CN109408978A - 一种循环水流量在线软测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环水流量在线软测量方法，用于测量汽轮发电机组中流经凝汽器换热管束的循环水流量，通过采集机组DCS系统的实时运行数据，然后结合热耗率曲线获取当前机组运行热耗率，再计算当前凝汽器热负荷，最后根据凝汽器热负荷计算循环水流量，实现循环水流量在线监测，为汽轮发电机组冷端系统实时监测和诊断提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种循环水流量在线软测量方法，属于汽轮发电机组技术领域。
背景技术
汽轮发电机组的真空对机组经济性有重要影响。凝汽器设备作为保持机组真空的关键设备，其性能诊断对分析机组真空好坏和机组经济性能有重要作用。而凝汽器性能诊断中最重要的指标之一是流经凝汽器换热管束的循环水的流量，但是在实际生产中，循环水流量难以通过测量仪器准确测量。主要原因在于：
1、机组循环水流量受机组运行方式和设备状态影响较大，比如一台循环水泵运行与两台循环水泵运行时的循环水流量不同，低速循环水泵与高速循环水泵运行时的流量不同；当凝汽器换热管束结垢、堵塞以及循环水泵效率低下时会导致循环水流量发生变化，这些影响导致实际生产需要实时监测机组循环水流量。
2、大型汽轮发电机组循环水管道尺寸大(管道直径1米以上)，循环水流量大(每小时达3万吨以上)，导致目前尚未有精密仪器能够在线实时准确测量循环水流量。
3、大多数电厂的循环水管道深埋于地下，裸露在地表的管道直管段较短，不满足一些测量仪器(如超声波测量仪)的测量要求，导致测量仪器无法便捷地进行测量。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种在线循环水流量软测量方法，根据机组实时运行数据，计算当前流经凝汽器的循环水流量，解决电厂循环水流量在线测不准、离线不好测的难题。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种循环水流量在线软测量方法，用于测量汽轮发电机组中流经凝汽器换热管束的循环水流量，包括如下步骤：
步骤一、采集机组DCS系统的实时运行数据；
步骤二、获取当前机组运行热耗率H；
步骤三、根据步骤一采集的数据和步骤二获取的热耗率计算当前凝汽器热负荷Q；
步骤四、根据步骤一采集的数据和步骤三得到的凝汽器热负荷计算循环水流量Gx。
对上述技术方案的进一步设计为：步骤1中采集的数据包括机组负荷、输出功率、主汽压力、主汽温度、再热温度、机组背压、外界向系统输入的功率、凝汽器进出口循环水温度等。
所述步骤二的具体步骤为，通过性能试验方法获取不同负荷工况的机组运行的基准热耗率，再通过主汽压力、主汽温度、再热温度、机组背压等运行数据对热耗率影响曲线计算得出当前机组运行热耗率H。
所述步骤三中当前凝汽器热负荷Q的计算方法为，
式中：Q为凝汽器热负荷，H为机组热耗率，Pe为外界向系统输入的功率，Pt为汽轮机输出功率，P0为机组负荷。
所述步骤四中循环水流量Gx的计算方法为，
式中，Gx为循环水流量，Cp为水的定压比热容，T2为凝汽器循环水出口温度，T1为凝汽器循环水进口温度。
本发明的有益效果为：
通过应用以上技术方案，本发明通过获取机组负荷、主汽压力、主汽温度、再热温度、机组背压、凝汽器进出口循环水温度等实时数据，并从机组DCS控制系统中获取机组运行信息，根据当前机组运行条件，实时计算进入凝汽器的循环水流量，实现循环水流量在线监测，为汽轮发电机组冷端系统实时监测和诊断提供依据。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明实施例的一种循环水流量在线软测量方法，包括如下步骤：
步骤1、采集汽轮发电机组DCS系统的实时运行数据，主要是采集汽轮发电机组运行边界条件参数和主要运行数据，为计算循环水流量提供所需数据。采集的机组运行数据，如表 1所示。
表1
对采集的数据进行预处理，包括坏点判断、真值甄别等，防止数据失真导致计算结果出错。
步骤2、根据获取的机组负荷、主汽压力、机组背压等数据，以及机组运行信息，根据当前机组运行条件，计算出当前机组实时热耗率。
通过汽轮机制造商提供的热耗率曲线(或性能试验方法)得出不同负荷工况下机组运行的基准热耗率，再通过主汽压力、主汽温度、再热温度、机组真空等运行数据对热耗率影响曲线(或者通过性能试验方法获取运行数据对热耗率影响)计算得出当前机组运行热耗率H。
步骤3、通过以下计算方法得出当前凝汽器热负荷Q。
式中：Q为凝汽器热负荷，单位为kW；H为机组热耗率，单位为kJ/(kW·h)；Pe为外界向系统输入的功率，单位为kW；Pt为汽轮机输出功率，单位为kW；P0为机组负荷，单位为kW。
步骤4、根据凝汽器热负荷、凝汽器进口循环水进口温度、压力，计算出循环水流量，计算公式为：
式中，Gx为循环水流量，单位为kg/s，Cp为水的定压比热容，单位为J/(kg·K)，根据凝汽器进出口平均压力和平均温度来确定；T2为凝汽器循环水出口温度，单位为℃；T1为凝汽器循环水进口温度，单位为℃。
本发明的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。
Claims (5)
1.一种循环水流量在线软测量方法，用于测量汽轮发电机组中流经凝汽器换热管束的循环水流量，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、采集机组DCS系统的实时运行数据；
步骤二、获取当前机组运行热耗率H；
步骤三、根据步骤一采集的数据和步骤二获取的热耗率计算当前凝汽器热负荷Q；
步骤四、根据步骤一采集的数据和步骤三得到的凝汽器热负荷计算循环水流量Gx。
2.根据权利要求1所述循环水流量在线软测量方法，其特征在于：
步骤1中采集的数据包括机组负荷、输出功率、主汽压力、主汽温度、再热温度、机组背压、外界向系统输入的功率、凝汽器进出口循环水温度等。
3.根据权利要求2所述循环水流量在线软测量方法，其特征在于：
所述步骤二的具体步骤为，通过性能试验方法获取不同负荷工况的机组运行的基准热耗率，再通过机组运行数据对热耗率影响曲线计算得出当前机组运行热耗率H。
4.根据权利要求3所述循环水流量在线软测量方法，其特征在于：
所述步骤三中当前凝汽器热负荷Q的计算方法为，
式中：Q为凝汽器热负荷，H为机组热耗率，Pe为外界向系统输入的功率，Pt为汽轮机输出功率，P0为机组负荷。
5.根据权利要求4所述循环水流量在线软测量方法，其特征在于：
所述步骤四中循环水流量Gx的计算方法为，
式中，Gx为循环水流量，Cp为水的定压比热容，T2为凝汽器循环水出口温度，T1为凝汽器循环水进口温度。
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