CN113218596A - 一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置 - Google Patents

一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，通过加装#4低压加热器出水温度测点、#4低压加热器入口流量计及大气压力测点，汇同#4低压加热器进汽压力测点、#4低压加热器进汽温度测点、#4低压加热器疏水温度测点、#4低压加热器正常疏水调门开度、#4低压加热器进水温度测点、#4低压加热器水位计、#4低压加热器出口流量计等装置，建立完善的泄漏相关参数的测量装置，并提供触发#4低压加热器泄漏预警的边界条件。与现有技术相比，本发明可以分别对#4低压加热器水侧泄漏及汽侧泄漏进行预警，可及时、准确判断低压加热器泄漏，防止泄漏进一步扩大。

Description

一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置
技术领域
本发明涉及燃煤发电领域，尤其是涉及一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置。
背景技术
在电力行业新形势下，燃煤发电机组低负荷运行时间增加、启停频繁，对机组运行安全性产生不利影响。与此同时，对燃煤发电机组运行安全性的要求不断提高，运用新技术提升机组安全水平成为迫切需求。
低压加热器作为一种热量转换装置，广泛应用于大型火电机组抽汽回热系统，其工作原理为：从汽轮机抽出高温高压的蒸汽，加热低压加热器内的凝结水，提升换热效率。#4低压加热器为表面式结构，蒸汽和凝结水之间温差较大，加之频繁启动时产生的热应力大、预热不充分等因素，容易造成加热器泄漏，泄漏对机组安全性及经济性的影响有：(1)泄漏管对周围管束形成水冲击，造成泄漏管束增多，泄漏日趋严重；(2)汽侧泄漏至疏水侧，在疏水管道内形成汽水两相流动，造成管道汽水冲击，影响机组安全运行；(3)泄漏造成低压加热器水位升高，存在低压加热器解列、机组带负荷能力下降等风险；(4)泄漏造成加热器出水温度降低，影响最终给水温度，降低机组运行经济性。
可以看出，#4低压加热器泄漏对机组运行安全性和经济性有重要影响，因此，及时、准确的发现低压加热器泄漏是非常必要的，可及时采取运行措施，有效防止泄漏事故扩大；减少因泄漏引起的机组运行经济性下降的问题；避免因严重泄漏而使机组煤耗大幅度升高。
目前，对于#4低压加热器泄漏以人为判断为主，通过观察加热器运行端差、加热器温升等相关数据，依靠丰富的运行经验进行判断，对运行人员的能力及经验要求较高，当人员发现#4低压加热器相关参数异常时，已发生了明显泄漏，对机组安全、经济运行产生不利影响，缺乏#4低压加热器泄漏智能预警系统。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，通过加装#4低压加热器出水温度测点、#4低压加热器入口流量计及大气压力测点，构建完善的泄漏检测装置，设计的检测逻辑，可以实现机器快速地对#4低压加热器水侧泄漏至汽侧和疏水侧进行检测。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，包括：
步骤S1：当需要检测时，采集#4低压加热器正常疏水调门开度和当前负荷工况信息，获取对应于当前负荷工况的疏水调门的标准值以及进出口温差的标准值，并判断当前开度相比于标准值是否超过第一设定阈值，若为是，则执行步骤S2，反之，则执行步骤S4；
步骤S2：#4低压加热器入口流量与出口流量的差值是否超过第二设定阈值，若为是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；
步骤S3：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器的进出口温差相对于标准值超过第五设定阈值，
c)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之，则执行步骤S4；
步骤S4：判断#4低压加热器的下端差是否大于第四设定阈值，若为是，则执行步骤S5，反之则退出检测；
步骤S5：判断#4低压加热器的进出口温差相对于标准值是否超过第五设定阈值，若为是，则执行步骤S6，反之则退出检测；
步骤S6：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之则退出检测。
所述第一设定阈值为7-15％。
所述第一设定阈值为9％。
所述第二设定阈值为3.50％。
所述第四设定阈值为15摄氏度。
所述第五设定阈值为6摄氏度。
所述第六设定阈值大于6摄氏度。
所述第六设定阈值为6.5摄氏度。
所述方法还包括：步骤S7：当判断发生了泄漏时，对外发送报警信号。
一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测装置，存储器、处理器，以及存储于存储器中并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)通过加装#4低压加热器出水温度测点、#4低压加热器入口流量计及大气压力测点，构建完善的泄漏检测装置，设计的检测逻辑，可以实现机器快速地可以对#4低压加热器水侧泄漏至汽侧和疏水侧进行检测。
2)可以及时发现汽轮机#4低压加热器泄漏，并发出泄漏预警，防止泄漏进一步扩大，避免引发安全事故；
3)建立泄漏与多个运行参数的一一对应关系，预警逻辑包含对多个判断依据的综合分析，避免偶发因素的干扰，提高了预警准确性。
附图说明
图1是本发明实施例中应用示例的示意图。
图2是本发明实施例中应用示例关键测点的示意图；
其中：1、#1低压加热器，2、#2低压加热器，3、#3低压加热器，4、#4低压加热器，5、汽轮机低压缸，6、凝汽器，7、凝结水泵，11、#1低压加热器进汽管道，12、#2低压加热器进汽管道，13、#3低压加热器进汽管道，14、#4低压加热器进汽管道，15、低压缸进汽管道，16、低压缸排汽管道，17、凝结水管道，21、凝结水泵出口流量计，22、低压加热器出口流量计，23、#4低压加热器水位计，31、#1低压加热器正常疏水调门，32、#2低压加热器正常疏水调门，33、#3低压加热器正常疏水调门，34、#4低压加热器正常疏水调门，PT3、#4低压加热器进汽压力测点，PT0、大气压力测点，TT4jq、#4低压加热器进汽温度测点，TT4ss、#4低压加热器疏水温度测点，TT4js、#4低压加热器进水温度测点，TT4cs、#4低压加热器出水温度测点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例中公开了一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，可及时、准确的发现#4低压加热器泄漏。参见图1，相关系统包括#1低压加热器1、#2低压加热器2、#3低压加热器3、#4低压加热器4、汽轮机低压缸5、凝汽器6、凝结水泵7、#1低压加热器进汽管道11、#2低压加热器进汽管道12、#3低压加热器进汽管道13、#4低压加热器进汽管道14、低压缸进汽管道15、低压缸排汽管道16、凝结水管道17、凝结水泵出口流量计21、低压加热器出口流量计22、#4低压加热器水位计23、#1低压加热器正常疏水调门31、#2低压加热器正常疏水调门32、#3低压加热器正常疏水调门33、#4低压加热器正常疏水调门34；
本预警装置包括大气压力传感器PT0、#4低压加热器进汽压力传感器PT4、#4低压加热器进汽温度传感器TT4jq、#4低压加热器疏水温度传感器TT4ss、#4低压加热器正常疏水调门开度、#4低压加热器进水温度传感器TT4js、#4低压加热器出水温度传感器TT4cs、#4低压加热器水位计23、#4低压加热器进水流量计21、#4低压加热器出水流量计22等。
本实施例中提供了燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，通过研究#4低压加热器泄漏对运行参数的影响，给出泄漏与相关运行参数的定量关系为：判据1：#4低压加热器正常疏水调门开度比同负荷工况下增加9％；判据2：#4低压加热器进水流量G1与出水流量G2偏差(G1-G2)/G1≥3.50％；判据3：#4低压加热器水位高I值；判据4：#4低压加热器进水温度t4js与疏水温度t4ss差值，即下端差t4ss-t4js≥15℃；判据5：#4低压加热器温升(t4cs-t4js)与同负荷工况下设计温升(t04cs-t04js)差值，即(t04cs-t04js)-(t4cs-t4js)≥6℃；判据6：#4低压加热器出水温度t4cs与抽汽压力P4下对应饱和温度pswsat_t(P4+P0)差值，即上端差pswsat_t(P4+P0)-t4cs≥6.5℃。
#4低压加热器水侧泄漏和汽侧泄漏对运行参数的影响不同，确定关联参数，提供水侧泄漏和汽侧泄漏触发预警的边界条件。
得到一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，包括：
步骤S1：当需要检测时，采集#4低压加热器正常疏水调门开度和当前负荷工况信息，获取对应于当前负荷工况的疏水调门的标准值以及进出口温差的标准值，并判断当前开度相比于标准值是否超过第一设定阈值，若为是，则执行步骤S2，反之，则执行步骤S4；
步骤S2：#4低压加热器入口流量与出口流量的差值是否超过第二设定阈值，若为是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；
步骤S3：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器的进出口温差相对于标准值超过第五设定阈值，
c)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之，则执行步骤S4；
步骤S4：判断#4低压加热器的下端差是否大于第四设定阈值，若为是，则执行步骤S5，反之则退出检测；
步骤S5：判断#4低压加热器的进出口温差相对于标准值是否超过第五设定阈值，若为是，则执行步骤S6，反之则退出检测；
步骤S6：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之则退出检测。
在一些实施例中，第一设定阈值为7-15％，优选的，第一设定阈值为9％。第二设定阈值为3.50％。第四设定阈值为15摄氏度。第五设定阈值为6摄氏度。第六设定阈值为6.5摄氏度。
以国内某电厂630MW机组为例进行实施例分析，该机组配置三台低压加热器和一台除氧器。上述设备按照实施例结构示意图进行安装和编号命名，#1低压加热器1、#2低压加热器2、#3低压加热器3、#4低压加热器4。
该机组额定功率630MW工况下，#4低压加热器设计参数为：上端差为2.8℃、下端差为5.6℃、加热器温升为20.5℃。随着机组启停次数及运行时间增加，机组额定功率工况下，#4低压加热器疏水温度逐渐升高，下端差达到13℃，此时#4低压加热器水位开始波动，#4低压加热器出水温度开始降低，当#4低压加热器下端差达到15℃、加热器温升降低6℃时，上端差达到6.5℃，触发#4低压加热器汽侧泄漏至疏水侧报警。现场检查发现#4低压加热器疏水管道有晃动现象，进一步明确了#4低压加热器汽侧泄漏至疏水侧的事实。
机组运行人员采取措施，退出低压加热器运行，现场切割#4低压加热器疏水管道，对疏水管道同侧的疏水冷却段包壳进行检查，发现包壳有冲刷产生的孔洞、包壳与端管板的焊缝处有冲刷产生的缝隙，验证了报警系统的准确性。
通过燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，可以看出#4低压加热器智能预警装置对汽轮机运行安全性及经济性的影响主要体现在以下几个方面。
(1)及时、准确的发现#4低压加热器泄漏并预警，检查包壳有冲刷产生的孔洞，验证了分析判断的准确性；
(2)预警后机组运行人员及时采取措施，有效防止泄漏事故扩大，避免因泄漏造成安全事故，甚至机组非停风险；
(3)若未能及时发现低压加热器泄漏，因泄漏造成换热效果恶化、运行端差增加、给水温度降低，使机组煤耗升高0.3g/(kW·h)以上，影响机组运行经济性。
燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法及装置，研究分析#4低压加热器泄漏对运行参数的影响，建立#4低压加热器泄漏预警装置，明确泄漏预警逻辑依据，可及时、准确判断低压加热器泄漏，防止泄漏进一步扩大而引发安全事故，预警装置实用性强，具有广泛发展前景。

Claims (10)

1.一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1：当需要检测时，采集#4低压加热器正常疏水调门开度和当前负荷工况信息，获取对应于当前负荷工况的疏水调门的标准值以及进出口温差的标准值，并判断当前开度相比于标准值是否超过第一设定阈值，若为是，则执行步骤S2，反之，则执行步骤S4；
步骤S2：#4低压加热器入口流量与出口流量的差值是否超过第二设定阈值，若为是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；
步骤S3：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器的进出口温差相对于标准值超过第五设定阈值，
c)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之，则执行步骤S4；
步骤S4：判断#4低压加热器的下端差是否大于第四设定阈值，若为是，则执行步骤S5，反之则退出检测；
步骤S5：判断#4低压加热器的进出口温差相对于标准值是否超过第五设定阈值，若为是，则执行步骤S6，反之则退出检测；
步骤S6：判断以下条件是否存在任意一项成立：
a)#4低压加热器的水位达到高I值，
b)#4低压加热器上端差超过第六设定阈值，
若为是，则判断发生了泄漏，反之则退出检测。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第一设定阈值为7-15％。
3.根据权利要求2所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第一设定阈值为9％。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第二设定阈值为3.50％。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第四设定阈值为15摄氏度。
6.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第五设定阈值为6摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第六设定阈值大于6摄氏度。
8.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述第六设定阈值为6.5摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤S7：当判断发生了泄漏时，对外发送报警信号。
10.一种燃煤发电机组#4低压加热器泄漏检测装置，存储器、处理器，以及存储于存储器中并由所述处理器执行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-9中任一所述的方法。
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