CN111581787A - 一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，涉及热力发电领域，剔除机组耗差分析系统中汽轮机热耗率分析的干扰数据；包括：计算目标汽轮机的设计汽耗率，得出汽轮机的设计汽耗率曲线；计算目标汽轮机的真实汽耗率，得出汽轮机的真实汽耗率曲线；将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并根据汽耗率合理区间范围曲线剔除干扰数据；根据剔除处理后的数据计算汽轮机的热耗率；系统包括：计算目标汽轮机的设计汽耗率模块；计算目标汽轮机的真实汽耗率模块；干扰数据剔除模块；计算汽轮机的热耗率模块；方法简单有效，提高了数据的准确性与可靠性。

Description

一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法及系统
技术领域
本发明属于热力发电技术领域，涉及一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法及系统。
背景技术
目前国内各类型的火力发电机组均采用了不同类型的发电厂性能状态分析系统，该系统的工作原理是通过采集电厂各个设备在运行中的核心数据，通过运算相关公式，得出机组实时的性能结果，以供电厂相关技术人员进行记录、分析和设备诊断。其中最关键的一个组成部分就是汽轮机热耗率。
汽轮机热耗率是反映火电厂热经济指标的一个重要概念，也是表征火电厂生产技术完善程度和经济效果的一项最有效的技术经济指标。其定义为单位发电量消耗的热量。
在各类型的分析系统中，汽轮机热耗率均是作为一个最核心的计算和统计结果。但是汽轮机的热耗率计算涉及到的参数众多，公式复杂，同时，火电机组在运行过程中由于生产需要，机组负荷和设备运行状态会有相当程度的调整，在这个动态的调整过程中，各个参数的变化速率和调节滞后性各不相同，这就造成了参与计算的采样数据的差异性，最终导致了在某些运行调整状态下机组耗差分析系统计算得到的汽轮机热耗率明显偏离真实结果，严重干扰了技术人员的分析和判断。
目前现有的分析系统中，汽轮机热耗率的计算仅仅是依靠提高参数点的采样准确率来保证计算结果的准确性，但是由于又要求其计算的实时性，系统无法删选和排除明显偏离真实值的计算结果，导致经常在机组负荷变化后热耗率的计算结果明显脱离了正常计算结果的线性范围。
现有技术中，申请公布号为CN110222358A的中国专利申请《用于不同负荷下汽轮机热耗率修正的数值计算方法》，公开了一种用于不同负荷下汽轮机热耗率修正的数值计算方法。针对部分负荷下，汽机热力性能试验数据无法修正的问题。本发明特点包括：1)主要针对主蒸汽压力、温度、排汽压力等参数偏离设计值时的系统修正。2)在计算某一参数修正计算时，其余参数为额定值且保持不变。3)对于凝汽式汽轮机，当某一参数偏离额定值时，相对内效率的变化主要是汽轮机低压缸的蒸汽湿度发生变化引起的，汽轮机高压缸、中压缸内效率视为不变。4)通过不同的修正计算公式分别对主蒸汽压力变化对机组热耗率、主蒸汽温度变化对机组热耗率进行修正计算。5)排汽压力对机组热耗率的修正通过曲线修正来完成。
但是上述中国专利申请并未解决如何剔除机组耗差分析系统中汽轮机热耗率分析的干扰数据的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何剔除机组耗差分析系统中汽轮机热耗率分析的干扰数据。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，包括以下步骤：
步骤一：计算目标汽轮机的设计汽耗率，得出汽轮机的设计汽耗率曲线；
步骤二：计算目标汽轮机的真实汽耗率，得出汽轮机的真实汽耗率曲线；
步骤三：将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并根据汽耗率合理区间范围曲线剔除干扰数据；
步骤四：根据剔除处理后的数据计算汽轮机的热耗率。
本发明的方法将目标汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线输入在线分析系统内，对汽耗率进行计算和判断，确定其是否在合理偏差范围内并计算汽轮机的热耗率，方法简单有效，有利于提高数据的准确性与可靠性。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤一具体为：选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure BDA0002458772970000031
其中，d0表示汽轮机的设计汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq0表示汽轮机设计主蒸汽流量，单位为t/h。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤二具体为：由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure BDA0002458772970000041
其中，d1表示汽轮机的真实汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq1表示真实主蒸汽流量，单位为t/h。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤三具体为：将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure BDA0002458772970000042
其中，dt表示汽轮机的某时间点的汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzqt表示某时间点的主蒸汽流量，单位为t/h。
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤四具体为：将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)，计算汽轮机的热耗率：
Figure BDA0002458772970000043
其中，q表示汽轮机的热耗率，单位为kJ/kWh；Dzqt表示主蒸汽流量；hms表示主蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gfw表示最终给水流量，单位为kg/h；hfw表示最终给水焓，单位为kJ/kg；Ghrh热再热蒸汽流量，单位为t/h；hhrh表示热再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gcrh表示冷再热蒸汽流量，单位为t/h；hcrh表示冷再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gzjs表示再热减温水流量，单位为kg/h；hzjs表示再热减温水焓，单位为kJ/kg。
一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的系统，包括：
计算目标汽轮机的设计汽耗率模块；选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure BDA0002458772970000051
计算目标汽轮机的真实汽耗率模块；由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure BDA0002458772970000052
干扰数据剔除模块；将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure BDA0002458772970000053
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰；
计算汽轮机的热耗率模块；将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)计算汽轮机的热耗率：
Figure BDA0002458772970000061
本发明的优点在于：
(1)本发明的方法将目标汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线输入在线分析系统内，对汽耗率进行计算和判断，确定其是否在合理偏差范围内并计算汽轮机的热耗率，方法简单有效，有利于提高数据的准确性与可靠性。
(2)本发明的系统通过热耗率干扰数据剔除模块将明显偏离真实状况的计算结果剔除，处理后的数据依次经过汽耗率计算模块、热耗率计算模块，计算出汽轮机的热耗率，得出真实可信的计算结果，在分析系统计算汽轮机热耗率的同时，有效提高了汽轮机热耗率的计算和记录结果的准确性与可靠性，确保相关技术人员可以有效准确的做出相应的分析和判断。
附图说明
图1是本发明实施例的汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例一
如图1所示，一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，包括以下步骤：
1)选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure BDA0002458772970000071
其中，d0表示汽轮机的设计汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq0表示汽轮机设计主蒸汽流量，单位为t/h。
2)由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure BDA0002458772970000072
其中，d1表示汽轮机的真实汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq1表示真实主蒸汽流量，单位为t/h。
3)将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure BDA0002458772970000081
其中，dt表示汽轮机的某时间点的汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzqt表示某时间点的主蒸汽流量，单位为t/h。
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰。
例如，某汽轮机在450MW负荷时，其设计汽耗率d0为2.75kg/kw.h，其真实汽耗率d1为2.95kg/kw.h，此时汽轮机耗差分析系统计算出的汽轮机汽耗率为2.84kg/kw.h，该汽耗率落在了曲线合理范围内，判定此时的汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内，此时进行汽轮机热耗率计算并输出计算结果。
例如，某汽轮机在500MW负荷时，其设计汽耗率d0为2.79kg/kw.h，其真实汽耗率d1为2.97kg/kw.h，此时汽轮机耗差分析系统计算出的汽轮机汽耗率为3.05kg/kw.h，该汽耗率超出了曲线合理范围，判定此时的汽轮机主蒸汽流量在不合理范围内，通过计算机程序将此时的数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰。
4)将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)，计算汽轮机的热耗率：
Figure BDA0002458772970000091
其中，q表示汽轮机的热耗率，单位为kJ/kWh；Dzqt表示主蒸汽流量；hms表示主蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gfw表示最终给水流量，单位为kg/h；hfw表示最终给水焓，单位为kJ/kg；Ghrh热再热蒸汽流量，单位为t/h；hhrh表示热再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gcrh表示冷再热蒸汽流量，单位为t/h；hcrh表示冷再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gzjs表示再热减温水流量，单位为kg/h；hzjs表示再热减温水焓，单位为kJ/kg。
实施例二
一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的系统，包括：
计算目标汽轮机的设计汽耗率模块；选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure BDA0002458772970000092
其中，d0表示汽轮机的设计汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq0表示汽轮机设计主蒸汽流量，单位为t/h；
计算目标汽轮机的真实汽耗率模块；由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure BDA0002458772970000101
其中，d1表示汽轮机的真实汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq1表示真实主蒸汽流量，单位为t/h；
干扰数据剔除模块；将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure BDA0002458772970000102
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰；
计算汽轮机的热耗率模块；将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)计算汽轮机的热耗率：
Figure BDA0002458772970000103
其中，q表示汽轮机的热耗率，单位为kJ/kWh；Dzqt表示主蒸汽流量；hms表示主蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gfw表示最终给水流量，单位为kg/h；hfw表示最终给水焓，单位为kJ/kg；Ghrh热再热蒸汽流量，单位为t/h；hhrh表示热再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gcrh表示冷再热蒸汽流量，单位为t/h；hcrh表示冷再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gzjs表示再热减温水流量，单位为kg/h；hzjs表示再热减温水焓，单位为kJ/kg。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：计算目标汽轮机的设计汽耗率，得出汽轮机的设计汽耗率曲线；
步骤二：计算目标汽轮机的真实汽耗率，得出汽轮机的真实汽耗率曲线；
步骤三：将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并根据汽耗率合理区间范围曲线剔除干扰数据；
步骤四：根据剔除处理后的数据计算汽轮机的热耗率。
2.根据权利要求1所述的一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，其特征在于，所述的步骤一具体为：选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure FDA0002458772960000011
其中，d0表示汽轮机的设计汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq0表示汽轮机设计主蒸汽流量，单位为t/h。
3.根据权利要求2所述的一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure FDA0002458772960000021
其中，d1表示汽轮机的真实汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzq1表示真实主蒸汽流量，单位为t/h。
4.根据权利要求3所述的一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure FDA0002458772960000022
其中，dt表示汽轮机的某时间点的汽耗率，单位为kg/kw.h；Dzqt表示某时间点的主蒸汽流量，单位为t/h。
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰。
5.根据权利要求4所述的一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)，计算汽轮机的热耗率：
Figure FDA0002458772960000023
其中，q表示汽轮机的热耗率，单位为kJ/kWh；Dzqt表示主蒸汽流量；hms表示主蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gfw表示最终给水流量，单位为kg/h；hfw表示最终给水焓，单位为kJ/kg；Ghrh热再热蒸汽流量，单位为t/h；hhrh表示热再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gcrh表示冷再热蒸汽流量，单位为t/h；hcrh表示冷再热蒸汽焓，单位为kJ/kg；Gzjs表示再热减温水流量，单位为kg/h；hzjs表示再热减温水焓，单位为kJ/kg。
6.一种实时筛选汽轮机热耗率分析数据的系统，其特征在于，包括：计算目标汽轮机的设计汽耗率模块；选取目标汽轮机，采用该汽轮机的设计主蒸汽流量和机组负荷计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率d0，并利用设计汽耗率d0绘制出该汽轮机的设计汽耗率曲线L0；所述的计算出不同负荷下该汽轮机的设计汽耗率的公式为：
Figure FDA0002458772960000031
计算目标汽轮机的真实汽耗率模块；由于机组正常运行时存在泄漏等原因，导致机组主蒸汽流量较设计值偏大，需通过真实测量装置准确测定真实主蒸汽流量Dzq1，使用真实主蒸汽流量Dzq1计算出该汽轮机的真实汽耗率d1，并利用不同负荷下计算出的d1，绘制出该汽轮机的真实汽耗率曲线L1；
Figure FDA0002458772960000032
干扰数据剔除模块；将设计汽耗率曲线和真实汽耗率曲线叠合在同一坐标系中，得到该汽轮机的汽耗率合理区间范围曲线，并按照公式(3)计算汽轮机某时间点的汽耗率：
Figure FDA0002458772960000033
若汽轮机在某时间点计算得出的汽耗率在设计汽耗率曲线与真实汽耗率曲线之间的区间范围内，则判断该时间点汽轮机主蒸汽流量是在合理范围内；若超出此区间范围，判断此时所采集的数据存在异常，将异常数据直接剔除，以避免错误的计算结果对最终统计结果产生干扰；
计算汽轮机的热耗率模块；将公式(3)中的剔除处理后的Dzqt代入到公式(4)计算汽轮机的热耗率：
Figure FDA0002458772960000041
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114757023A (zh) * 2022-03-29 2022-07-15 国能蚌埠发电有限公司 汽轮机的数据处理方法、装置、存储介质及电子设备

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