CN112257019B - 带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法 - Google Patents

带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法，包括以下步骤：测量汽轮机给水系统汽水参数，求出给水系统汽水的焓值；将流经高加的给水流量Ge假设为一随机数值，再根据实测的省煤器入口给水流量G，求出一个假设的给水大旁路泄漏量Gx：建立#1、#2、#3高加的流量平衡和热量平衡方程，得出#1高加进汽流量G1q、#2高加进汽流量G2q、#3高加的进汽流量G3q：将汽轮机给水系统的多路汽水，看作一个大加热器，建立该大加热器的流量平衡方程和热量平衡方程，从而求出一个新的流经高加的给水流量G′e：通过迭代计算，直至计算至假设的流经高加的给水流量Ge和新的流经高加的给水流量G′e数值相等，然后求出实际的给水大旁路泄漏量G′x。

Description

带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法
技术领域
本发明涉及汽轮机汽水系统泄漏量计算领域，是一种对带外置式蒸冷器的汽轮机给水系统大旁路泄漏量的计算方法。
背景技术
带外置式蒸冷器的汽轮机给水系统，给水依次三个高压加热器加热后，进入外置式蒸汽冷却器进一步加热，然后再进入锅炉省煤器，而外置式蒸汽冷却器的汽源一般是来自三抽，疏水去#3高加。这样既可以进一步提升锅炉的入口给水温度，提高了循环效率，又能降低#3高加的汽侧温度，改善#3高加的运行环境。带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路，是给水从除氧器下水通过三通阀，去外置式蒸冷器出口，相当于同时旁路了3个高加和1个外置式蒸冷器。给水大旁路的泄漏，造成了部分给水未经3个高加、1个外置式蒸冷器加热，直接进入省煤器入口，降低了省煤器入口给水温度，从而降低了机组经济性。要想评价给水大旁路泄漏对机组经济性的影响，需要确定给水大旁路的泄漏量。而给水大旁路一般没有流量计，同时由于给水大旁路外包有保温层，也无法使用超声波流量计等进行测量，因此无法准确计量给水大旁路的泄漏量。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种可行的给水大旁路泄漏量计算方法，利用已知的汽轮机给水系统汽水参数，通过热平衡计算和迭代计算，从而得出给水大旁路泄漏量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
所述的带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法，步骤为：
步骤(1)，测量汽轮机给水系统汽水参数；
步骤(2)，对比步骤(1)得到的省煤器入口给水温度和#1高加出水温度这两个数值，如果前者小于或等于后者，说明给水大旁路已发生泄漏。
步骤(3)，经步骤(2)已初步判断出给水大旁路已发生泄漏，再根据步骤(1)测得的汽水参数，利用水和水蒸汽性质表，求出给水系统汽水的焓值；
步骤(4)，将流经高加的给水流量Ge假设为一随机数值，再根据步骤(1)实测的省煤器入口给水流量G，求出一个假设的给水大旁路泄漏量Gx：
Gx＝G-Ge
步骤(5)，根据步骤(3)得到的#1高加进汽焓H1q、#1高加疏水焓H1s、#1高加出水焓H1c、#2高加出水焓H2c和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#1高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#1高加进汽流量G1q：
Figure BDA0002742294850000021
步骤(6)，根据步骤(3)得到的#1高加疏水焓H1s、#2高加进汽焓H2q、#2高加疏水焓H2s、#2高加出水焓H2c、#3高加出水焓H3c，步骤(5)得到的#1高加进汽流量G1q和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#2高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#2高加进汽流量G2q：
Figure BDA0002742294850000022
步骤(7)，根据步骤(3)得到的#2高加疏水焓H2s、#3高加进汽焓H3q、#3高加疏水焓H3s、#3高加出水焓H3c、#3高加进水焓H3j，步骤(5)得到的#1高加进汽流量G1q，步骤(6)得到的#2高加进汽流量G2q和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#3高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#3高加的进汽流量G3q：
Figure BDA0002742294850000023
步骤(8)，将汽轮机给水系统的多路汽水，看作一个大加热器，进入该大加热器的流量之和等于流出该整体的流量之和，建立该大加热器的流量平衡方程和热量平衡方程，求解方程，从而可以求出一个新的流经高加的给水流量Ge'：
Figure BDA0002742294850000031
这个新的流经高加的给水流量Ge'的数值与步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge的数值不相同。
步骤(9)，通过迭代计算，直至计算至假设的流经高加的给水流量Ge和新的流经高加的给水流量G'e数值相等，然后求出实际的给水大旁路泄漏量G'x：
G'x＝G-G'e
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一种可以通过计算得出给水大旁路泄漏量的计算方法，该方法用于计算带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量的计算时，提出了一种把外置式蒸冷器进汽管道、#1高加出水管道、外置式蒸冷器、外置式蒸冷器疏水管道、给水大旁路管道、省煤器入口管道共计6路汽水作为一个大加热器来看待的思路，这样外置式蒸冷器就成了大加热器的一部分，无需再测量外置式蒸冷器的进水、出水参数，只需要利用汽轮机给水系统已有的相关汽水测点，就能计算出给水大旁路的泄漏量。
(2)本发明提出的计算方法依据的是流量平衡和热量平衡，简单可行，计算精度高，得出的结果可直接用于指导给水大旁路泄漏治理工程。
(3)本发明解决了给水大旁路泄漏量不能直接测量和直接计算的难题。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是带外置式蒸冷器的汽轮机给水系统图；
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
1、锅炉，2、外置式蒸冷器，3、#1高加，4、#2高加，5、#3高加，6、给水大旁路管道，7、外置式蒸冷器疏水管道，8、#1高加疏水管道，9、#2高加疏水管道，10、#3高加疏水管道，11、省煤器入口管道，12、#1高加出水管道，13、#2高加出水管道，14、#3高加出水管道，15、#3高加进水管道，16、外置式蒸冷器进汽管道，17、#1高加进汽管道，18、#2高加进汽管道，19、#3高加进汽管道。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法
本实施例中所述的带外置式蒸冷器的汽轮机给水系统，主要设备包括#1高加3、#2高加4、#3高加5、外置式蒸汽冷却器3、串联连接3个高加和外置式蒸汽冷却器的给水管道、#1高加进汽管道17、#1高加疏水管道8、#2高加进汽管道18、#2高加疏水管道9、#3高加进汽管道19、#3高加疏水管道8、外置式蒸冷器进汽管道16、外置式蒸冷器疏水管道7、给水大旁路管道6等，详细系统图如图1所示：
上述的锅炉1、外置式蒸冷器2、#1高加3、#2高加4、#3高加5依次串联，具体的，锅炉1通过省煤器入口管道11与外置式蒸冷器相连通，外置式蒸冷器通过#1高加出水管道#1高加3相连通；#1高加3与#2高加4通过#2高加出水管道连通，#2高加4与#3高加5通过#3高加出水管道连通，#3高加5连接有#3高加进水管道；#3高加进水管道还通过给水大旁路管道6与省煤器入口管道11连通；外置式蒸冷器2还通过外置式蒸冷器疏水管道7与#3高加5连通，#1高加3通过#1高加疏水管道与#2高加连通，#2高加4通过#2高加疏水管道9与#3高加5连通，#3高加5上连接有#3高加疏水管道。
带外置式蒸冷器的汽轮机给水系统正常运行时，给水依次流经管道#3高加进水管道15、#3高加出水管道14、#2高加出水管道13、#1高加出水管道12、省煤器入口管道11，依次经过#3高加5、#2高加4、#1高加3、外置式蒸冷器2加热后，进入锅炉的省煤器。当给水大旁路发生泄漏时，部分进水不再流经#3高加5、#2高加4、#1高加3、外置式蒸冷器2等加热设备，而是直接经给水大旁路管道6，进入锅炉的省煤器。本发明提供的计算方法，就是为了计算流经给水大旁路管道6的这一部分给水的流量。
上述的带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法，它的步骤为：
步骤(1)，测量汽轮机给水系统汽水参数，包括省煤器入口的给水压力、给水温度、给水流量，外置式蒸冷器的进汽压力、进汽温度、疏水温度，#1高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度，#2高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度，#3高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度、进水温度等。
步骤(2)，对比步骤(1)得到的省煤器入口给水温度和#1高加出水温度这两个数值，如果前者小于或等于后者，说明给水大旁路已发生泄漏。
步骤(3)，经步骤(2)已初步判断出给水大旁路已发生泄漏，再根据步骤(1)测得的汽水参数，利用水和水蒸汽性质表，求出给水系统汽水的焓值，包括省煤器入口给水焓Hg，外置式蒸冷器的进汽焓Hwq、疏水焓Hws，#1高加的进汽焓H1q、疏水焓H1s、出水焓H1c，#2高加的进汽焓H2q、疏水焓H2s、出水焓H2c，#3高加的进汽焓H3q、疏水焓H3s、出水焓H3c、进水焓H3j等。
步骤(4)，将流经高加的给水流量Ge假设为一随机数值，再根据步骤(1)实测的省煤器入口给水流量G，可以求出一个假设的给水大旁路泄漏量Gx：
Gx＝G-Ge
步骤(5)，根据步骤(3)得到的#1高加进汽焓H1q、#1高加疏水焓H1s、#1高加出水焓H1c、#2高加出水焓H2c和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#1高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#1高加进汽流量G1q：
Figure BDA0002742294850000061
步骤(6)，根据步骤(3)得到的#1高加疏水焓H1s、#2高加进汽焓H2q、#2高加疏水焓H2s、#2高加出水焓H2c、#3高加出水焓H3c，步骤(5)得到的#1高加进汽流量G1q和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#2高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#2高加进汽流量G2q：
Figure BDA0002742294850000062
步骤(7)，根据步骤(3)得到的#2高加疏水焓H2s、#3高加进汽焓H3q、#3高加疏水焓H3s、#3高加出水焓H3c、#3高加进水焓H3j，步骤(5)得到的#1高加进汽流量G1q，步骤(6)得到的#2高加进汽流量G2q和步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge，建立#3高加的流量平衡和热量平衡方程，求解方程，得出#3高加的进汽流量G3q：
Figure BDA0002742294850000063
步骤(8)，图1中虚线框内包括外置式蒸冷器进汽管道16、#1高加出水管道12、外置式蒸冷器2、外置式蒸冷器疏水管道7、给水大旁路管道6、省煤器入口管道11共计6路汽水，将图1虚线框看作一个大加热器，进入该大加热器的流量之和等于流出该整体的流量之和，进入该大加热器的热量之和等于流出该整体的热量之和，建立该大加热器的流量平衡方程和热量平衡方程，求解方程，从而可以求出一个新的流经高加的给水流量Ge'：
Figure BDA0002742294850000071
这个新的流经高加的给水流量Ge'的数值与步骤(4)里假设的流经高加的给水流量Ge的数值不相同。
步骤(9)，利用EXCEL或WPS自带的迭代计算功能，通过迭代计算，直至计算至假设的流经高加的给水流量Ge和新的流经高加的给水流量G'e数值相等，然后求出实际的给水大旁路泄漏量G'x：
G'x＝G-G'e。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.带外置式蒸冷器的汽轮机给水大旁路泄漏量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
测量汽轮机给水系统汽水参数，求出给水系统汽水的焓值，所述的汽轮机给水系统的汽水参数，包括省煤器入口的给水压力、给水温度、给水流量，外置式蒸冷器的进汽压力、进汽温度、疏水温度，#1高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度，#2高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度，#3高加的进汽压力、进汽温度、疏水温度、出水温度、进水温度；所述的给水系统汽水的焓值的计算方法是：根据测得的汽水参数，利用水和水蒸汽性质表，求出给水系统汽水的焓值，其包括省煤器入口给水焓Hg，外置式蒸冷器的进汽焓Hwq、疏水焓Hws，#1高加的进汽焓H1q、疏水焓H1s、出水焓H1c，#2高加的进汽焓H2q、疏水焓H2s、出水焓H2c，#3高加的进汽焓H3q、疏水焓H3s、出水焓H3c、进水焓H3j；
将流经高加的给水流量Ge假设为一随机数值，再根据实测的省煤器入口给水流量G，求出一个假设的给水大旁路泄漏量Gx，所述的假设的给水大旁路泄漏量Gx的计算方法如下：
Gx＝G-Ge；
根据给水系统汽水的焓值和Gx，建立#1高加的流量平衡和热量平衡方程，得出#1高加进汽流量G1q，所述的#1高加进汽流量G1q计算方法如下：
Figure FDA0003562687130000011
其中H1q为#1高加进汽焓，H1s为#1高加疏水焓，H1c为#1高加出水焓，H2c为#2高加出水焓；
根据出给水系统汽水的焓值、G1q和Ge，建立#2高加的流量平衡和热量平衡方程，得出#2高加进汽流量G2q，所述的#2高加进汽流量G2q计算方法如下：
Figure FDA0003562687130000021
其中H1s为#1高加疏水焓，H2q为#2高加进汽焓，H2s为#2高加疏水焓，H2c为#2高加出水焓，H3c为#3高加出水焓；
根据出给水系统汽水的焓值、G1q、G2q和Ge，建立#3高加的流量平衡和热量平衡方程，得出#3高加的进汽流量G3q，所述的#3高加的进汽流量G3q的计算方法如下：
Figure FDA0003562687130000022
其中：H2s为#2高加疏水焓，H3q为#3高加进汽焓，H3s为#3高加疏水焓，H3c为#3高加出水焓，H3j为#3高加进水焓；
将汽轮机给水系统的多路汽水，看作一个大加热器，建立该大加热器的流量平衡方程和热量平衡方程，从而求出一个新的流经高加的给水流量G'e，所述的给水流量G'e的计算方法如下：
Figure FDA0003562687130000023
其中：Hg为省煤器入口给水焓，H3q为#3高加进汽焓,H3j为#3高加进水焓,H1c为#1高加出水焓，Gx为假设的给水大旁路泄漏量，Hwq为外置式蒸冷器的进汽焓；
通过迭代计算，直至计算至假设的流经高加的给水流量Ge和新的流经高加的给水流量G'e数值相等，然后求出实际的给水大旁路泄漏量G'x：
G′x＝G-G′e；
还包括判断给水大旁路是否泄漏的方法，即：若省煤器入口给水温度小于或等于#1高加出水温度，则说明给水大旁路已发生泄漏。
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