CN113566916A - 一种机力塔风机风量在线测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机力塔风机风量在线测量方法，步骤如下：（1）以温度测量替代风压测量；（2）通过凝汽器热负荷和水力计算得到单台机力塔的湿空气与冷却水换热量；（3）通过单台机力塔换热量及进出口空气参数计算风机风量。本发明利用机力塔空气侧进出口温湿度值和热负荷获得风机风量，风机处仅安装温度测点，更易布置且占用空间小，测点长期布置时阻力较低，抗干扰能力好，测量值波动性小。

Description

一种机力塔风机风量在线测量方法

技术领域

本发明涉及风量在线测量方法，特别是涉及一种机力塔风机风量在线测量方法。

背景技术

在目前的配有机力塔的发电机组冷端试验过程中，确定每台冷却塔的风机风量存在困难，冷却塔的性能测试中，风量是重要的测量指标，通过影响汽水比从而影响冷却塔冷却能力计算的准确性。根据机械通风冷却塔空气流量测量的规定：测点宜布置在风机吸入侧的风筒断面上，测试断面与风机叶片轴线间垂直距离不宜小于0.4m，测点布置采取等面积环方法，每个等面积环不宜大于3m²。

由上述规定可见，风速测量对测点安装要求较高，需要特别加固的装置才能满足风机运行期间的测量安全要求。在现场条件不允许情况下，通常依据设计风量进行比例折算的方法间接计算风量，其测算存在较大误差。风量测量环境是湿热条件，长期测量对仪器的要求更高。目前缺乏在线测量风机风量的方法，仅在机力塔性能测试时进行测量。

现有测量技术需要在风机截面下方外壳处打孔，再用毕托管在划分网格点上依次测量，由于操作复杂，精度不易保证，且影响运行安全；现有技术不适合在线测量，在线布置的风压测量装置容易受水汽腐蚀，容易锈蚀结垢，不利于稳定测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种机力塔风机风量在线测量方法，填补在线机力塔风机风量测量技术的空白。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种机力塔风机风量在线测量方法，其特征是，步骤如下：

(1)以温度测量替代风压测量

从能量角度考虑风机风量的测量，通过测量机力塔空气侧进出口温度、进口空气湿度、大气压力，结合凝汽器热负荷，获得风量间接测量值，摆脱传统的基于风压和风机特性曲线的计算方法。

(2)通过凝汽器热负荷和水力计算得到单台机力塔的湿空气与冷却水换热量

建立循环水管路水力计算模型，得到不同的凝汽器冷却水出口压力下各台机力塔的冷却水量分配系数，认为该系数也是凝汽器热负荷在各塔间分配的系数，即某台机力塔湿空气与冷却水的换热量等于该台机力塔的冷却水量分配系数乘以凝汽器热负荷。

(3)通过单台机力塔换热量及进出口空气参数计算风机风量

以上述方法计算得单台机力塔湿空气与冷却水换热量，结合机力塔空气侧进出口焓值差及出口空气密度，计算得机力塔风机风量。

进一步的，由凝汽器冷却水出口压力和冷却水管特性，通过水力计算得到i号机力塔冷却水量占凝汽器冷却水总量的比例系数α_i；通过汽机侧热力计算，得到凝汽器热负荷Q；近似认为i号机力塔湿空气与冷却水换热量等于α_i与Q的乘积。

进一步的，由计算得的单台机力塔湿空气与冷却水换热量及进出口空气参数，计算机力塔风机风量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明利用机力塔空气侧进出口温湿度值和热负荷获得风机风量，风机处仅安装温度测点，更易布置且占用空间小，测点长期布置时阻力较低，抗干扰能力好，测量值波动性小。

附图说明

图1是本发明方法的测点布置图。

图2是本发明方法的计算流程图。

图中：测点一1、仪表箱一2、测点三3、测点四4、测点五5、仪表箱二6、测点六7。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

本实施例以单台燃气-蒸汽联合循环机组配置的任一机力塔为对象，循环水管路布置、材质尺寸已知。如图1所示，在风机下方40-50cm处，不同径向距离上布置多个温度测点一1，所有温度测点一1的终端布置在仪表箱一2中；在常风向上游处距离机力塔外墙5-10m的仪表箱二6中布置温湿度和大气压测点二及其终端设备；汽机侧布置进排汽及供热汽的压力、温度、流量测点三3及其终端，电机功率测点四4及其终端，凝汽器冷却水出口压力测点五5及其终端，凝结水压力、温度测点六7及其终端；上述测点三3、测点四4、测点五5及测点六7可在大部分电厂DCS系统中取得数据。

具体计算流程如图2所示，机力塔风机风量在线测量方法包括以下步骤：

(1)建立冷却水管路水力计算模型，计算不同凝汽器冷却水出水压力条件下各冷却塔的冷却水流量，并通过比较计算总冷却水流量与实测值的偏差调整计算参数。管路阻力按照现有标准方法计算，重位压降计算公式为：Δp_w＝ρgh；沿程阻力压降计算公式为：

局部阻力压降计算公式为：

其中，λ表示沿程阻力系数，单位为1；l表示流道长度，单位为m；W表示流体在管内的流速，单位为m/s；d_n表示管段内直径，单位为m；ρ表示水的密度，取1000kg/m³；ζ表示管段局部的阻力系数，单位为1。

本实施例的计算工况中，机组配置6台机力塔。冷却水管道水力计算模型计算出的各种数据如下，其中，通过计算得到的单塔热负荷分配系数计算结果如下表：

(2)凝汽器热负荷的计算中，循环水流量难以确认，于是本实施例的计算工况中，选取与凝汽器热负荷计算紧密相关的参数，主要参数值如下表：

凝汽器热负荷是汽机低压缸排汽热量与凝结水热量的差值，即进入凝汽器的冷却水通过换热带走的汽化潜热，具体计算公式为：Q＝q₁-q₂+q₃+q₄-q₅-q₆-p，其中，Q表示凝汽器热负荷，单位为MJ·h^-1；q₁表示汽机高压进汽热量，单位为MJ·h^-1；q₂表示汽机高压排汽热量，单位为MJ·h^-1；q₃表示汽机中压进汽热量，单位为MJ·h^-1；q₄表示锅炉低压蒸汽热量，单位为MJ·h^-1；q₅表示供热排汽热量，单位为MJ·h^-1；q₆表示凝结水热量，单位为MJ·h^-1；p表示汽轮机电机每小时产生的电能，单位为MJ·h^-1。

(3)本实施例以1号机力塔为例进行计算，其对应的单塔换热量计算公式如下：Q₁＝Q*α₁，其中，Q₁表示1号机力塔换热量，单位为MJ·h^-1；α₁表示1号机力塔冷却水流量分配系数，单位为1。

本实施例计算1号机力塔换热量，其计算结果如下表：

凝汽器热负荷/MJ·h<sup>-1</sup>	机力塔热负荷分配系数	机力塔换热量/MJ·h<sup>-1</sup>
			620880.7	0.189	117346.4

(4)在本实施例中，提供了机力塔空气侧参数计算方法计算出的单塔进出口空气参数，计算结果如下表：

项目	温度/℃	湿度/％	气压/kPa	密度/kg·m<sup>-3</sup>	焓值/kJ·kg<sup>-1</sup>
						机力塔进口空气	29	66	102.3	/	71.4
机力塔出口空气	33	100	102.3	1.095	115.7

(5)本实施例中，单塔的风机风量计算是基于水侧的散热量和空气侧的吸热量相一致，计算机力塔风量的具体公式如下：

其中，M表示单塔风机风量，单位为m³·h^-1；Q₁表示单台冷却塔通过空气散失的热量，单位为MJ·h^-1；ρ表示风机出口处空气密度，单位为kg·m^-3；h₂表示冷却塔风机出口空气焓值，单位为kJ·kg^-1；h₁表示冷却塔风机进口空气焓值，单位为kJ·kg^-1。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种机力塔风机风量在线测量方法，其特征是，步骤如下：

（1）以温度测量替代风压测量

从能量角度考虑风机风量的测量，通过测量机力塔空气侧进出口温度、进口空气湿度、大气压力，结合凝汽器热负荷，获得风量间接测量值，摆脱传统的基于风压和风机特性曲线的计算方法；

（2）通过凝汽器热负荷和水力计算得到单台机力塔的湿空气与冷却水换热量

建立循环水管路水力计算模型，得到不同的凝汽器冷却水出口压力下各台机力塔的冷却水量分配系数，认为该系数也是凝汽器热负荷在各塔间分配的系数，即某台机力塔湿空气与冷却水的换热量等于该台机力塔的冷却水量分配系数乘以凝汽器热负荷；

（3）通过单台机力塔换热量及进出口空气参数计算风机风量

以上述方法计算得到单台机力塔湿空气与冷却水换热量，结合机力塔空气侧进出口焓值差及出口空气密度，计算得机力塔风机风量。

2.根据权利要求1所述的机力塔风机风量在线测量方法，其特征是，由凝汽器冷却水出口压力和冷却水管特性，通过水力计算得到i号机力塔冷却水量占凝汽器冷却水总量的比例系数α _i；通过汽机侧热力计算，得到凝汽器热负荷Q；近似认为i号机力塔湿空气与冷却水换热量等于α _i与Q的乘积。

3.根据权利要求1或2所述的机力塔风机风量在线测量方法，其特征是，由计算得到单台机力塔湿空气与冷却水换热量及进出口空气参数，计算机力塔风机风量。

Images