CN105865586B - 一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法，对汽轮机进行供热工况下试验，将该试验工况命名为试验GR，测量试验GR的高、中压汽缸闭式系统模块相关参数；停止供热工况下试验，对汽轮机做纯凝试验，将该试验工况命名为试验CN，测量试验CN的低压汽缸闭式系统模块相关参数，所述试验CN与试验GR的汽轮机发电负荷相同；纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同；对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压系统模块出力，由热力平衡公式计算获得中压缸蒸汽流量，进而实现中排供热蒸汽流量在线标定。本发明方法即简单，又能够保证精度，同时能够免去电厂拆卸流量测量装置送往计量机构标定带来的麻烦。

Description

一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法

技术领域

本发明涉及一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法。

背景技术

火力发电厂汽轮机供热蒸汽管道大部分采用节流件进行流量测量，在运行一段时间后，节流件均需开展流量标定工作，否则计量精度不能得到保证。

目前的标定是电厂需要将节流件整体运往法定标定机构进行流量标定，运输以及费用等问题给电厂生产带来困难。

发明内容

本发明的目的在于提出一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法，该方法提供一种新的，不需要将供热流量测量装置拆卸送往计量机构标定，通过试验和理论计算即可标定汽轮机中排供热蒸汽流量，该方法即简单，又能够保证精度，同时能够免去电厂拆卸流量测量装置送往计量机构标定带来的麻烦。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法，是对中压缸蒸汽流量的在线标定，所述汽轮机通过热蒸汽在机组的高、中、低压汽缸做功实现发电机功率输出；将高、中压汽缸及其回热系统划归为高、中压汽缸闭式系统模块，将低压汽缸及其回热系统划归为低压汽缸闭式系统模块；其方法是：对汽轮机进行供热工况下试验，将该试验工况命名为试验GR，测量试验GR的高、中压汽缸闭式系统模块相关参数；停止供热工况下试验，对汽轮机做纯凝试验，将该试验工况命名为试验CN，测量试验CN的低压汽缸闭式系统模块相关参数，所述试验CN与试验GR的汽轮机发电负荷相同；纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同；对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压系统模块出力，由热力平衡公式计算获得中压缸蒸汽流量，进而实现中排供热蒸汽流量在线标定。

方案进一步是：所述高、中压汽缸闭式系统模块相关参数包括：汽轮机组锅炉吸热量、输出的低压系统模块吸热量、输出的低压缸进汽压力、输出的小汽轮机排汽热量；

所述低压汽缸闭式系统模块相关参数包括：输出的低压加热器至除氧器的进水热量、低压汽缸闭式系统模块出力、低压汽缸闭式系统模块进汽压力、低压汽缸闭式系统模块排汽压力；

所述热力平衡公式是：

W_G＝W_G1+W_G2 公式1；

其中：

W_G1＝Q_G-Q_GD-w_GGh_GG-Q_GBP+Q_G5N 公式2；

W_G2＝W_CN2/K₁/K₂ 公式3；

其中：

W_G为：汽轮机组发电机功率，kW，根据试验电功率表测试得出；

W_G1为：高、中压系统模块出力，kW；

W_G2为：修正的供热工况下低压模块系统模块出力，kW；

Q_G为：汽轮机组锅炉吸热量，kJ/s，测量获取；

Q_GD为：低压系统模块吸热量，kJ/s，测量获取；

w_GG为：中压缸蒸汽流量(中排供热蒸汽流量)，kg/s，计算获取；

h_GG为：中排供热蒸汽焓，kJ/kg，

Q_GBP为：小汽轮机排汽热量，kJ/s，测量获取；

Q_G5N为：低压加热器至除氧器的进水热量，kJ/s，测量获取；

W_CN2为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块出力，测量获取；

P_CN2为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块进汽压力，测量获取；

P_CNP为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块排汽压力，测量获取；

M_GR和M_CN为汽轮机低压缸排汽压力修正曲线中试验GR和试验CN的排汽压力修正值，由背压和功率变化曲线获取；

其中，公式3是所述对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压模块出力的修正公式。

方案进一步是：所述试验GR是在稳定汽轮机运行参数和对外供热参数的条件下进行的实验。

方案进一步是：所述纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同是通过调整中压缸进汽参数实现。

方案进一步是：所述实现中排供热蒸汽流量在线标定是：根据所述公式1-5计算出中压缸蒸汽流量w_GG提供标定系数K_GR，

利用所述标定系数K_GR，计算机组中排供热蒸汽流量准确数值；

其中：w_GGT为中压缸蒸汽流量测量值。

本发明的有益效果：

(1)免除拆卸供热蒸汽测量装置并送往标定机构的步骤，直接通过性能试验确定标定系数，过程方便，且省去检修和送往标定机构进行标定的费用。

(2)在汽轮机热力计算中，首次采用将汽轮机分成高、中压缸闭式系统模块和低压缸闭式系统模块，免去各级回热系统的繁琐热力计算。

本发明方法即简单，又能够保证精度，同时能够免去电厂拆卸流量测量装置送往计量机构标定带来的麻烦。

下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。

附图说明

图1为本发明实施流程图；

图2为高、中压汽缸闭式系统模块能量平衡示意图；

图3为低压汽缸闭式系统模块能量平衡示意图；

图4为背压和功率变化曲线。

具体实施方式

一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法，是对中压缸蒸汽流量的在线标定，所述汽轮机通过热蒸汽在机组的高、中、低压汽缸做功实现发电机功率输出；将高、中压汽缸及其回热系统划归为高、中压汽缸闭式系统模块，将低压汽缸及其回热系统划归为低压汽缸闭式系统模块；其方法是：对汽轮机进行供热工况下试验，将该试验工况命名为试验GR，测量试验GR的高、中压汽缸闭式系统模块相关参数；停止供热工况下试验，对汽轮机做纯凝试验，将该试验工况命名为试验CN，测量试验CN的低压汽缸闭式系统模块相关参数，所述试验CN与试验GR的汽轮机发电负荷相同；纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同；对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压系统模块出力，由热力平衡公式计算获得中压缸蒸汽流量，进而实现中排供热蒸汽流量在线标定。

实施例中：所述高、中压汽缸闭式系统模块相关参数包括：汽轮机组锅炉吸热量、输出的低压系统模块吸热量、输出的低压缸进汽压力、输出的小汽轮机排汽热量；

所述低压汽缸闭式系统模块相关参数包括：输出的低压加热器至除氧器的进水热量、低压汽缸闭式系统模块出力、低压汽缸闭式系统模块进汽压力、低压汽缸闭式系统模块排汽压力；

所述热力平衡公式是：

W_G＝W_G1+W_G2 公式1；

其中：

W_G1＝Q_G-Q_GD-w_GGh_GG-Q_GBP+Q_G5N 公式2；

W_G2＝W_CN2/K₁/K₂ 公式3；

其中：

W_G为：汽轮机组发电机功率，kW，根据试验由电功率表测试得出；

W_G1为：高、中压系统模块出力，kW；

W_G2为：修正的供热工况下低压模块系统模块出力，kW；

Q_G为：汽轮机组锅炉吸热量，kJ/s，测量获取；

Q_GD为：低压系统模块吸热量，kJ/s，测量获取；

w_GG为：中压缸蒸汽流量(中排供热蒸汽流量)，kg/s，计算获取；

h_GG为：中排供热蒸汽焓，kJ/kg，

Q_GBP为：小汽轮机排汽热量，kJ/s，测量获取；

Q_G5N为：低压加热器至除氧器的进水热量，kJ/s，测量获取；

W_CN2为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块出力，测量获取；

P_GR2为：供热工况下低压缸进汽压力，测量获取；

P_CNP为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块排汽压力，测量获取；

M_GR和M_CN为汽轮机低压缸排汽压力修正曲线中，试验GR和试验CN的排汽压力修正值，由背压和功率变化曲线获取；

其中，公式3是所述对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压模块出力的修正公式。

实施例中：所述试验GR是在稳定汽轮机运行参数和对外供热参数的条件下进行的实验。

实施例中：所述纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同是通过调整中压缸进汽参数实现。

实施例中：所述实现中排供热蒸汽流量在线标定是：根据所述公式1-5计算出中压缸蒸汽流量w_GG提供标定系数K_GR，

利用所述标定系数K_GR，计算机组中排供热蒸汽流量准确数值；

其中：w_GGT为中压缸蒸汽流量测量值。

下面通过示图对上述方法做进一步的说明。

如图1所示。其步骤包括：

(1)稳定汽轮机运行参数和对外供热参数，对汽轮机进行供热工况下试验，将该试验工况命名为试验GR；

(2)根据试验结果，可以确定除供热蒸汽流量外其余压力、温度和流量参数，得出供热工况下低压缸进汽压力P_GR2、供热工况下低压缸排汽压力P_GRP，供热流量测量装置测得流量w_GGT以及其余主要参数。

(3)联合式(1)～式(2)

W_G＝W_G1+W_G2 式(1)

W_G1＝Q_G-Q_GD-w_GGh_GG-Q_GBP+Q_G5N 式(2)

(4)关闭汽轮机对外供热蒸汽，对汽轮机做纯凝试验，将该试验工况命名为试验CN。要求试验CN与试验GR负荷相同，同时要调整再热蒸汽参数，保证纯凝工况下低压缸进汽温度T_{d_CN}与供热工况下低压缸进汽温度T_{d_GR}相同。

(5)根据汽轮机纯凝工况试验，得出纯凝工况下低压缸模块出力W_CN2、纯凝工况下低压缸进汽压力P_CN2以及纯凝工况下低压缸排汽压力P_CNP。

(6)将纯凝工况低压模块出力W_CN2进行功率修正，将纯凝低压缸进汽压力P_CN2和低压缸排汽压力P_CNP修正至供热工况低压缸进汽压力P_GR2和低压缸排汽压力P_GRP，得出供热工况下低压模块出力W_G2。

(7)低压缸进汽压力修正系数K₁计算依据式(4)：

(8)低压缸排汽压力修正系数K₂计算依据式(5)：

(9)最终，供热工况下低压缸模块出力

W_G2＝W_CN2/K₁/K₂ 式(3)

(10)联合式(1)～式(5)，分析得出，只有一个未知数w_GG，可以求出w_GG，对供热流量测量装置测量值w_GGT进行标定，并提供标定系数K_GR，计算入式(6)。

(12)利用上述结果提供的标定系数K_GR，计算出机组日常供热蒸汽流量准确数值。

图2和图3示意了两种模块的能量平衡，图3中的5号低加出水热量是低压加热器至除氧器的进水热量。M_GR和M_CN是将纯凝工况低压模块出力W_CN2进行功率修正，将纯凝工况低压缸进汽压力P_CN2和低压缸排汽压力P_CNP修正至供热工况低压缸进汽压力P_GR2和低压缸排汽压力P_GRP的修正值，通过获取的供热工况低压缸排汽压力P_GRP和纯凝低压缸排汽压力P_CNP，由图4所示的背压和功率变化曲线获取，供热工况低压缸排汽压力P_GRP和纯凝低压缸排汽压力P_CNP分别对应图4中的横坐标背压值。

Claims (5)

1.一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法，是对中压缸蒸汽流量的在线标定，所述汽轮机通过热蒸汽在机组的高、中、低压汽缸做功实现发电机功率输出；将高、中压汽缸及其回热系统划归为高、中压汽缸闭式系统模块，将低压汽缸及其回热系统划归为低压汽缸闭式系统模块；其特征在于，对汽轮机进行供热工况下试验，将该试验工况命名为试验GR，测量试验GR的高、中压汽缸闭式系统模块相关参数；停止供热工况下试验，对汽轮机做纯凝试验，将该试验工况命名为试验CN，测量试验CN的低压汽缸闭式系统模块相关参数，所述试验CN与试验GR的汽轮机发电负荷相同；纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同；对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压系统模块出力，由热力平衡公式计算获得中压缸蒸汽流量，进而实现中排供热蒸汽流量在线标定。

2.根据权利要求1所述的根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述高、中压汽缸闭式系统模块相关参数包括：汽轮机组锅炉吸热量、输出的低压系统模块吸热量、输出的低压缸进汽压力、输出的小汽轮机排汽热量；

所述低压汽缸闭式系统模块相关参数包括：输出的低压加热器至除氧器的进水热量、低压汽缸闭式系统模块出力、低压汽缸闭式系统模块进汽压力、低压汽缸闭式系统模块排汽压力；

所述热力平衡公式是：

W_G＝W_G1+W_G2 公式1；

其中：

W_G1＝Q_G-Q_GD-w_GGh_GG-Q_GBP+Q_G5N 公式2；

W_G2＝W_CN2/K₁/K₂ 公式3；

其中：

W_G为：汽轮机组发电机功率，kW，根据试验电功率表测试得出；

W_G1为：高、中压系统模块出力，kW；

W_G2为：修正的供热工况下低压模块系统模块出力，kW；

Q_G为：汽轮机组锅炉吸热量，kJ/s，测量获取；

Q_GD为：低压系统模块吸热量，kJ/s，测量获取；

w_GG为：中压缸蒸汽流量(中排供热蒸汽流量)，kg/s，计算获取；

h_GG为：中排供热蒸汽焓，kJ/kg，

Q_GBP为：小汽轮机排汽热量，kJ/s，测量获取；

Q_G5N为：低压加热器至除氧器的进水热量，kJ/s，测量获取；

W_CN2为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块出力，测量获取；

P_GR2为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块进汽压力，测量获取；

P_CNP为：纯凝工况下低压汽缸闭式系统模块排汽压力，测量获取；

M_GR和M_CN为汽轮机低压缸排汽压力修正曲线中试验GR和试验CN的排汽压力修正值，由背压和功率变化曲线获取；

其中，公式3是所述对纯凝工况低压汽缸闭式系统模块出力进行功率修正获得出供热工况下低压模块出力的修正公式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验GR是在稳定汽轮机运行参数和对外供热参数的条件下进行的实验。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯凝工况下低压缸进汽温度与供热工况下低压缸进汽温度相同是通过调整中压缸进汽参数实现。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实现中排供热蒸汽流量在线标定是：根据所述公式1-5计算出中压缸蒸汽流量w_GG提供标定系数K_GR，

利用所述标定系数K_GR，计算机组中排供热蒸汽流量准确数值；

其中：w_GGT为中压缸蒸汽流量测量值。