RU1813971C

RU1813971C - Condenser monitoring system

Info

Publication number: RU1813971C
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Колосов; Юрий Владимирович Видин; Вадим Анатольевич Харламов
Original assignee: Красноярский Политехнический Институт
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1993-05-07

Abstract

Использование: дл контрол технического состо ни конденсаторов паровых турбин. Сущность изобретени : одна из конденсаторных трубок (контрольна ) снабжена индивидуальным подвйдо охлаждающей воды с фильтром и измерителем расхода и отводом охлаждающей воды с измерителем температуры. Система содержит блок определени количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, и блок определени термического сопротивлени загр зненной контрольной трубки, который подключен через анализатор и компаратор к ретстрирующему прибору. 2 ил.Usage: for monitoring the technical condition of steam turbine condensers. SUMMARY OF THE INVENTION: one of the condenser tubes (control) is equipped with an individual cooling water inlet with a filter and a flow meter and a cooling water outlet with a temperature meter. The system comprises a unit for determining the amount of heat absorbed by the water flowing through the control tube, and a unit for determining the thermal resistance of the contaminated control tube, which is connected through an analyzer and a comparator to the retrieval device. 2 ill.

Description

елate

сwith

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано дл контрол технического состо ни конденсаторов паровых турбин и обнаружени микрозагр знений, т.е. кусков дерева, торфа, рыбы и т.д., . Цель изобретени - повышение достоверности прогнозировани срока чистки конденсатора от макрозагр знений.The invention relates to a power system and can be used to monitor the technical condition of steam turbine condensers and detect microcontamination, i.e. pieces of wood, peat, fish, etc.,. The purpose of the invention is to increase the reliability of predicting the cleaning time of a condenser from macroscopic knowledge.

Поставленна цель достигаетс тем, что в системе контрол за режимом работы конденсатора , содержащей измеритель расхода охлаждающей воды, который вместе с измерител ми температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора подключен к блоку определени количества воспринимаемого водой тепла, измерители давлени в конденсаторе, подключенные к блоку определени среднего давлени в конденсаторе, выполненному в виде интегратора , к выходу которого подключен блокThis goal is achieved by the fact that in the system monitoring the operation of the condenser containing a cooling water flow meter, which, together with the cooling water temperature meters at the inlet and outlet of the condenser, is connected to a unit for determining the amount of heat perceived by water, pressure gauges in the condenser connected to the block determining the average pressure in the capacitor, made in the form of an integrator, to the output of which a unit is connected

определени температуры насыщени , а последний вместе с измерител ми температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора и блоком определени количества воспринимаемого водой тепла подключен к блоку определени термического сопротивлени загр зненного конденсатора , одна из трубок конденсатора (контрольна ) обеспечена индивидуальным подводом с фильтром и отводом охлаждающей воды и снабжена измерител ми температуры воды на входе и выходе и измерителем расхода; которые соединены с дополнительным блоком определени количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, причем последний вместе с блоком определени температуры насыщени и измерител ми температуры охлаждающей воды на входе и выходе контрольной трубки подключен к блоку определени термического сопротивлени determining the saturation temperature, and the latter, together with measuring the temperature of the cooling water at the inlet and outlet of the condenser and the unit for determining the amount of heat perceived by the water, is connected to the unit for determining the thermal resistance of the dirty condenser, one of the condenser tubes (control) is provided with an individual supply with a filter and a cooling water and is equipped with water temperature meters at the inlet and outlet and a flow meter; which are connected to an additional unit for determining the amount of heat absorbed by the water flowing through the control tube, the latter, together with the unit for determining the saturation temperature and measuring the temperature of the cooling water at the inlet and outlet of the control tube, is connected to the thermal resistance determination unit

соwith

со ю VJso u vj

загр знений трубки, который вместе с блоком термического сопротивлени загр зненного конденсатора подключен через анализатор и компаратор к регистрирующему прибору.a tube contamination, which, together with the thermal resistance block of the contaminated capacitor, is connected through an analyzer and a comparator to a recording device.

Изобретение позвол ет не только вы вить макрозагр знение, но и установить с высокой точностью степень загр знени , т.е. вы вить ту величину макрозагр знени , при которой необходимо начинать чистку конденсатора. Так как эффективность работы теплообменников, в том числе конденсаторов , наиболее полно определ етс величиной термического сопротивлени , то, располага значением этой величины, можно определить оптимальный срок чистки конденсатора.The invention allows not only to detect macrocontamination, but also to establish the degree of contamination with high accuracy, i.e. to determine the macroscopic magnitude of knowledge at which it is necessary to begin cleaning the capacitor. Since the efficiency of heat exchangers, including condensers, is most fully determined by the value of thermal resistance, then having this value in place, it is possible to determine the optimal cleaning time for the condenser.

Высокую точность расчета термических сопротивлений в предлагаемом изобретении обеспечивает идентичность условий конденсатора и контрольной трубки, как со стороны охлаждающей воды, так и со стороны пара, что нетрудно осуществить, т.к. кон- трольна трубка находитс в составе конденсатора. Рассматриваемые сходные отличительные признаки обеспечивают предлагаемому решению высокую достоверность прогнозировани сроков проведени чистки конденсатора от макрозагр знени , что повышает его термический КПД и, следовательно, экономичность работы энергоблока.The high accuracy of the calculation of thermal resistances in the present invention is ensured by the identical conditions of the condenser and the control tube, both from the cooling water side and from the steam side, which is easy to implement, because the control tube is part of a capacitor. Considered similar distinctive features provide the proposed solution with high reliability of predicting the timing of cleaning the condenser from macroscopic damage, which increases its thermal efficiency and, therefore, the efficiency of the power unit.

В известном же решении вы вление макрозагр знени основано на сравнении перепадов давлени охлаждающей воды, что, приблизительно, условно, т.к. не учитываетс вли ние макрозагр знений на интенсивность процессов теплообмена в конденсаторе. Величина гидравлического сопротивлени макрозагр знени не определ ет достаточно полно эффективность работы теплообменника.In the well-known solution, the detection of macroscopic knowledge is based on a comparison of the pressure drops of cooling water, which is approximately conditional, since the influence of macrogrowths on the intensity of heat transfer processes in the condenser is not taken into account. The magnitude of the hydraulic resistance of macroscopic knowledge does not fully determine the efficiency of the heat exchanger.

Нужно отметить, что в известном решении определ етс величина термического сопротивлени микрозагр знени на трубках опытного конденсатора и используетс в качестве дополнительного подтверждени по влени микрозагр знений,It should be noted that in the known solution, the thermal resistance of the microprecision is determined on the tubes of the test capacitor and is used as additional confirmation of the appearance of microprecision.

. В данном техническом решении конденсатор снабжен байпасной трубой, проход щей вне корпуса конденсатора параллельно конденсационным трубам. Внутри трубы имеетс контрольна трубка, снабженна прибором дл измерени пол ризационного сопротивлени и устройством , реагирующим на степень загр знени внутренней поверхности контрольной трубки . В зависимости от измер емого пол ризационного сопротивлени и степени загр знени контрольной трубки регулируетс ввод очистных элементов (губчатых шариков ) в конденсационные трубы.. In this technical solution, the condenser is equipped with a bypass pipe extending outside the condenser body parallel to the condensation pipes. Inside the pipe there is a control tube equipped with a device for measuring polarization resistance and a device responsive to the degree of contamination of the inner surface of the control tube. Depending on the measured polarization resistance and the degree of contamination of the control tube, the introduction of cleaning elements (sponge balls) into the condensation tubes is regulated.

В данном решении контрольна трубка находитс вне конденсатора, следовательно , трудно соблюдать идентичность условий по охлаждаемой воде и пару. В за вл емом решении соблюдаетс полна идентичность условий как по воде, так и по пару, т.к. контрольна трубка находитс внутри конденсатора . Наличие же идентичности условий позвол ет повысить точность прогнозировани сроков чистки конденсатора, что повышает экономичность работы энергоблока.In this solution, the control tube is located outside the condenser; therefore, it is difficult to maintain the identity of the conditions for chilled water and steam. In the claimed solution, the conditions are completely identical both in water and in steam, since the test tube is inside the capacitor. The presence of identical conditions makes it possible to increase the accuracy of predicting the cleaning time of the capacitor, which increases the efficiency of the power unit.

5 Сходные отличительные признаки в данном техническом решении позвол ют определ ть степень загр знени , сравнива пол ризационное сопротивление загр зненного конденсатора и загр зненной5 Similar distinguishing features in this technical solution allow to determine the degree of pollution by comparing the polarization resistance of the dirty capacitor and the dirty

0 контрольной трубки. Этот метод используетс только дл микрозагр знений. Кроме того, он приблизителен, т.к. только по одному критерию - пол ризационному сопротивлению - невозможно точно определить0 control tube. This method is used only for microcontamination. In addition, it is approximate, because only by one criterion - polarization resistance - it is impossible to determine exactly

5 степень загр знени дл прогнозировани срока чистки конденсатора.5 degree of contamination to predict the cleaning time of the capacitor.

В известном же решении сходные отличительные признаки позвол ют определ ть степень загр знени через термические со0 противлени , что повышает точность определени и, следовательно, обеспечивает высокую достоверность прогнозировани сроков чистки от макрозагр знений, что повышает экономичность работы энергобло5 ка.In the known solution, similar distinguishing features make it possible to determine the degree of pollution through thermal resistance, which increases the accuracy of determination and, therefore, provides high accuracy in predicting the cleaning time from macro-pollution, which increases the efficiency of the power unit.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство , принципиальна схема; на фиг. 2 . график зависимости термических сопротивлений от времени дл загр зненных конден0 сатора и контрольной трубки.In FIG. 1 shows the proposed device, a schematic diagram; in FIG. 2. plot of thermal resistance versus time for a dirty capacitor and control tube.

Система контрол за режимом работы конденсатора 1 содержит измеритель расхода 2 охлаждающей воды через конденсатор , измерители температурыThe system for monitoring the operation mode of the condenser 1 contains a flow meter 2 of cooling water through the condenser, temperature meters

5 охлаждающей воды 3 на входе и 4 на выходе , блок 5 определени количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через конденсатор, блок 6 определени термического сопротивлени загр зненного5 cooling water 3 at the inlet and 4 at the outlet, the unit 5 for determining the amount of heat absorbed by the water flowing through the condenser, the unit 6 for determining the thermal resistance of the contaminated

0 конденсатора, измерители давлени 7 конденсатора , блок определени среднего давлени конденсатора, выполненный в виде интегратора 8, блок 9, определ ющий температуру насыщени . Одна из конденсатор5 ных трубок (контрольна ) 10 снабжена индивидуальным подводом охлаждающей воды с фильтром 11 и измерителем 12 расхода воды и отводом охлаждающей воды с измерителем 13 температуры, блоком 14 определени количества тепла, воспринимавмого водой, протекающей через контрольную трубку 10, блоком 15 определени термического сопротивлени загр зненной контрольной трубки 10, который подключен через анализатор 16 и компаратор 17 к регистрирующему прибору 18.0 condenser, pressure gauges 7 of the condenser, the unit for determining the average pressure of the condenser, made in the form of an integrator 8, block 9, which determines the temperature of saturation. One of the condenser tubes (control) 10 is equipped with an individual cooling water supply with a filter 11 and a water flow meter 12 and a cooling water outlet with a temperature meter 13, a unit 14 for determining the amount of heat absorbed by the water flowing through the control tube 10, and a thermal determination unit 15 resistance of the contaminated control tube 10, which is connected through an analyzer 16 and a comparator 17 to a recording device 18.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Измер етс температура охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора 1 измерител ми 3 и 4, выполненными в виде термометров сопротивлени . Расход охлаждающей воды через конденсатор измер етс измерителем 2, выполненным в виде интегрирующей трубки. Количество тепла, воспринимаемого водой, проход щей через конденсатор, определ етс в соответствующем блоке 5 по поступающим туда показани м измерителей температуры охлаждающей воды на входе 3 и выходе 4 конденсатора 1 и измерител 2 расхода охлаждающей воды. Давление в конденсаторе 1 по длине трубного пучка измер етс измерител ми давлени 7 - манометрами. Среднее давление в конденсаторе определ етс блоком 8, выполненным в виде интегратора, как среднеинтегральна величина локальных давлений, измеренных измерител ми 7 давлени . Сигнал-аналог среднего давлени из блока 8 поступает в блок 9, где формируетс сигнал температуры насыщени , который вместе с сигналами температур охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора соответственно от измерителей 3 и 4 и сигналом, пропорциональным количеству воспринимаемого водой тепла, из блока 5 поступают в блок 6, где формируетс сигнал, пропорциональный термическому сопротивлению загр зненного конденсатора .The temperature of the cooling water at the inlet and outlet of the condenser 1 is measured by meters 3 and 4, made in the form of resistance thermometers. The flow rate of cooling water through the condenser is measured by a meter 2 made in the form of an integrating tube. The amount of heat absorbed by the water passing through the condenser is determined in the corresponding block 5 by the readings of the temperature meters of the cooling water at the inlet 3 and output 4 of the condenser 1 and the meter 2 of the cooling water flow. The pressure in the condenser 1 along the length of the tube bundle is measured by pressure gauges 7 — manometers. The average pressure in the condenser is determined by the unit 8, made in the form of an integrator, as the average integral value of local pressures measured by pressure meters 7. An analog signal of the average pressure from block 8 enters block 9, where a saturation temperature signal is generated, which, together with the signals of the cooling water temperatures at the inlet and outlet of the condenser from meters 3 and 4, respectively, and a signal proportional to the amount of heat received by the water, come from block 5 to block 6, where a signal is generated proportional to the thermal resistance of the dirty capacitor.

Измер етс температура охлаждающей воды измерител ми 3 на входе и 13 на выходе контрольной трубки 10, расход охлаждающей воды через контрольную трубку измер етс измерителем 12, Количество тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, определ ет-. с в блоке 14 по поступающим туда показани м измерителей 3 на входе и 13 невыходе; контрольной трубки и измерител 12 расхода охлаждающей воды через контрольную трубку. Сигнал-аналог количества тепла, воспринимаемого водой, протекаю щей через контрольную трубку, из блока 13 вместе с сигналами температур охлаждающей воды от измерителей 3 на входе и 13 на выходе контрольной трубки и сигналом температуры насыщени из блока 9 поступает в блок 14, где формируетс сигнал, пропорциональный термическому сопротивлению, загр зненной контрольной трубки. Сигналы-аналоги термических сопротивлений, вырабатываемые блоками 6 и 15 соответственно конденсатора и контрольной труЬки, поступают в анализатор 16, выполненный вThe temperature of the cooling water is measured by meters 3 at the inlet and 13 at the output of the control tube 10, the flow rate of cooling water through the control tube is measured by the meter 12. The amount of heat absorbed by the water flowing through the control tube determines -. c in block 14, according to the readings of meters 3 at the input and 13 not output; a control tube and a meter 12 for cooling water flow through the control tube. An analog signal of the amount of heat absorbed by the water flowing through the control tube from block 13 together with the cooling water temperature signals from meters 3 at the inlet and 13 at the outlet of the control tube and the saturation temperature signal from block 9 enters block 14, where a signal is generated proportional to the thermal resistance of the dirty control tube. Analog signals of thermal resistances generated by blocks 6 and 15 of the capacitor and control tube, respectively, are fed to the analyzer 16, made in

5 виде блока вычитани , где формируетс сигнал , пропорциональный показателю режи- ма работы конденсатора.5 is a view of a subtraction unit where a signal is generated proportional to the capacitor operation mode.

При разности термических сопротивлений загр зненного конденсатора и конт0 рольной трубки, равной нулю, компаратор 17, подключенный к выходу анализатора 16, не срабатывает (фиг. 2, участок АВ)When the difference in thermal resistance of the dirty capacitor and the control tube is zero, the comparator 17 connected to the output of the analyzer 16 does not work (Fig. 2, section AB)

Рконд. Нконтр.тр.Rkond. Control

При по влении отложений на внутренней 5 поверхности трубок конденсатора и контрольной трубки (микрозагр знени ) термическое сопротивление начинает возрастать, причем в равной степени, т.к. соблюдаетс идентичность условий (фиг, 2. участок ВС):When deposits appear on the inner 5 surface of the condenser tubes and the control tube (microcontamination), the thermal resistance begins to increase, and equally, because the conditions are identical (Fig. 2. BC section):

0Яконд. Рконтр.трубки.0Yakond. Control tubes.

При по влении макрозагр знени (закупорка трубок конденсатора кусками дерева , торфа) термические сопротивлени конденсатора и контрольной трубки растутWhen macroscopic knowledge appears (clogging of the condenser tubes with pieces of wood, peat), the thermal resistances of the capacitor and the control tube increase

5 не одинаково, т.к. контрольна трубка не подвержена макрозагр знению из-за наличи фильтра (фиг. 2):5 is not the same, because the control tube is not susceptible to macro-contamination due to the presence of a filter (Fig. 2):

Вконд. Кконтр.тр.J ; Участок CDi-термическое сопротивлениеVkond. Cont.tr.J; Plot CDi Thermal Resistance

0 конденсатора, CD2- контрольной трубки/ При разности термических сопротивлений конденсатора и контрольной трубки больше допустимой компаратор 16 формирует сигнал Чистка, посту паю5 щий на регистрирующий прибор 18.0 of the capacitor, CD2-control tube / When the difference in the thermal resistances of the capacitor and the control tube is greater than the allowable value, the comparator 16 generates a Cleaning signal that is transmitted to the recording device 18.

Предлагаемое изобретение, по сравнению с прототипом, обладает следующими технико-экономическими преимуществами. Так как охлаждающа вода в конденса0 ционные трубки .обычно подводитс из открытоговодоема . например пруда-охладител , в ней нар ду с микроорганизмами , минеральными сол ми встречаютс крупные загр знени : куски мертвойThe present invention, in comparison with the prototype, has the following technical and economic advantages. Since cooling water is supplied to the condensation tubes from an open water source. for example, a cooling pond, along with microorganisms, mineral salts, there are large contaminants: pieces of dead

5 рыбы, шин, дерева и т.д. Обычно устанавливаютс , фильтры или другие приспособлени в месте забора охлаждающей воды. Но даже самые лучшие из таких систем позвол ют некоторому мусору пройти в систему и5 fish, tires, wood, etc. Typically, filters or other devices are installed at the cooling water intake. But even the best of these systems allow some debris to enter the system and

0 накапливаютс у входных отверстий. Поэтому очень важно вы вить их и при определенной степени макрозагр знений, котора рассчитываетс путем сравнени термических сопротивлений, удалить. В противном0 accumulate at the inlets. Therefore, it is very important to identify them and, to a certain degree, the macroscopic knowledge, which is calculated by comparing the thermal resistances, to remove. Otherwise

5 случае входы в конденсаторные трубки будут заблокированы и трубки полностью выпадут из теплообмена, что снизит термический КПД энергоблока.In the 5th case, the entrances to the condenser tubes will be blocked and the tubes will completely fall out of heat transfer, which will reduce the thermal efficiency of the power unit.

Таким образом, одним из преимуществ изобретени вл етс возможность пы влени макрозагр знени и прогнозирование срока чистки конденсатора.Thus, one of the advantages of the invention is the possibility of macroscopic dust generation and prediction of the cleaning time of the capacitor.

Согласно же прототипу, вы вл ют микрозагр знени , т.е. отложени биологического и минерального происхождени на внутренних поверхност х трубок.According to the prior art, microprecision, i.e. deposits of biological and mineral origin on the inner surfaces of the tubes.

Преимуществом изобретени вл етс также повышение экономичности энергоблока , т.к. высока достоверность прогнози- рованй сроков проведени чистки конденсатора позвол ет эксплуатировать паротурбинную установку с максимально возможной эффективностью, обеспечивает экономию топлива..An advantage of the invention is also an increase in the efficiency of the power unit, since high reliability of the predicted terms for cleaning the condenser allows you to operate the steam turbine unit with the highest possible efficiency, provides fuel economy ..

Формул а изобретени Система контрол за режимом работы конденсатора, содержаща измерители расхода охлаждающей воды и температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора , подключенные к блоку определени количества воспринимаемого водой тепла, измерители давлени в конденсаторе , подключенные к блоку определени среднего давлени в конденсаторе, выполненному в виде интегратора, к выходу которого подключен блок определени температуры насыщени , который совместно с измерител ми температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатораSUMMARY OF THE INVENTION A condenser operating mode monitoring system comprising meters of cooling water flow and cooling water temperature at the inlet and outlet of a condenser connected to a unit for determining the amount of heat perceived by water, pressure gauges in a condenser connected to a unit for determining an average pressure in a condenser made in as an integrator, to the output of which a saturation temperature determination unit is connected, which, together with measuring the temperature of cooling water at the inlet and outlet capacitor ode

и блоком определени количества воспринимаемого водой тепла подключен к блоку определени термического сопротивлени загр зненного конденсатора, и анализатор,and a unit for determining the amount of heat absorbed by water is connected to a unit for determining the thermal resistance of the dirty capacitor, and an analyzer,

св занный через компаратор с регистрирующим прибором, о т л и ч а ю щ а с тем, что, с целью повышени точности контрол , одна из трубок конденсатора имеет индивидуальные подвод с фильтром и отвод охлаждающей воды, а система снабжена измерител ми температуры воды на входе и выходе трубки и расхода воды через нее, блоком определени тепла, воспринимаемого водой, протекающей через указаннуюconnected through a comparator to a recording device, it is important that, in order to increase the accuracy of control, one of the condenser tubes has an individual supply with a filter and discharge of cooling water, and the system is equipped with water temperature gauges the inlet and outlet of the tube and the flow rate of water through it, the unit for determining the heat received by the water flowing through the specified

трубку, и блоком определени термического сопротивлени загр зненной трубки, причем измерители температуры на входе и вьи ходе трубки и расхода воды через последнюю подключены к блоку определени тепла, воспринимаемого водой, протекающей через трубку, который совместно с блоком определени температуры насыщени и измерител ми температуры охлаждающей воды на входе и выходе трубкиthe tube, and the unit for determining the thermal resistance of the dirty tube, and the temperature meters at the inlet and at the end of the tube and the flow rate of water through the latter are connected to the unit for determining the heat received by the water flowing through the tube, which together with the unit for determining the saturation temperature and measuring the temperature of the cooling water inlet and outlet tube

подключены к блоку определени термического сопротивлени загр зненной контрольной трубки, который совместно с блоком определени термического сопротивлени загр зненного конденсатора подключей к анализатору.connected to a block for determining the thermal resistance of the dirty control tube, which, together with a block for determining the thermal resistance of the dirty capacitor, is connected to the analyzer.