CN113932855A - 发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，包括步骤：分别计算两台机组冷却塔塔盆容水横截面面积；测量冷却塔塔盆水位变化时间；从DCS读取计时区间内两台机组冷却塔塔盆水位变化量；通过测定临时关闭两台机组冷却塔闸板门时循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量。本发明的有益效果是：通过临时关闭两机冷却塔闸板门精准测定循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量，解决闭式循环水系统扩大单元制运行时，两台机组凝汽器循环水流量分配问题，克服了闭式循环水系统扩大单元制运行时，窜流量对两台机组凝汽器循环水流量分配的影响；操作简单，解决了窜流量无法计算的难题，为冷端优化计算提供可靠数据。

Description

发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法
技术领域
本发明属于发电厂冷端优化领域，尤其涉及一种发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法。
背景技术
电厂冷端优化采用改变循环水流量，使汽轮机背压降低所增加的汽轮机电功率及为此循环水泵多消耗的电功率差值达到最高。而要实现冷端优化，为机组节能降耗，需要掌握不同循环水泵运行组合方式下的循环水流量精准数据。
发电厂闭式循环水系统一般采用扩大单元制运行方式，即两台机组的循环水进水通过循泵出口管道上的联络阀联通，回水通过两台机组冷却塔闸板门联通。根据循环水泵的日常调度运行方式，当两台机组投运循环水泵数量不同或出力不同时，在循环水泵出口管道的联络阀处就会出现较大的窜流量。这股窜流量经凝汽器后返回至冷却塔，在两机冷却塔闸板门处完成回流，从而实现冷却塔进出循环水量的总体平衡。由于窜流量数值较大，无法直接测量，影响了两台机组凝汽器循环水流量精确分配以及循环水泵优化调度计算。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法。
这种发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，包括以下步骤：
步骤1、分别计算两台机组冷却塔塔盆容水横截面面积S1和S2；
步骤2、测量冷却塔塔盆水位变化时间：保持两台机组负荷一致，冷却塔不进行补水和排污；当两台机组循环水扩大单元制运行，且两台机组循环水泵出水压头不同时，关闭两台机组冷却塔闸板门；关闭两台机组冷却塔闸板门后，注意关注冷却塔塔盆水位不低于安全水位；当冷却塔闸板门全关后开始计时；水位有明显变化后停止计时，开启两台机组的冷却塔闸板门；记录到冷却塔塔盆水位变化时间为△t，△t用作计时区间；
步骤3、从DCS读取计时区间△t内两台机组冷却塔塔盆水位变化量△m1和△m2；
步骤4、根据循环水泵的日常调度运行方式，当两台机组投运循环水泵数量不同或出力不同时，在循环水泵出口管道的联络阀处就会出现较大的窜流量，这股窜流量经凝汽器后返回至冷却塔，在两机冷却塔闸板门处完成回流，平衡冷却塔进出循环水量；通过测定临时关闭两台机组冷却塔闸板门时循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量D0：
D0＝(△m1×S1/△t+△m2×S2/△t)/2
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；△m1、△m2分别为两台机组冷却塔塔盆水位变化量，单位为m；S1、S2分别为两台机冷却塔塔盆容水横截面面积，单位为m2；△t为冷却塔塔盆水位变化时间，单位为s；解决闭式循环水系统扩大单元制运行时，两台机组凝汽器循环水流量分配问题；
步骤5、根据设备厂提供或试验获得的不同循环水泵组合流量扬程曲线拟合函数，分别计算出两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2；
步骤6、对两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2进行窜流量修正，得到实际流经凝汽器循环水流量；通过窜流量修正后的实际流经凝汽器循环水流量为：
D10＝D1-D0
D20＝D2+D0
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；D1为两台机组中循环水压高机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D2为两台机组中循环水压低机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D10为经窜流量修正后的循环水压高机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s；D20为经窜流量修正后的循环水压低机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s。
作为优选，步骤2中两台机组循环水扩大单元制运行时，两台机组的循环水进水通过循环水泵出口管道上的联络阀联通，回水通过两台机组冷却塔闸板门联通。
作为优选，步骤4中窜流量等于冷却塔回流流量。
作为优选，步骤5中计算出两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2的方法为：根据并联泵扬程不变流量相加原则，绘制出多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线，再根据循泵组实际运行时的流量和扬程，给出管路特性曲线；根据多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线、管路特性曲线得到D1和D2。
本发明的有益效果是：本发明通过临时关闭两机冷却塔闸板门精准测定循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量，解决闭式循环水系统扩大单元制运行时，两台机组凝汽器循环水流量分配问题，克服了闭式循环水系统扩大单元制运行时，窜流量对两台机组凝汽器循环水流量分配的影响；本发明操作简单，解决了窜流量无法计算的难题，为冷端优化计算提供可靠数据。
附图说明
图1为本发明的循环水扩大单元制运行示意图；
图2为本发明的测定方法流程图；
图3为本发明实例中不同循泵组合流量扬程特性及管道阻力特性曲线图；
图4为本发明实例中两机五泵循环水窜流量曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
当闭式循环水系统扩大单元制运行时，当两机循泵出水压头不同时，压头较大机组的循环水会通过循泵出口管道上的联络管窜流至压头较小机组，形成窜流量。造成两机循泵出水压头不同的原因：一是由两机运行循泵台数不同；二是两机运行循泵台数相同时变频循泵频率不同，如目前机组冷端优化改造时通常采用高、低速循泵。
实施例一
本申请实施例一提供了一种如图2所示发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时循环水窜流量测定方法：
步骤1、分别计算两台机组冷却塔塔盆容水横截面面积S1和S2；
步骤2、测量冷却塔塔盆水位变化时间：保持两台机组负荷一致，冷却塔不进行补水和排污；当两台机组按如图1所示循环水扩大单元制运行，且两台机组循环水泵出水压头不同时，关闭两台机组冷却塔闸板门；关闭两台机组冷却塔闸板门后，注意关注冷却塔塔盆水位不低于安全水位；当冷却塔闸板门全关后开始计时；水位有明显变化后停止计时，开启两台机组的冷却塔闸板门；记录到冷却塔塔盆水位变化时间为△t，△t用作计时区间；两台机组循环水扩大单元制运行时，两台机组的循环水进水通过循环水泵出口管道上的联络阀联通，回水通过两台机组冷却塔闸板门联通。图1中，D为窜流量；D0为冷却塔回流流量；D1为循环水压高机组循泵出口循环水总流量；D2为循环水压低机组循泵出口循环水总流量；D01为经窜流量修正后的循环水压高机组实际流经凝气器循环水流量；D02为经窜流量修正后的循环水压低机组实际流经凝汽器循环水流量。
步骤3、从DCS读取计时区间△t内两台机组冷却塔塔盆水位变化量△m1和△m2；
步骤4、根据循环水泵的日常调度运行方式，当两台机组投运循环水泵数量不同或出力不同时，在循环水泵出口管道的联络阀处就会出现较大的窜流量，这股窜流量经凝汽器后返回至冷却塔，在两机冷却塔闸板门处完成回流，平衡冷却塔进出循环水量；通过测定临时关闭两台机组冷却塔闸板门时循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量D0：
D0＝(△m1×S1/△t+△m2×S2/△t)/2
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；△m1、△m2分别为两台机组冷却塔塔盆水位变化量，单位为m；S1、S2分别为两台机冷却塔塔盆容水横截面面积，单位为m2；△t为冷却塔塔盆水位变化时间，单位为s；解决闭式循环水系统扩大单元制运行时，两台机组凝汽器循环水流量分配问题；窜流量等于冷却塔回流流量；
步骤5、根据设备厂提供或试验获得的不同循环水泵组合流量扬程曲线拟合函数，根据并联泵扬程不变流量相加原则，绘制出多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线，再根据循泵组实际运行时的流量和扬程，给出管路特性曲线；根据多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线、管路特性曲线得到D1和D2；
步骤6、对两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2进行窜流量修正，得到实际流经凝汽器循环水流量；通过窜流量修正后的实际流经凝汽器循环水流量为：
D10＝D1-D0
D20＝D2+D0
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；D1为两台机组中循环水压高机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D2为两台机组中循环水压低机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D10为经窜流量修正后的循环水压高机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s；D20为经窜流量修正后的循环水压低机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s。
实施例二
在实施例一的基础上，本申请实施例二提供了实施例一中发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时循环水窜流量测定方法在某发电厂中的应用：
选取某发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行，两机五泵工况进行计算，其中1号机组循泵为两台，2号机组循泵为三台。两台机组负荷稳定在900MW，关闭冷却塔补水和排污门，冷却塔塔盆水位采用超声波水位计测量，在DCS画面上显示水位测量值。
1、计算1、2号冷却塔塔盆容水横截面面积S1为15850m2，S2为16180m2。
2、关闭两机冷却塔闸板门，当闸板门全关后开始计时，水位有明显变化后停止计时，开启两机冷却塔闸板门；对两机五泵工况进行试验，其中1号机组循泵为两台，2号机组循泵为三台。图4中的曲线表明冷却塔闸板门关闭后，1、2号冷却塔塔盆水位变化情况。时间变化为△t为450s。
3、从DCS画面上读取计时区间内1号机组冷却塔塔盆水位变化量△m1为0.144m，2号机组冷却塔塔盆水位变化量△m2为0.141m
4、窜流量D0为：
D0＝(△m1×S1/△t+△m2×S2/△t)/2＝5.07m3/s
5、如图3所示，本实施例中，已获取设备厂提供的单泵运行曲线，根据并联泵扬程不变流量相加原则，绘制出多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线，再根据循泵组实际运行时的流量和扬程，给出管路特性曲线；经不同循泵组合流量扬程曲线拟合函数计算，1号机两台循泵并联出口扬程为20.867m，对应循环水流量为D1＝24.013m3/s，2号机三台循泵并联出口扬程为22.735m，对应循环水流量为D2＝35.265m3/s。
经窜流量修正后的1号机组实际流经凝汽器的循环水流量D10＝D1+D0＝29.085m3/s，经窜流量修正后的2号机组实际流经凝汽器的循环水流量D20＝D2-D0＝30.195m3/s。

Claims (4)

1.一种发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、分别计算两台机组冷却塔塔盆容水横截面面积S1和S2；
步骤2、测量冷却塔塔盆水位变化时间：保持两台机组负荷一致，冷却塔不进行补水和排污；当两台机组循环水扩大单元制运行，且两台机组循环水泵出水压头不同时，关闭两台机组冷却塔闸板门；关闭两台机组冷却塔闸板门后，冷却塔塔盆水位不低于安全水位；当冷却塔闸板门全关后开始计时；水位有明显变化后停止计时，开启两台机组的冷却塔闸板门；记录到冷却塔塔盆水位变化时间为△t，△t用作计时区间；
步骤3、从DCS读取计时区间△t内两台机组冷却塔塔盆水位变化量△m1和△m2；
步骤4、当两台机组投运循环水泵数量不同或出力不同时，在循环水泵出口管道的联络阀处出现窜流量，窜流量经凝汽器后返回至冷却塔，在两机冷却塔闸板门处完成回流，平衡冷却塔进出循环水量；通过测定临时关闭两台机组冷却塔闸板门时循环水返回冷却塔的流量差异来计算窜流量D0：
D0＝(△m1×S1/△t+△m2×S2/△t)/2
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；△m1、△m2分别为两台机组冷却塔塔盆水位变化量，单位为m；S1、S2分别为两台机冷却塔塔盆容水横截面面积，单位为m2；△t为冷却塔塔盆水位变化时间，单位为s；
步骤5、根据设备厂提供或试验获得的不同循环水泵组合流量扬程曲线拟合函数，分别计算出两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2；
步骤6、对两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2进行窜流量修正，得到实际流经凝汽器循环水流量；通过窜流量修正后的实际流经凝汽器循环水流量为：
D10＝D1-D0
D20＝D2+D0
上式中，D0为窜流量，单位为m3/s；D1为两台机组中循环水压高机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D2为两台机组中循环水压低机组循环水泵出口循环水总流量，单位为m3/s；D10为经窜流量修正后的循环水压高机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s；D20为经窜流量修正后的循环水压低机组实际流经凝汽器循环水流量，单位为m3/s。
2.根据权利要求1所述发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，其特征在于：步骤2中两台机组循环水扩大单元制运行时，两台机组的循环水进水通过循环水泵出口管道上的联络阀联通，回水通过两台机组冷却塔闸板门联通。
3.根据权利要求1所述发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，其特征在于：步骤4中窜流量等于冷却塔回流流量。
4.根据权利要求1所述发电厂闭式循环水系统扩大单元制运行时窜流量测定方法，其特征在于，步骤5中计算出两台机组投运循环水泵组扬程对应的循环水泵出口循环水流量D1和D2的方法为：根据并联泵扬程不变流量相加原则，绘制出多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线，再根据循泵组实际运行时的流量和扬程，给出管路特性曲线；根据多泵并联运行时循泵组流量扬程曲线、管路特性曲线得到D1和D2。
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