CN111206967A - 一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法 - Google Patents

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CN111206967A CN202010171730.3A CN202010171730A CN111206967A CN 111206967 A CN111206967 A CN 111206967A CN 202010171730 A CN202010171730 A CN 202010171730A CN 111206967 A CN111206967 A CN 111206967A
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付昶
陈会勇
孙剑锋
薛志恒
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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Thermal Power Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法，包括低压缸排汽旁路系统、三段抽汽旁路系统、混合汽体测量系统和抽真空系统。本发明通过抽真空系统把混合汽体测量系统中的空气抽除，通过低压缸排汽旁路系统向混合汽体测量系统中进行供汽，通过三段抽汽旁路系统的向混合汽体测量系统中输入三段抽汽。进一步，根据三段抽汽的温度和压力、低压缸排汽压力以及测量得到的混合汽体测量系统中汽体的温度和压力，再结合水蒸气程序即可求得低压缸排汽焓。本发明提供了一种方法简单、计算工作量小、计算速度快且精度较高的新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，同时为低压缸排汽焓的测量方法提供了新的思路。

Description

一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法
技术领域
本发明涉及一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法。
背景技术
汽轮机的相对内效率是反映汽轮机运行经济状态及通流部分运行状态的一项重要指标，在大型火电机组性能计算中，低压缸效率的计算一直是一个难点，原因是汽轮机的排汽为湿蒸汽，排汽焓不能单独由压力或者温度来确定，而测量湿蒸汽湿度目前尚有一定困难。
目前，计算汽轮机排汽焓主要是采用过程线外延假定抽汽点的能量平衡法。即根据已知的过热抽汽状态点作出做功膨胀线，然后将此线直接外推到湿蒸汽区，得出处于湿蒸汽区的各抽汽焓和排汽焓，利用热平衡方程、物质平衡方程和汽轮机的功率这三个基本方程式，计算确定汽轮机排汽焓。在该方法中，由于其湿蒸汽区的过程线是由过热过程线外推得到，而汽轮机末几级的工作状况差别很大。因此，很难正确反映低压缸的实际运行状况，影响了计算精度，尤其是当负荷变动，湿蒸汽区增大，这一问题更显突出。此外，该方法采用假设-计算-迭代的方法计算排汽焓，计算中需要对机组的回热系统进行计算，计算工作繁琐、量大，而且计算结果要受到几十个甚至上百个测量点的积累误差的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法简单、计算工作量小、计算速度快且精度较高的新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，包括低压缸排汽旁路系统、三段抽汽旁路系统、混合汽体测量系统和抽真空系统；其中，
所述的低压缸排汽旁路系统包括低压缸、凝汽器以及低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道；
所述的三段抽汽旁路系统包括中压缸、三段抽汽接纳容器、三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道以及与中压缸的排汽口连接的三段抽汽主汽管道；
所述的混合汽体测量系统包括低压缸排汽接纳容器；
所述的抽真空系统包括低压缸排汽接纳容器真空泵和三段抽汽接纳容器真空泵；
低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道的进口从低压缸的排汽口引出，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道的出口与低压缸排汽接纳容器的低压缸排汽进汽口相连，低压缸排汽接纳容器与凝汽器之间通过低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道相连；
三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道的进口从三段抽汽主汽管道的上游引出，三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道的出口与三段抽汽接纳容器的三段抽汽进汽口相连，三段抽汽接纳容器通过三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道回到三段抽汽主汽管道的下游；
低压缸排汽接纳容器通过进汽口与低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道相连通，低压缸排汽接纳容器通过排汽口与低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道相连通，三段抽汽接纳容器通过进汽口与三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道相连通，三段抽汽接纳容器通过排汽口与三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道相连通，低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器之间通过低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道相连通，使得低压缸排汽接纳容器中的汽体和三段抽汽接纳容器中的汽体充分混合；
低压缸排汽接纳容器真空泵的进口与低压缸排汽接纳容器的低压缸排汽接纳容器抽真空管道的出口相连，三段抽汽接纳容器真空泵的进口与三段抽汽接纳容器的三段抽汽接纳容器抽真空管道的出口相连，低压缸排汽接纳容器真空泵和三段抽汽接纳容器真空泵的出口通向大气。
本发明进一步的改进在于，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道上安装有低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门，低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道上安装有低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门，来控制汽体的流入和流出。
本发明进一步的改进在于，三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道和三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道上分别安装有三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门和三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门，来控制三段抽汽在三段抽汽旁路中的流动。
本发明进一步的改进在于，低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道上分别安装有低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门，来控制低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器之间汽体的流动。
本发明进一步的改进在于，低压缸排汽接纳容器抽真空管道和三段抽汽接纳容器抽真空管道上分别安装有低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门和三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门。
本发明进一步的改进在于，低压缸排汽接纳容器上安装有低压缸排汽接纳容器中汽体温度测点和低压缸排汽接纳容器中汽体压力测点，三段抽汽接纳容器上安装有三段抽汽接纳容器中汽体温度测点和三段抽汽接纳容器中汽体压力测点，用于随时测量出低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器中混合汽体的温度和压力参数值，三段抽汽主汽管道上安装有三段抽汽汽体温度测点和三段抽汽压力测点。
一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量方法，该方法采用上述一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，包括以下步骤：
步骤一：关闭低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门、低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门、三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门以及三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，打开低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，启动低压缸排汽接纳容器真空泵排除低压缸排汽接纳容器中的空气，等低压缸排汽接纳容器达到接近真空状态时，关闭低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，关停低压缸排汽接纳容器真空泵；然后缓慢打开低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门，使低压缸排汽进入低压缸排汽接纳容器中，待低压缸排汽不再进入低压缸排汽接纳容器时，缓慢打开低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门，使低压缸排汽流经低压缸排汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使低压缸排汽接纳容器中的汽体状态与低压缸排汽状态达到一致时，测量此时低压缸排气压力P1；假设此时低压缸排汽接纳容器中汽体的质量为m1，比容为v1，焓值为h1；
步骤二：在进行步骤一的同时，进行以下操作；保持三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门呈关闭状态，打开三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，启动三段抽汽接纳容器真空泵排除三段抽汽接纳容器中的空气，等三段抽汽接纳容器达到接近真空状态时，关闭三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，关停三段抽汽接纳容器真空泵；然后缓慢打开三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门，使三段抽汽进入三段抽汽接纳容器中，待三段抽汽不再进入三段抽汽接纳容器时，缓慢打开三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门，使三段抽汽流经三段抽汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使三段抽汽接纳容器中的汽体状态与三段抽汽状态达到一致时，测量此时三段抽汽汽体温度T3及三段抽汽压力P3，三段抽汽为过热蒸汽，可由三段抽汽汽体温度T3和三段抽汽压力P3这两个热力参数，直接根据水和水蒸汽性质表得到其他热力参数值，假设三段抽汽的焓值是h3，进入三段抽汽接纳容器的三段抽汽质量为m3，进入步骤三；
步骤三：关闭低压缸排汽旁路系统中的低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门和低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门，关闭三段抽汽旁路系统中的三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门，打开低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器之间连接管道上的低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门，使低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器中的汽体充分混合，待低压缸排汽接纳容器中混合汽体的温度T2、压力P2跟三段抽汽接纳容器中混合汽体的温度T4、压力P4一致且不发生变化时，记录此时两个容器中混合汽体的温度T2、T4和压力P2、P4，假设此时混合汽体容器中混合汽体的质量为m2，比容为v2，焓值为h2；
假设低压缸排汽接纳容器的体积为V1，三段抽汽接纳容器的体积为V3，由质量守恒方程可得：
m2＝m1+m3 (1)
m1＝ρ1·V1 (2)
m3＝ρ3·V3 (3)
m2＝ρ2·(V1+V3) (4)
Figure BDA0002409405810000051
Figure BDA0002409405810000052
Figure BDA0002409405810000053
由能量守恒方程可得：
m1×h1+m3×h3＝m2×h2 (8)
由于三段抽汽和混合后的汽体都为过热蒸汽，根据水和水蒸汽性质表：国际公式化委员会1967年工业用IFC方程，可得以下方程：
v2＝V_(P2,T2) (9)
v3＝V_(P3,T3) (10)
h2＝H_(P2,T2) (11)
h3＝H_(P3,T3) (12)
式中，H_(P,T)为求焓值函数，V_(P,T)为求比容函数；
联立以上各式，可得低压缸排汽焓h1的表达式如下：
Figure BDA0002409405810000061
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统和方法，通过抽真空系统，分别把混合汽体测量系统中的低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器中的空气抽除，使混合汽体测量系统中低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器达到接近真空状态，然后打开低压缸排汽旁路系统进汽阀门，向混合汽体测量系统中的低压缸排汽接纳容器进行供汽，待低压缸排汽旁路系统不能再向混合汽体测量系统中的低压缸排汽接纳容器供汽时，打开低压缸排汽旁路系统出汽阀门，经过足够长的时间，使低压缸排汽接纳容器中的汽体状态跟低压缸的排汽状态达到一致时，关闭低压缸排汽旁路系统进、出汽阀门。在打开低压缸排汽旁路系统进汽阀门的同时，打开三段抽汽旁路系统的进汽阀门，向混合汽体测量系统中的三段抽汽接纳容器进行供汽，待三段抽汽旁路系统不能再向混合汽体测量系统中的三段抽汽接纳容器供汽时，打开三段抽汽旁路系统出汽阀门，经过足够长的时间，使三段抽汽接纳容器中的汽体状态跟三段抽汽状态达到一致时，关闭三段抽汽旁路系统的进、出汽阀门。此时，打开低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器之间管道上的阀门，使两个容器中的汽体进行充分混合，实时测量低压缸排汽接纳容器和三段抽汽接纳容器中汽体的温度和压力，待两个容器中的压力和温度达到一致时，记录此时的温度和压力值。根据三段抽汽的温度和压力、低压缸排汽压力以及测量得到的混合汽体测量系统中充分混合后的汽体的温度和压力，再结合水蒸气程序即可求得低压缸排汽焓。提供一种方法简单、计算工作量小、计算速度快且精度较高的新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，同时为低压缸排汽焓的测量方法提供了新的思路。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
附图标记说明：
1、中压缸，2、低压缸，3、凝汽器，4、低压缸排汽接纳容器，5、三段抽汽接纳容器，6、低压缸排汽接纳容器真空泵，7、三段抽汽接纳容器真空泵；
F1、低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门，F2、低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门，F3、三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门，F4、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门，F5、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门，F6、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门，F7、低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门，F8、三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门；
L1、低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道，L2、低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道，L3、三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道，L4、三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道，L5、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道，L6、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道，L7、低压缸排汽接纳容器抽真空管道，L8、三段抽汽接纳容器抽真空管道，L9、三段抽汽主汽管道；
T2、低压缸排汽接纳容器中汽体温度测点，T3、三段抽汽汽体温度测点，T4、三段抽汽接纳容器中汽体温度测点，P1、低压缸排汽压力测点，P2、低压缸排汽接纳容器中汽体压力测点，P3、三段抽汽压力测点，P4、三段抽汽接纳容器中汽体压力测点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明提供的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，包括低压缸排汽旁路系统、三段抽汽旁路系统、混合汽体测量系统和抽真空系统；其中，所述的低压缸排汽旁路系统包括低压缸2、凝汽器3以及低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道L1；所述的三段抽汽旁路系统包括中压缸1、三段抽汽接纳容器5、三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道L3以及与中压缸1的排汽口连接的三段抽汽主汽管道L9；所述的混合汽体测量系统包括低压缸排汽接纳容器4；所述的抽真空系统包括低压缸排汽接纳容器真空泵6和三段抽汽接纳容器真空泵7；其中，所述的混合汽体测量系统，低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5的体积比值足够大，以使低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5中的汽体混合后，温度和压力参数能发生明显的变化。
其中，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道L1的进口从低压缸2的排汽口引出，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道L1的出口与低压缸排汽接纳容器4的低压缸排汽进汽口相连，低压缸排汽接纳容器4与凝汽器3之间通过低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道L2相连；三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道L3的进口从三段抽汽主汽管道L9的上游引出，三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道L3的出口与三段抽汽接纳容器5的三段抽汽进汽口相连，三段抽汽接纳容器5通过三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道L4回到三段抽汽主汽管道L9的下游；低压缸排汽接纳容器4通过进汽口与低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道L1相连通，低压缸排汽接纳容器4通过排汽口与低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道L2相连通，三段抽汽接纳容器5通过进汽口与三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道L3相连通，三段抽汽接纳容器5通过排汽口与三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道L4相连通，低压缸排汽接纳容器4与三段抽汽接纳容器5之间通过低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道L5和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道L6相连通，使得低压缸排汽接纳容器4中的汽体和三段抽汽接纳容器5中的汽体充分混合；低压缸排汽接纳容器真空泵6的进口与低压缸排汽接纳容器4的低压缸排汽接纳容器抽真空管道L7的出口相连，三段抽汽接纳容器真空泵7的进口与三段抽汽接纳容器5的三段抽汽接纳容器抽真空管道L8的出口相连，低压缸排汽接纳容器真空泵6和三段抽汽接纳容器真空泵7的出口通向大气。
进一步，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道L1上安装有低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门F1，低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道L2上安装有低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门F2，来控制汽体的流入和流出。三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道L3和三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道L4上分别安装有三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门F3和三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门F4，来控制三段抽汽在三段抽汽旁路中的流动。低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道L5和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道L6上分别安装有低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F5和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F6，来控制低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5之间汽体的流动。低压缸排汽接纳容器抽真空管道L7和三段抽汽接纳容器抽真空管道L8上分别安装有低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F7和三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F8。低压缸排汽接纳容器4上安装有低压缸排汽接纳容器中汽体温度测点T2和低压缸排汽接纳容器中汽体压力测点P2，三段抽汽接纳容器5上安装有三段抽汽接纳容器中汽体温度测点T4和三段抽汽接纳容器中汽体压力测点P4，用于随时测量出低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5中混合汽体的温度和压力参数值，三段抽汽主汽管道L9上安装有三段抽汽汽体温度测点T3和三段抽汽压力测点P3。
在进行本次测量前，尽量保持机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、低压缸排汽压力等参数稳定。
本发明提供的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量方法，包括以下步骤：
步骤一：关闭低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门F1、低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门F2、三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门F3、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门F4、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F5、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F6以及三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F8，打开低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F7，启动低压缸排汽接纳容器真空泵6排除低压缸排汽接纳容器4中的空气，等低压缸排汽接纳容器4达到接近真空状态时，关闭低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F7，关停低压缸排汽接纳容器真空泵6；然后缓慢打开低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门F1，使低压缸排汽进入低压缸排汽接纳容器4中，待低压缸排汽不再进入低压缸排汽接纳容器4时，缓慢打开低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门F2，使低压缸排汽流经低压缸排汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使低压缸排汽接纳容器4中的汽体状态与低压缸排汽状态达到一致时，测量此时低压缸排气压力P1；假设此时低压缸排汽接纳容器4中汽体的质量为m1，比容为v1，焓值为h1。由于低压缸排汽一般为湿蒸汽，具有一定的湿度，排汽焓不能单独由排汽压力或者温度来确定，而直接测量湿蒸汽湿度目前尚有一定困难。
步骤二：在进行步骤一的同时，进行以下操作；保持三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门F3、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门F4、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F5和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F6呈关闭状态，打开三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F8，启动三段抽汽接纳容器真空泵7排除三段抽汽接纳容器5中的空气，等三段抽汽接纳容器5达到接近真空状态时，关闭三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门F8，关停三段抽汽接纳容器真空泵7；然后缓慢打开三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门F3，使三段抽汽进入三段抽汽接纳容器5中，待三段抽汽不再进入三段抽汽接纳容器5时，缓慢打开三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门F4，使三段抽汽流经三段抽汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使三段抽汽接纳容器5中的汽体状态与三段抽汽状态达到一致时，测量此时三段抽汽汽体温度T3及三段抽汽压力P3，三段抽汽为过热蒸汽，可由三段抽汽汽体温度T3和三段抽汽压力P3这两个热力参数，直接根据水和水蒸汽性质表得到其他热力参数值，假设三段抽汽的焓值是h3，进入三段抽汽接纳容器5的三段抽汽质量为m3，进入步骤三。
步骤三：关闭低压缸排汽旁路系统中的低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门F2和低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门F1，关闭三段抽汽旁路系统中的三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门F4和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F3，打开低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5之间连接管道上的低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F6和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门F5，使低压缸排汽接纳容器4和三段抽汽接纳容器5中的汽体充分混合，待低压缸排汽接纳容器4中混合汽体的温度T2、压力P2跟三段抽汽接纳容器5中混合汽体的温度T4、压力P4一致且不发生变化时，记录此时两个容器中混合汽体的温度T2、T4和压力P2、P4，假设此时混合汽体容器中混合汽体的质量为m2，比容为v2，焓值为h2。
假设低压缸排汽接纳容器4的体积为V1，三段抽汽接纳容器5的体积为V3，由质量守恒方程可得：
m2＝m1+m3 (1)
m1＝ρ1·V1 (2)
m3＝ρ3·V3 (3)
m2＝ρ2·(V1+V3) (4)
Figure BDA0002409405810000111
Figure BDA0002409405810000121
Figure BDA0002409405810000122
由能量守恒方程可得：
m1×h1+m3×h3＝m2×h2 (8)
由于三段抽汽和混合后的汽体都为过热蒸汽，根据水和水蒸汽性质表：国际公式化委员会1967年工业用IFC方程，可得以下方程：
v2＝V_(P2,T2) (9)
v3＝V_(P3,T3) (10)
h2＝H_(P2,T2) (11)
h3＝H_(P3,T3) (12)
式中，H_(P,T)为求焓值函数，V_(P,T)为求比容函数。
联立以上各式，可得低压缸排汽焓h1的表达式如下：
Figure BDA0002409405810000123
本发明提供的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统中，由于三段抽汽温度、压力，低压缸排汽压力等参数都可由运行参数获得，故低压缸排汽焓值的整个求解过程方法简单、计算工作量小、计算速度快且具有较高的精度。

Claims (7)

1.一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，包括低压缸排汽旁路系统、三段抽汽旁路系统、混合汽体测量系统和抽真空系统；其中，
所述的低压缸排汽旁路系统包括低压缸(2)、凝汽器(3)以及低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道(L1)；
所述的三段抽汽旁路系统包括中压缸(1)、三段抽汽接纳容器(5)、三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道(L3)以及与中压缸(1)的排汽口连接的三段抽汽主汽管道(L9)；
所述的混合汽体测量系统包括低压缸排汽接纳容器(4)；
所述的抽真空系统包括低压缸排汽接纳容器真空泵(6)和三段抽汽接纳容器真空泵(7)；
低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道(L1)的进口从低压缸(2)的排汽口引出，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道(L1)的出口与低压缸排汽接纳容器(4)的低压缸排汽进汽口相连，低压缸排汽接纳容器(4)与凝汽器(3)之间通过低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道(L2)相连；
三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道(L3)的进口从三段抽汽主汽管道(L9)的上游引出，三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道(L3)的出口与三段抽汽接纳容器(5)的三段抽汽进汽口相连，三段抽汽接纳容器(5)通过三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道(L4)回到三段抽汽主汽管道(L9)的下游；
低压缸排汽接纳容器(4)通过进汽口与低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道(L1)相连通，低压缸排汽接纳容器(4)通过排汽口与低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道(L2)相连通，三段抽汽接纳容器(5)通过进汽口与三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道(L3)相连通，三段抽汽接纳容器(5)通过排汽口与三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道(L4)相连通，低压缸排汽接纳容器(4)与三段抽汽接纳容器(5)之间通过低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道(L5)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道(L6)相连通，使得低压缸排汽接纳容器(4)中的汽体和三段抽汽接纳容器(5)中的汽体充分混合；
低压缸排汽接纳容器真空泵(6)的进口与低压缸排汽接纳容器(4)的低压缸排汽接纳容器抽真空管道(L7)的出口相连，三段抽汽接纳容器真空泵(7)的进口与三段抽汽接纳容器(5)的三段抽汽接纳容器抽真空管道(L8)的出口相连，低压缸排汽接纳容器真空泵(6)和三段抽汽接纳容器真空泵(7)的出口通向大气。
2.根据权利要求1所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽管道(L1)上安装有低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门(F1)，低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽管道(L2)上安装有低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门(F2)，来控制汽体的流入和流出。
3.根据权利要求2所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，三段抽汽至三段抽汽接纳容器进汽管道(L3)和三段抽汽接纳容器回至三段抽汽主路管道(L4)上分别安装有三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门(F3)和三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门(F4)，来控制三段抽汽在三段抽汽旁路中的流动。
4.根据权利要求3所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道(L5)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器连接管道(L6)上分别安装有低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F5)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F6)，来控制低压缸排汽接纳容器(4)和三段抽汽接纳容器(5)之间汽体的流动。
5.根据权利要求4所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，低压缸排汽接纳容器抽真空管道(L7)和三段抽汽接纳容器抽真空管道(L8)上分别安装有低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F7)和三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F8)。
6.根据权利要求5所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，其特征在于，低压缸排汽接纳容器(4)上安装有低压缸排汽接纳容器中汽体温度测点(T2)和低压缸排汽接纳容器中汽体压力测点(P2)，三段抽汽接纳容器(5)上安装有三段抽汽接纳容器中汽体温度测点(T4)和三段抽汽接纳容器中汽体压力测点(P4)，用于随时测量出低压缸排汽接纳容器(4)和三段抽汽接纳容器(5)中混合汽体的温度和压力参数值，三段抽汽主汽管道(L9)上安装有三段抽汽汽体温度测点(T3)和三段抽汽压力测点(P3)。
7.一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量方法，其特征在于，该方法采用权利要求6所述的一种新型汽轮机低压缸排汽焓测量系统，包括以下步骤：
步骤一：关闭低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门(F1)、低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门(F2)、三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门(F3)、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门(F4)、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F5)、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F6)以及三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F8)，打开低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F7)，启动低压缸排汽接纳容器真空泵(6)排除低压缸排汽接纳容器(4)中的空气，等低压缸排汽接纳容器(4)达到接近真空状态时，关闭低压缸排汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F7)，关停低压缸排汽接纳容器真空泵(6)；然后缓慢打开低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门(F1)，使低压缸排汽进入低压缸排汽接纳容器(4)中，待低压缸排汽不再进入低压缸排汽接纳容器(4)时，缓慢打开低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门(F2)，使低压缸排汽流经低压缸排汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使低压缸排汽接纳容器(4)中的汽体状态与低压缸排汽状态达到一致时，测量此时低压缸排气压力P1；假设此时低压缸排汽接纳容器(4)中汽体的质量为m1，比容为v1，焓值为h1；
步骤二：在进行步骤一的同时，进行以下操作；保持三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门(F3)、三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门(F4)、低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F5)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F6)呈关闭状态，打开三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F8)，启动三段抽汽接纳容器真空泵(7)排除三段抽汽接纳容器(5)中的空气，等三段抽汽接纳容器(5)达到接近真空状态时，关闭三段抽汽接纳容器抽真空系统抽气阀门(F8)，关停三段抽汽接纳容器真空泵(7)；然后缓慢打开三段抽汽旁路至三段抽汽接纳容器进汽阀门(F3)，使三段抽汽进入三段抽汽接纳容器(5)中，待三段抽汽不再进入三段抽汽接纳容器(5)时，缓慢打开三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门(F4)，使三段抽汽流经三段抽汽旁路系统，待系统稳定设定时间后，使三段抽汽接纳容器(5)中的汽体状态与三段抽汽状态达到一致时，测量此时三段抽汽汽体温度T3及三段抽汽压力P3，三段抽汽为过热蒸汽，可由三段抽汽汽体温度T3和三段抽汽压力P3这两个热力参数，直接根据水和水蒸汽性质表得到其他热力参数值，假设三段抽汽的焓值是h3，进入三段抽汽接纳容器(5)的三段抽汽质量为m3，进入步骤三；
步骤三：关闭低压缸排汽旁路系统中的低压缸排汽接纳容器至凝汽器排汽阀门(F2)和低压缸排汽至低压缸排汽接纳容器进汽阀门(F1)，关闭三段抽汽旁路系统中的三段抽汽接纳容器至三段抽汽主路回汽阀门(F4)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F3)，打开低压缸排汽接纳容器(4)和三段抽汽接纳容器(5)之间连接管道上的低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F6)和低压缸排汽接纳容器与三段抽汽接纳容器汽体混合控制阀门(F5)，使低压缸排汽接纳容器(4)和三段抽汽接纳容器(5)中的汽体充分混合，待低压缸排汽接纳容器(4)中混合汽体的温度T2、压力P2跟三段抽汽接纳容器(5)中混合汽体的温度T4、压力P4一致且不发生变化时，记录此时两个容器中混合汽体的温度T2、T4和压力P2、P4，假设此时混合汽体容器中混合汽体的质量为m2，比容为v2，焓值为h2；
假设低压缸排汽接纳容器(4)的体积为V1，三段抽汽接纳容器(5)的体积为V3，由质量守恒方程可得：
m2＝m1+m3 (1)
m1＝ρ1·V1 (2)
m3＝ρ3·V3 (3)
m2＝ρ2·(V1+V3) (4)
Figure FDA0002409405800000051
Figure FDA0002409405800000052
Figure FDA0002409405800000053
由能量守恒方程可得：
m1×h1+m3×h3＝m2×h2 (8)
由于三段抽汽和混合后的汽体都为过热蒸汽，根据水和水蒸汽性质表：国际公式化委员会1967年工业用IFC方程，可得以下方程：
v2＝V-(P2,T2) (9)
v3＝V-(P3,T3) (10)
h2＝H-(P2,T2) (11)
h3＝H-(P3,T3) (12)
式中，H_(P,T)为求焓值函数，V_(P,T)为求比容函数；
联立以上各式，可得低压缸排汽焓h1的表达式如下：
Figure FDA0002409405800000054
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