CN104101507A - 一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置及方法，涉及热力性能领域。本发明是为了解决现有的常规试验方法存在数据采集精度低、工作效率低及输出结果准确度低的问题。它包括用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集模块；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理模块；用于输出处理后数据的数据输出模块；数据处理模块包括：平均值计算模块、仪表修正模块、压力预处理模块、热力性能指标计算模块和系统修正模块。数据采集模块采集汽轮机的压力及温度值，经过数据处理模块处理后得到所需的压力及温度值，并经数据输出模块将该数据保存并输出，用于后续处理。本发明适用于火电厂、核电厂汽轮机组的常规性能试验。

Description

一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置及方法

技术领域

本发明涉及热力性能领域。

背景技术

为监视电厂汽轮机的运行状态，或者评价汽轮机检修前后的汽轮机的性能，经常要进行汽轮机机组的热力性能试验。目前通常采用简化的常规试验方法来观测及分析热力性能。这种常规试验方法存在数据采集精度低、工作效率低及输出结果准确度低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的常规试验方法存在数据采集精度低、工作效率低及输出结果准确度低的问题，提出了一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置及方法。

一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置，它包括：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集模块；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理模块；用于输出处理后数据的数据输出模块；

数据处理模块包括：平均值计算模块、仪表修正模块、压力预处理模块、热力性能指标计算模块和系统修正模块；

平均值计算模块用于接收汽轮机参数的数据采集模块多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值；

仪表修正模块用于修正压力平均值及温度平均值；

压力预处理模块用于预处理修正压力值；

热力性能指标计算模块用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标；

系统修正模块用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出模块。

数据采集模块为压力变送器和热电偶。

一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，该方法包括以下步骤：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集步骤；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理步骤；用于输出处理后数据的数据输出步骤；

所述数据处理步骤包括：

用于接收汽轮机参数的数据采集模块多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值的步骤；

用于修正压力平均值及温度平均值的步骤；

用于预处理修正压力值的步骤；

用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标的步骤；

用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出步骤的步骤。

本发明适用于火电厂、核电厂汽轮机组的常规性能试验。

本发明通过数据采集模块采集汽轮机参数，数据采集模块采用变送器和热电偶来实现，数据采集精度高；所述汽轮机参数经过数据处理模块处理后得到热力性能指标，从而为后续的工作提供了数据支持，经过修正后的热力性能指标采用数据输出模块输出，整个数据采集、数据处理过程的数据准确率比较高，相比现有的汽轮机常规性能参数的处理方法，本发明的数据结果准确率高30％以上。

本发明所述的数据处理方法简单，经过数据处理的汽轮机热力性能更加精确。

附图说明

图1为本发明所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置的结构框图。

具体实施方式

具体实施方式一、参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置，它包括：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集模块1；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理模块2；用于输出处理后数据的数据输出模块3；

数据处理模块包括：平均值计算模块2-1、仪表修正模块2-2、压力预处理模块2-3、热力性能指标计算模块2-4和系统修正模块2-5；

平均值计算模块2-1用于接收汽轮机参数的数据采集模块1多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值；

仪表修正模块2-2用于修正压力平均值及温度平均值；

压力预处理模块2-3用于预处理修正压力值；

热力性能指标计算模块2-4用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标；

系统修正模块2-5用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出模块3。

具体实施方式二、本具体实施方式是对具体实施方式一所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置的进一步说明，本实施方式中，数据采集模块1为压力变送器或热电偶。

本实施方式中，压力变送器用于采集汽轮机中热力系统中水和蒸汽的压力值；热电偶用于采集汽轮机热力系统中水和蒸汽的温度值。

具体实施方式三、根据具体实施方式一或二所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置的数据处理方法，该方法包括以下步骤：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集步骤；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理步骤；用于输出处理后数据的数据输出步骤；

所述数据处理步骤包括：

用于接收汽轮机参数的数据采集模块1多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值的步骤；

用于修正压力平均值及温度平均值的步骤；

用于预处理修正压力值的步骤；

用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标的步骤；

用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出步骤的步骤。

本实施方式所述的汽轮机的性能参数包括压力和温度。

具体实施方式四、本具体实施方式是对具体实施方式三所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法的进一步说明，本实施方式中所述用于计算及分析汽轮机参数的数据处理步骤的处理过程为：

步骤二一、数据处理模块中的平均值计算模块2-1对采集的数据计算平均值；

其计算公式为：X表示压力、温度，n为采集次数；

步骤二二、通过仪表修正模块2-2对所述压力平均值及温度平均值分别进行仪表检定修正并得到修正压力值及修正温度值；

步骤二三、通过压力预处理模块2-3对所述修正压力值进行预处理并得到预处理修正压力值；

步骤二四、将预处理修正压力值及修正温度值经过热力性能指标计算模块2-4计算后得到热力性能指标；

步骤二五、系统修正模块2-5对所述热力性能指标进行修正。

本实施方式中，通过压力变送器采集n次汽轮机中热力系统中水和蒸汽的压力值，并根据平均值计算公式得到压力平均值；同理能够获得温度平均值。

具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式四所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法的进一步说明，本实施方式中，步骤二二中所述的修正压力值及修正温度值的获取方法如下：

通过加法器使压力平均值与压力变换器误差值相加，从而得到修正压力值；

通过加法器使温度平均值与热电偶误差值相加，从而得到修正温度值。

本实施方式中，热电偶误差值指的是热电偶经检定后得到的误差值；压力变换器误差值指的是压力变换器经检定后得到的误差值。

具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式五所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法的进一步说明，本实施方式中，步骤二三中所述的预处理修正压力值的获取方法如下：

预处理修正压力值的获取方法为：

步骤A、通过加法器使修正压力值与标准大气压力值相加，从而得到绝对压力值；

步骤B、若压力变送器的安装位置高于压力取样点，则通过加法器使绝对压力值与高差压力值相加，从而得到预处理修正压力值；若压力变送器的安装位置低于压力取样点，则通过减法器使绝对压力值与高差压力值相减，从而得到预处理修正压力值；

其中，高差压力值为压力变送器与压力取样点位置之间的高度换算出的压力值，高差压力值用P表示，且P＝ρgh，其中，ρ为水密度，g为重力加速度，h为压力变送器与压力取样点位置之间的高度。

具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式四所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法的进一步说明，本实施方式中，步骤二五中所述的系统修正模块2-5对步骤二四中的热力性能指标进行修正的修正方法如下：

通过公式 ${\mathrm{HR}}_{\mathrm{corrected}}=\frac{{\mathrm{HR}}_{\mathrm{test}}}{1+\left(\frac{C1+C2+C3+......+\mathrm{Cn}}{100}\right)}$ 对热力性能指标进行修正；

其中，HR_corrected表示修正后的热耗率；HR_test表示试验热耗率；C1表示修正系数1；C2表示修正系数2；Cn表示修正系数n。

具体实施方式八、本实施方式是对具体实施方式七所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法的进一步说明，本实施方式中，所述试验热耗率HR_test的获取方法如下：根据如下公式获得：

HR_test＝(Gms*Ims+Ghrh*Ihrh-Gfw*Ifw-Gcrh*Icrh-Gshs*Ishs-Grhs*Irhs)/P；

其中，G表示流量；I表示焓，P表示汽轮机的发电机的电功率；

Gms表示主蒸汽流量；Ims表示主蒸汽的焓；Ghrh表示热再热蒸汽流量，Ihrh表示热再热蒸汽的焓，Gfw表示给水流量，Ifw表示给水的焓，Gcrh表示冷再热蒸汽流量，Icrh冷再热蒸汽的焓，Gshs表示过热减温水流量，Ishs表示过热减温水的焓，Grhs表示再热减温水流量，Irhs再热减温水的焓。

本实施方式中，焓的计算，是根据IFC国际公式化委员会“水和蒸汽性质计算公式”得到的，是现有技术。主蒸汽、热再热蒸汽、给水、冷再热蒸汽、过热减温水、再热减温水均为本领域的专业术语。

Claims (8)

1.一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置，其特征在于，它包括：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集模块(1)；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理模块(2)；用于输出处理后数据的数据输出模块(3)；

数据处理模块包括：平均值计算模块(2-1)、仪表修正模块(2-2)、压力预处理模块(2-3)、热力性能指标计算模块(2-4)和系统修正模块(2-5)；

平均值计算模块(2-1)用于接收汽轮机参数的数据采集模块(1)多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值；

仪表修正模块(2-2)用于修正压力平均值及温度平均值；

压力预处理模块(2-3)用于预处理修正压力值；

热力性能指标计算模块(2-4)用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标；

系统修正模块(2-5)用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出模块(3)。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置，其特征在于，数据采集模块(1)为压力变送器和热电偶。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理装置的数据处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：用于采集汽轮机压力信号和温度信号的数据采集步骤；用于计算及分析汽轮机参数的数据处理步骤；用于输出处理后数据的数据输出步骤；

所述数据处理步骤包括：

用于接收汽轮机参数的数据采集模块(1)多次采集的汽轮机的压力或温度数据，并计算压力平均值及温度平均值的步骤；

用于修正压力平均值及温度平均值的步骤；

用于预处理修正压力值的步骤；

用于根据预处理修正压力值及修正温度值计算汽轮机的热力性能指标的步骤；

用于修正汽轮机的热力性能指标，并将修正的汽轮机的热力性能指标发送给数据输出步骤的步骤。

4.根据权利要求3所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，其特征在于，所述用于计算及分析汽轮机参数的数据处理步骤的处理过程为：

步骤二一、数据处理模块中的平均值计算模块(2-1)对采集的数据计算平均值；

其计算公式为：X表示压力、温度，n为采集次数；

步骤二二、通过仪表修正模块(2-2)对所述压力平均值及温度平均值分别进行仪表检定修正并得到修正压力值及修正温度值；

步骤二三、通过压力预处理模块(2-3)对所述修正压力值进行预处理并得到预处理修正压力值；

步骤二四、将预处理修正压力值及修正温度值经过热力性能指标计算模块(2-4)计算后得到热力性能指标；

步骤二五、系统修正模块(2-5)对所述热力性能指标进行修正。

5.根据权利要求4所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，其特征在于，步骤二二中所述的修正压力值及修正温度值的获取方法如下：

通过加法器使压力平均值与压力变换器误差值相加，从而得到修正压力值；

通过加法器使温度平均值与热电偶误差值相加，从而得到修正温度值。

6.根据权利要求5所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，其特征在于，步骤二三中所述的预处理修正压力值的获取方法如下：

预处理修正压力值的获取方法为：

步骤A、通过加法器使修正压力值与标准大气压力值相加，从而得到绝对压力值；

步骤B、若压力变送器的安装位置高于压力取样点，则通过加法器使绝对压力值与高差压力值相加，从而得到预处理修正压力值；

若压力变送器的安装位置低于压力取样点，则通过减法器使绝对压力值与高差压力值相减，从而得到预处理修正压力值；

其中，高差压力值为压力变送器与压力取样点位置之间的高度换算出的压力值，高差压力值用P表示，且P＝ρgh，其中，ρ为水密度，g为重力加速度，h为压力变送器与压力取样点位置之间的高度。

7.根据权利要求4所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，其特征在于，步骤二五中所述的系统修正模块(2-5)对步骤二四中的热力性能指标进行修正的修正方法如下：

通过公式 ${\mathrm{HR}}_{\mathrm{corrected}}=\frac{{\mathrm{HR}}_{\mathrm{test}}}{1+\left(\frac{C1+C2+C3+......+\mathrm{Cn}}{100}\right)}$ 对热力性能指标进行修正；

其中，HR_corrected表示修正后的热耗率；HR_test表示试验热耗率；C1表示修正系数1；C2表示修正系数2；Cn表示修正系数n。

8.根据权利要求7所述的一种汽轮机常规性能参数的数据处理方法，其特征在于，所述试验热耗率HR_test的获取方法如下：根据如下公式获得：

HR_test＝(Gms*Ims+Ghrh*Ihrh-Gfw*Ifw-Gcrh*Icrh-Gshs*Ishs-Grhs*Irhs)/P；

其中，G表示流量；I表示焓，P表示汽轮机的发电机的电功率；

Gms表示主蒸汽流量；Ims表示主蒸汽的焓；Ghrh表示热再热蒸汽流量，Ihrh表示热再热蒸汽的焓，Gfw表示给水流量，Ifw表示给水的焓，Gcrh表示冷再热蒸汽流量，Icrh冷再热蒸汽的焓，Gshs表示过热减温水流量，Ishs表示过热减温水的焓，Grhs表示再热减温水流量，Irhs再热减温水的焓。