CN106325077A - 一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法，该方法包括：获取汽轮机热力特性曲线；实时在线获取机组重要运行参数；计算当前工况下实际蒸汽流量；计算当前工况下调节级压力对应的设计蒸汽流量；计算实际蒸汽流量与设计值的偏差百分量；利用蒸汽流量偏差量对汽轮机负荷波动进行预判是否预警。本发明解决了火电机组功率波动未能及时发现，导致机组异常停机或引发电网低频振荡事故的问题，同时，实时监测汽轮机实际阀门流量特性与设计值的偏离程度，可为汽轮机流量优化试验提供参考。

Description

一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种基于蒸汽流量判断汽轮机负荷波动的在线监测方法。

背景技术

随着电力系统的快速发展，对电网的安全稳定运行要求也越来越高。低频振荡是电力系统面临的首要稳定性问题。低频振荡现象常出现在长距离、重负荷输电线路上，低频振荡一旦发生，将严重威胁电网的安全稳定运行，很有可能诱发连锁反应事故，造成系统稳定破坏，使大面积用户停电。

近年来，低频振荡事件时有发生，究其原因，其中电源侧火电机组功率振荡是诱发低频振荡的主要因素之一，因此研究电源侧火电机组功率振荡的诱因和防治措施有重要意义。

研究表明，汽轮机阀门实际流量特性与设计不一致会引起功率周期性波动，然而由于缺乏一种及时、可靠的功率波动在线监控手段，发生波动时运行人员不能及时发现并采取相应的抑制措施(例如及时自动地切除机组的有功功率闭环控制回路、将DEH切为本地“阀位控制”方式运行等)，造成机组异常停机，或当功率波动频率接近电力系统自然振荡频率时，造成事故进一步扩大，诱发电网低频振荡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法，以解决火电机组功率波动缺乏及时、可靠的监控手段，发生功率波动时运行人员未能及时发现并采取相应的抑制措施，导致机组异常停机或引发电网低频振荡的问题；同时，实时监测汽轮机实际阀门流量特性与设计值的偏离程度，为机组是否需要进行汽轮机阀门流量特性测试与优化试验提供参考。

本发明采取的技术方案为：一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、获取汽轮机热力特性曲线，热力特性曲线包括流量功率曲线N＝f(Q)和功率与调节级级后压力曲线N＝f(P)；

步骤2、实时在线获取机组运行参数，运行参数包括汽轮机调节汽门指令和实际开度以及调节级压力、温度，发电功率；

步骤3、利用步骤2中的实时在线参数，根据弗留格尔公式，计算当前工况下实际蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁ ^*、T₁ ^*、G₀ ^*为额定工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁为运行工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量。

步骤4、通过特性曲线N＝f(Q)和N＝f(P)，计算当前工况下调节级压力P₁对应的设计蒸汽流量G₁ ^*；

步骤5、计算当前工况下实际蒸汽流量与设计值的偏差占设计蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步骤6、利用蒸汽流量偏差量对汽轮机负荷波动进行预判：若Δ≥α(式中α为经验值)，则判断发生故障，发出报警信号，以通知运行人员及时采取抑制措施，防止机组发生功率振荡造成机组异常停机或引起电网低频振荡，反之，则汽轮机运行正常。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

本发明采用通过获取实时获取汽轮机调节汽门指令和实际开度以及调节级压力、温度，根据弗留格尔公式计算实际蒸汽流量和设计蒸汽流量的差值进行判断是否发出报警信息，可实时在线监测主蒸汽流量偏差，对汽轮机负荷波动进行预判，防止因机组功率波动造成机组异常停机或引发电网低频振荡，促进电网安全稳定运行；同时，该方法对汽轮机组是否需要进行汽轮机阀门流量特性测试与优化试验提供参考，改变传统机组功率振荡事故后试验的被动性，从而进一步减少功率振荡事件的发生。

附图说明

图1是本发明的监测流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例：一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、获取汽轮机热力特性曲线，热力特性曲线包括流量功率曲线N＝f(Q)和功率与调节级级后压力曲线N＝f(P)；

步骤2、实时在线获取机组重要运行参数，运行参数包括汽轮机调节汽门指令和实际开度以及调节级压力、温度，发电功率；

步骤3、利用步骤2中的实时在线参数，根据弗留格尔公式，计算当前工况下实际蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁ ^*、T₁ ^*、G₀ ^*为额定工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁为运行工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量。

步骤4、通过特性曲线N＝f(Q)和N＝f(P)，计算当前工况下调节级压力P₁对应的设计蒸汽流量G₁ ^*；

步骤5、计算当前工况下实际蒸汽流量与设计值的偏差占设计蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步骤6、利用蒸汽流量偏差量对汽轮机负荷波动进行预判：若Δ≥α(式中α为经验值)，则判断发生故障，发出报警信号，以通知运行人员及时采取抑制措施，防止机组发生功率振荡造成机组异常停机或引起电网低频振荡，反之，则汽轮机运行正常。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种基于蒸汽流量判断的汽轮机负荷波动在线监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、获取汽轮机热力特性曲线，热力特性曲线包括流量功率曲线N＝f(Q)和功率与调节级级后压力曲线N＝f(P)；

步骤2、实时在线获取机组运行参数，运行参数包括汽轮机调节汽门指令和实际开度以及调节级压力、温度，发电功率；

步骤3、利用步骤2中的实时在线参数，根据弗留格尔公式，计算当前工况下实际蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁ ^*、T₁ ^*、G₀ ^*为额定工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁为运行工况下调节级压力、调节级温度和主蒸汽流量。

步骤4、通过特性曲线N＝f(Q)和N＝f(P)，计算当前工况下调节级压力P₁对应的设计蒸汽流量G₁ ^*；

步骤5、计算当前工况下实际蒸汽流量与设计值的偏差占设计蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{|G_1-G_1^{*}|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步骤6、利用蒸汽流量偏差量对汽轮机负荷波动进行预判：若Δ≥α，式中α为经验值，则判断发生故障，发出报警信号，以通知运行人员及时采取抑制措施，反之，则汽轮机运行正常。