一种实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法

技术领域

本发明属于火力发电行业技术领域，具体涉及一种实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法。

背景技术

火力发电厂再热蒸汽系统是将是在汽轮机中做了一部分功的蒸汽送回锅炉再一次加热、重新回到汽轮机做功的过程中的全部管道及其附属部件的总称。它是由从汽轮机高压缸排汽口至锅炉再热器进口的冷高温再热蒸汽管道、从再热器出口至汽轮机中压汽缸的高温再热蒸汽管道、阀门、疏水装置所组成。其中的高温再热蒸汽管道，由于经受高温高压的服役环境，特别是许多2000年前后投产服役的机组已运行超过10万小时，材料性能劣化、运行工况恶劣，其安全性至关重要。

虽然设计单位会给出合适的设计压力，管材规格也会考虑裕度，但是在服役过程中，恶劣运行工况、不稳定因素仍会造成高温再热蒸汽管道超压运行，在高温、内压应力的双重作用下，不仅会加速管道材质老化，而且会在缺陷处造成应力集中或在裂纹处引发裂纹扩展导致失效，特别是在弯管段、三通与直管段焊缝处，因超压引起的泄露或失效概率成指数增高。

此外，由于高温再热蒸汽管道的布置会经过集控室附近，一旦发生泄露或失效，会引发人身伤亡的重大安全事故，因此对高温再热蒸汽管道超压状态的实时计算是十分有意义的。

为此，提出了一种实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法，用超压状态值来反应高温再热蒸汽管道的超压实际状况，方便运行和检修人员掌握高温再热蒸汽管道的健康状况，保证机组的安全性。

目前，在已发表的文献中，仅有文献报道基于有限元应力分析法，对高温再热蒸汽管道焊缝处应力分布进行合理计算，如文献“基于有限元的高温再热蒸汽管道焊缝应力优化分析，2021(37)”；也有文献报道采用美国AFT流体分析计算软件，对1000MW的再热蒸汽系统管道的压降进行优化，提出最佳的管道选择规格，如文献“火电厂主蒸汽和再热蒸汽系统压降分析研究，2017(28)”。但针对实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法，该方法能够实时计算高温再热蒸汽管道的超压状态。

为达到上述目的，本发明所述的实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法包括以下步骤：

1)获取机组的高温再热蒸汽管道上各再热蒸汽压力测点的再热蒸汽压力RHP

2)获取发电功率在前一时刻t

3)确定机组的高温再热蒸汽管道上各再热蒸汽压力测点在前一时刻t

4)确认当前时刻t

步骤4)的具体操作为：

41)确认当前时刻t

42)根据当前时刻t

43)根据各再热蒸汽压力测点截至当前时刻t

当满足式(1)所示条件时，则认为机组运行且持续运行；

当满足式(2)所示条件时，则认为再热蒸汽压力测点未超压；

if RHP

当满足式(3)所示条件时，则认为再热蒸汽压力测点开始超压；

if RHP

当满足式(4)所示条件时，则认为再热蒸汽压力测点持续超压；

if RHP

当满足式(5)所示条件时，则认为再热蒸汽压力测点超压结束；

if RHP

当前时刻t

其中，t

各再热蒸汽压力测点截至当前时刻t

其中，t

高温再热蒸汽管道截至当前时刻为止的累计超压状态值S为：

S＝max{S

其中，i表示高温再热蒸汽管道有n个再热蒸汽压力测点。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法在具体操作时，通过获取机组运行状态参数实时发电功率值进行机组运行判断，实时对每个再热蒸汽压力测点值进行超压判断，根据完整的单次超压过程中，针对各再热蒸汽压力测点实时计算其单次超压状态值，并在时间上扩展针对各再热蒸汽压力测点实时计算其累次超压状态值，最终基于多个再热蒸汽压力测点实时计算高温再热蒸汽管道的累计超压状态值。通过超压状态值来表征高温再热蒸汽管道的超压状态，为电厂运行和检修技术人员开展运行考核、机组监督提供技术支持。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为确认当前时刻t

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1和图2，本发明所述的实时计算高温再热蒸汽管道超压状态的方法包括以下步骤：

1)确定计算对象

无论火力发电厂高温再热蒸汽管道如何布置和走向，计算对象均为机组的高温再热蒸汽管道。

2)确定超压报警值

根据运行规程确定高温再热蒸汽管道再热蒸汽压力的超压报警值PA。

3)确定计算相关参数

计算相关参数包括超压计算参数及机组运行状态参数。

其中，超压计算参数为再热蒸汽压力RHP，当存在多个再热蒸汽压力测点时，则使用右下角标i区分，各再热蒸汽压力RHP

机组运行状态参数包括实时发电功率P

4)开始计算并获取实时数据

从当前时刻t

5)机组运行判断

获取发电功率在前一时刻t

其中，当满足式(1)所示条件时，认为机组运行且持续运行，则转至步骤6)，否则，认为机组停机或启停机运行，则转至步骤4)；

6)测点超压判断

获取各再热蒸汽压力测点在前一时刻t

当满足式(2)所示条件时，认为再热蒸汽压力测点未超压，则转至步骤4)；

if RHP

当满足式(3)所示条件时，认为再热蒸汽压力测点开始超压，则转至步骤4)；

if RHP

当满足式(4)所示条件时，认为再热蒸汽压力测点持续超压，则继续转至步骤4)；

if RHP

当满足式(5)所示条件时，认为再热蒸汽压力测点超压结束，则转至步骤7)；

if RHP

7)测点单次超压状态值及累计超压状态值的实时计算

当再热蒸汽压力测点超压结束后，确认当前时刻t

其中，t

将统计时间扩展，并按照式(7)实时计算各再热蒸汽压力测点截至当前时刻t

其中，t

8)实时计算高温再热蒸汽管道截至当前时刻为止的累计超压状态值S，通过高温再热蒸汽管道截至当前时刻为止的累计超压状态值S表征高温再热蒸汽管道的超压状态；

根据各再热蒸汽压力测点截至当前时刻t

S＝max{S

其中，i表示高温再热蒸汽管道有n个再热蒸汽压力测点。

最终，实时计算完成，将再热蒸汽压力测点单次超压状态值和截至当前时刻为止的累计超压状态值、以及高温再热蒸汽管道截至当前时刻为止的累计超压状态值写入数据库，结束本轮计算，转至4)开始新一轮计算。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。