(ΔP₅×ρ₅)^1/2

其中：α₁～α₅为所测流量节流装置的流量系数，为已知量；ΔP₁～ΔP₅为试验时节流装置所测量流量的差压,单位kPa；ε₁～ε₅为所测量介质的膨胀系数，为已知量，给水泵密封水回水流量G_mf2由容积法测量，即测量整个试验期间单位时间内的密封水回水的质量。

(1-5)进入给水泵的密封水量G_mf由公式G_mf＝G_mf1-G_mf2计算得到。

所述步骤二的具体方法为：

(2-1)测量主蒸汽焓i_ms、再热蒸汽焓i_rh、最终给水焓i_fw、冷再热蒸汽焓i_ch、过热器减温水焓i_ss、再热器减温水焓i_rs、#1高加进汽焓i_n1、#1高加疏水焓i_s1、#2高加进汽焓i_n2、#2高加疏水焓i_s2、#3高加进汽焓i_n3、#3高加疏水焓i_s3、除氧器进汽焓i_n4、除氧器下水焓i_xs、除氧器进口凝结水焓i_c，#1高加进水焓i₁₁、#1高加出水焓i₁₂、#2高加进水焓i₂₁、#2高加出水焓i₂₂、#3高加进水焓i₃₁、#3高加出水焓i₃₂、发电机输出功率P_e；

(2-2)测量锅炉汽包水位变化的当前流量G_bl、过热器减温水流量G_ss、再热器减温水流量G_rs；

(2-3)根据测量的凝结水流量G_c,设定给水流量G_fw＝1.2×G_c，根据高压加热器和除氧器能量平衡和质量平衡，计算出#1高加进汽流量G_e1、#2高加进汽流量G_e2、#3高加进汽流量G_e3及除氧器进汽流量G_e4，高加即高压加热器：

#1高加进汽流量由公式G_e1＝G_fw×(i₁₂-i₁₁)/(i_n1-i_s1)计算得到；

#2高加进汽流量由公式G_e2＝[G_fw×(i₂₂-i₂₁)-G_e1(i_s1-i_s2)]/(i_n2-i_s2)计算得到；

#3高加进汽流量由公式G_e3＝[G_fw×(i₃₂-i₃₁)-(G_e1+G_e2)×(i_s2-i_s3)]/(i_n3-i_s3)计算得到；

除氧器进汽量由公式G_e4＝[(G_fw+G_ss+G_rs-G_mf)×(i_xs-i_c)-(G_e1+G_e2+G_e3)×(i_s3-i_xs)]/(i_n4-i_xs)计算得到；

新的凝结水流量由公式G_c1＝G_fw+G_ss+G_rs-G_mf-G_e1-G_e2-G_e3-G_e4计算得到；

将以上计算得到的G_c1与实际测量的凝结水流量G_c进行比较，若差值大于1kg/h，假设新的给水流量G_fw1＝G_fw+(G_c1-G_c)，重复迭代以上的计算，直至G_c1与G_c差值小于1kg/h，最后迭代计算的给水流量G_fw1作为最终给水流量,并得到最终迭代计算的汽轮机一段抽汽量G_e1z、二段抽汽量G_e2z，三段抽汽量G_e3z，四段抽汽量G_e4z；

(2-4)利用公式G_ms＝G_fw+G_bl+G_ss计算主汽流量G_ms；

(2-5)根据公式G_ch＝G_ms-G_mg-G_zf-G_e1z-G_e2z计算冷再热蒸汽流量G_ch；

(2-6)根据公式G_rh＝G_ch+G_rs计算再热蒸汽流量G_rh。

所述步骤三的具体方法为：

(3-1)测量#5低加进汽焓i_n5、#5低加疏水焓i_s5、#6低加进汽焓i_n6、#6低加疏水焓i_s6、#7低加进汽焓i_n7、#7低加疏水焓i_s7、#5低加进水焓i₅₁、#5低加出水焓i₅₂、#6低加进水焓i₆₁、#6低加出水焓i₆₂、#7低加进水焓i₇₁、#7低加出水焓i_72，高、中压缸前后轴封漏汽焓i_zf，低压缸轴封进汽焓i_dzf；

(3-2)汽轮机#5低加进汽量G_e5、#6低加进汽量G_e6、#7低加进汽量G_e7由低压加热器热平衡计算得到；

#5低加进汽量由公式G_e5＝G_c×(i₅₂-i₅₁)/(i_n5-i_s5)；

#6低加进汽量由公式G_e6＝[G_c×(i₆₂-i₆₁)-G_e5(i_s5-i_s6)]/(i_n6-i_s6)计算得到；

#7低加进汽量由公式G_e7＝[G_c×(i₇₂-i₇₁)-(G_e5+G_e6)×(i_s6-i_s7)]/(i_n7-i_s7)计算得到；

(3-3)汽轮机低压缸排汽流量由公式G_ex＝G_rh-G_e3z-G_e4z-G_e5-G_e6-G_e7-G_dzf计算得到，低压缸排汽能量由公式Q_ex＝G_ms×i_ms+G_rh×i_rh-G_ch×i_ch-G_e1z×i_n1-G_e2z×i_n2-G_e3z×i_n3-G_e4z×i_n4-G_e5×i_n5-G_e6×i_n6-G_e7×i_n7-G_zf×i_zf-G_dzf×i_dzf-P_e×3600/0.985计算得到。

所述步骤四的具体步骤为：

(4-1)直接空冷机组低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓由公式i_ex＝Q_ex/G_ex计算得到。

某发电公司#3机组为超超临界参数直接空冷凝汽式发电机组，汽轮机为东方汽轮机厂设计制造的1000MW超超临界、中间再热、单轴、四缸四排汽直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机排汽采用直接空气冷却技术进行冷却，直接空冷系统管束由中电科技和哈尔滨空调股份有限公司联合生产，空冷散热器管型为钢基管、铝翅片单排管散热器。

空冷平台上总共安装有80组空冷凝汽器，分为10列冷却单元垂直A列布置，每列有8组空冷凝汽器，其中6组为顺流凝汽器，2组为逆流凝汽器。

汽轮机组投产后，按照ASMEPTC6-2004《汽轮机性能试验规程》和国外VGB-R131Me导则、国内行业标准DL/T552-1995《火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法》进行汽轮机组和空冷凝汽器的性能试验，试验测点的布置按照如图1所示。

试验测点及仪表：(1)电功率测量：发电机功率在发电机的出线端接校验合格的0.02级WT3000功率变送器测量。(2)流量测量：凝结水流量采用标准的喉部取压长颈喷嘴及0.075级3051差压变送器测量，凝结水流量喷嘴装在#5低加出口和除氧器进口之间的水平管路上，且事先经过有资质的检测中心标定；过热器、再热器减温水流量用标准孔板测量；高、中压缸轴封漏汽流量利用标准孔板测量；低压缸轴封供汽流量用标准孔板测量。(3)压力测量：所有压力测点用0.1级3051压力变送器测量。(4)温度测量：所有温度测点用工业一级E分度铠装热电偶测量。(5)空冷岛测点布置：空冷岛进风温度，在每一单元的轴流机进风口，布置进气温度测点；在每一冷却单元凝水管上和总凝水管上布置空冷凝汽器下水温度测点；空冷风速和风向：风速和风向用转杯风速仪进行测量，测点布置于厂房外30米处；风机电耗：80台轴流风机电耗在400V空冷风机控制室用手持式电流、电压卡表测量，计算时扣除从控制柜至电机端的线损。

所有数据采用施伦伯杰公司生产的IMP分散式数据采集器，配用便携式电脑进行采集，采集周期为30秒。对采集得到的试验原始数据按工况相对稳定的一段连续记录时间进行算术平均值计算，压力测点进行标高和大气压力修正。试验中同一参数多重测点的测量值，取其算术平均值。

表1中列出超超临界1000MW汽轮机组空冷凝汽器性能试验原始数据，表2中列出机组三阀点工况下的试验计算结果。

表1超超临界1000MW机组空冷凝汽器试验原始数据

本试验以凝结水流量作为计算基准，根据#1、#2、#3高加和除氧器的热平衡和质量平衡计算得到一至四段抽汽流量、给水流量，然后计算得到主蒸汽流量、再热蒸汽流量、高压缸排汽流量(冷再热蒸汽流量)；根据#5、#6、#7低压加热器的热平衡计算五至七段抽汽流量；根据汽轮机的能量平衡和质量平衡计算低压缸的排汽流量和排汽焓，确定空冷凝汽器的进汽流量和进汽焓，如表2所示。

表2超超临界1000MW机组空冷凝汽器试验计算结果

通过计算机计算后，由表2试验计算结果得知，空冷汽轮机和空冷凝汽器的联合性能试验，两个三阀点工况，得到的汽轮机低压缸排汽焓为2454.9kJ/kW.h、2455.6kJ/kW.h，低压缸排汽流量为1670774.9kg/h、1674125.9kg/h，数据接近、准确，以此作为空冷凝汽器热负荷计算的基准，能够准确计算空冷凝汽器的性能指标。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.直接空冷机组空冷凝汽器进汽焓的计算方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：测量进除氧器的凝结水流量，高、中压缸前后轴封漏汽流量，低压缸轴封进汽流量，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量，以及进入给水泵的密封水流量；

步骤二：根据高压加热器和除氧器的能量平衡和质量平衡，计算一至四段抽汽流量、给水流量、主蒸汽流量、高压缸排汽流量和再热蒸汽流量；

步骤三：根据低压加热器的热平衡和质量平衡，计算五至七段抽汽流量，根据汽轮机的能量平衡和质量平衡，计算汽轮机低压缸排汽能量和排汽流量；

步骤四：计算低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓，作为计算空冷凝汽器热负荷的基准；

所述步骤一的测量包括：

(1-1)测量进除氧器的凝结水压力p₁，高、中压缸前后轴封漏汽压力p₂，低压缸轴封进汽压力p₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽压力p₄，给水泵密封水进水压力p₅；

(1-2)测量进除氧器的凝结水密度ρ₁，高、中压缸前后轴封漏汽密度ρ₂，低压缸轴封进汽密度ρ₃，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽密度ρ₄，给水泵密封水进水密度ρ₅；

所述步骤一中测量流量时还需要由公式d_t＝d₂₀×λ_d×(t-20)计算得到测量元件在工作温度下的开孔直径，单位为mm，式中：d_t测量元件在工作温度下的开孔直径，λ_d为测量元件的线性膨胀系数，λ_d为已知，d₂₀为测量元件在设计温度20℃下的开孔直径，d₂₀为已知，t为所测量元件在工作时的温度；

所述测量元件在工作温度下的开孔直径具体包括：

a，除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径：

d_t1＝d₂₀₁×λ_d1×(t₁-20)

d_t1为除氧器凝结水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₁为除氧器凝结水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d1为除氧器凝结水流量节流装置线性膨胀系数，t₁为除氧器凝结水流量节流装置工作温度；

b，高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t2＝d₂₀₂×λ_d2×(t₂-20)

d_t2为高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₂为高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d2为高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的线性膨胀系数，t₂为高、中压缸前后轴封漏汽流量节流装置的工作温度；

c，低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径：

d_t3＝d₂₀₃×λ_d3×(t₃-20)

d_t3为低压缸轴封进汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₃为低压缸轴封进汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d3为低压缸轴封进汽流量节流装置线性膨胀系数，t₃为低压缸轴封进汽流量节流装置的工作温度；

d，高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径：

d_t4＝d₂₀₄×λ_d4×(t₄-20)

d_t4为高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的开孔直径，d₂₀₄为高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d4为高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置线性膨胀系数，t₄为高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量节流装置的工作温度；

e，给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径：

d_t5＝d₂₀₅×λ_d5×(t₅-20)

d_t5为给水泵密封水进水流量节流装置的开孔直径，d₂₀₅为给水泵密封水进水流量节流装置在设计温度20℃下的开孔直径，λ_d5为给水泵密封水进水流量节流装置线性膨胀系数，t₅为给水泵密封水进水流量节流装置的工作温度；

所述步骤一中流量利用计算，其中：G为测量元件在试验时的流量，α为测量元件的流量系数，为已知量；d_t为测量元件在工作温度下的开孔直径mm；ΔP为测量元件试验时所测量的流量差压,kPa；ε为所测量介质的膨胀系数，为已知量，ρ为测量元件所对应的密度；

所述测量元件在试验时的流量具体计算包括：

利用公式计算进除氧器的凝结水流量G_c：

G_c＝0.126446×α₁×d_t1 ²×ε₁×(ΔP₁×ρ₁)^1/2

利用公式计算高、中压缸前后轴封漏汽流量G_zf：

G_zf＝0.126446×α₂×d_t2 ²×ε₂×(ΔP₂×ρ₂)^1/2

利用公式计算低压缸轴封进汽流量G_dzf：

G_dzf＝0.126446×α₃×d_t3 ²×ε₃×(ΔP₃×ρ₃)^1/2

利用公式计算高、中压缸进汽阀门门杆漏汽流量G_mg：

G_mg＝0.126446×α₄×d_t4 ²×ε₄×(ΔP₄×ρ₄)^1/2

利用公式计算给水泵密封水进水流量G_mf1：

G_mf1＝0.126446×α₅×d_t5 ²×ε₅×(ΔP₅×ρ₅)^1/2

其中：α₁～α₅为所测流量节流装置的流量系数，为已知量；ΔP₁～ΔP₅为试验时节流装置所测量流量的差压,单位kPa；ε₁～ε₅为所测量介质的膨胀系数，为已知量，给水泵密封水回水流量G_mf2由容积法测量，即测量整个试验期间单位时间内的密封水回水的质量；

进入给水泵的密封水量G_mf由公式G_mf＝G_mf1-G_mf2计算得到；

所述步骤二中需要测量的量包括：

(2-1)测量主蒸汽焓i_ms、再热蒸汽焓i_rh、最终给水焓i_fw、冷再热蒸汽焓i_ch、过热器减温水焓i_ss、再热器减温水焓i_rs、#1高加进汽焓i_n1、#1高加疏水焓i_s1、#2高加进汽焓i_n2、#2高加疏水焓i_s2、#3高加进汽焓i_n3、#3高加疏水焓i_s3、除氧器进汽焓i_n4、除氧器下水焓i_xs、除氧器进口凝结水焓i_c，#1高加进水焓i₁₁、#1高加出水焓i₁₂、#2高加进水焓i₂₁、#2高加出水焓i₂₂、#3高加进水焓i₃₁、#3高加出水焓i₃₂、发电机输出功率P_e；

(2-2)测量锅炉汽包水位变化的当前流量G_bl、过热器减温水流量G_ss、再热器减温水流量G_rs；

所述步骤二还包括：

(2-3)根据测量的凝结水流量G_c,设定给水流量G_fw＝1.2×G_c，根据高压加热器和除氧器能量平衡和质量平衡，计算出#1高加进汽流量G_e1、#2高加进汽流量G_e2、#3高加进汽流量G_e3及除氧器进汽流量G_e4，高加即高压加热器：

#1高加进汽流量由公式G_e1＝G_fw×(i₁₂-i₁₁)/(i_n1-i_s1)计算得到；

#2高加进汽流量由公式G_e2＝[G_fw×(i₂₂-i₂₁)-G_e1(i_s1-i_s2)]/(i_n2-i_s2)计算得到；

#3高加进汽流量由公式G_e3＝[G_fw×(i₃₂-i₃₁)-(G_e1+G_e2)×(i_s2-i_s3)]/(i_n3-i_s3)计算得到；

除氧器进汽量由公式

G_e4＝[(G_fw+G_ss+G_rs-G_mf)×(i_xs-i_c)-(G_e1+G_e2+G_e3)×(i_s3-i_xs)]/(i_n4-i_xs)计算得到；

新的凝结水流量由公式G_c1＝G_fw+G_ss+G_rs-G_mf-G_e1-G_e2-G_e3-G_e4计算得到；

将以上计算得到的G_c1与实际测量的凝结水流量G_c进行比较，若差值大于1kg/h，假设新的给水流量G_fw1＝G_fw+(G_c1-G_c)，重复迭代以上的计算，直至G_c1与G_c差值小于1kg/h，最后迭代计算的给水流量G_fw1作为最终给水流量,并得到最终迭代计算的汽轮机一段抽汽量G_e1z、二段抽汽量G_e2z，三段抽汽量G_e3z，四段抽汽量G_e4z；

(2-4)利用公式G_ms＝G_fw+G_bl+G_ss计算主汽流量G_ms；

(2-5)根据公式G_ch＝G_ms-G_mg-G_zf-G_e1z-G_e2z计算冷再热蒸汽流量G_ch；

(2-6)根据公式G_rh＝G_ch+G_rs计算再热蒸汽流量G_rh；

所述步骤三的具体方法为：

(3-1)测量#5低加进汽焓i_n5、#5低加疏水焓i_s5、#6低加进汽焓i_n6、#6低加疏水焓i_s6、#7低加进汽焓i_n7、#7低加疏水焓i_s7、#5低加进水焓i₅₁、#5低加出水焓i₅₂、#6低加进水焓i₆₁、#6低加出水焓i₆₂、#7低加进水焓i₇₁、#7低加出水焓i₇₂，高、中压缸前后轴封漏汽焓i_zf，低压缸轴封进汽焓i_dzf；

(3-2)汽轮机#5低加进汽量G_e5、#6低加进汽量G_e6、#7低加进汽量G_e7由低压加热器热平衡计算得到；

#5低加进汽量由公式G_e5＝G_c×(i₅₂-i₅₁)/(i_n5-i_s5)；

#6低加进汽量由公式G_e6＝[G_c×(i₆₂-i₆₁)-G_e5(i_s5-i_s6)]/(i_n6-i_s6)计算得到；

#7低加进汽量由公式G_e7＝[G_c×(i₇₂-i₇₁)-(G_e5+G_e6)×(i_s6-i_s7)]/(i_n7-i_s7)计算得到；

(3-3)汽轮机低压缸排汽流量由公式G_ex＝G_rh-G_e3z-G_e4z-G_e5-G_e6-G_e7-G_dzf计算得到，低压缸排汽能量由公式

Q_ex＝G_ms×i_ms+G_rh×i_rh-G_ch×i_ch-G_e1z×i_n1-G_e2z×i_n2-G_e3z×i_n3-G_e4z×i_n4-G_e5×i_n5-G_e6×i_n6-G_e7×i_n7-G_zf×i_zf-G_dzf×i_dzf-P_e×3600/0.985

计算得到；

所述步骤四的具体步骤为：

(4-1)直接空冷机组低压缸排汽焓即空冷凝汽器进汽焓由公式i_ex＝Q_ex/G_ex计算得到。