一种计算低压缸排汽特性的系统及方法

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，具体为一种计算低压缸排汽特性的系统及方法。

背景技术

凝汽器排汽流量可以用来准确计算凝汽器传热系数，而凝汽器传热系数可以用来实时监测凝汽器传热情况，判断凝汽器性能是否发生了劣化，并且对劣化情况进行定量分析。

现有技术中是按照汽轮机热力试验规程计算凝汽器排汽流量，非常复杂，计算用到了汽轮机侧所有性能监测测点，并且由于汽轮机7段抽汽、8段抽汽和低压缸排气均在湿汽区，不能通过压力和温度直接查询热焓值，需要计算机进行整个汽轮机热力系统热平衡迭代计算，由于涉及热力测点多，增加了测量的不确定性，不方便准确和实时监测凝汽器排汽流量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算低压缸排汽特性的系统及方法，以解决上述背景技术提出的凝汽器排汽流量测量计算困难的问题。当前技术，有采用从中压缸进汽点及末级抽汽点确定膨胀线的方式，将膨胀线延长至排汽压力可确定膨胀线终点焓ELEP。本发明则无需延长膨胀线，以凝结水流量为基准，通过加装7、8号低加疏水流量装置，测量出进入8号低压加热器及进入凝汽器的疏水流量，二者之差即为8号低压加热器抽汽流量，再结合5号低压加热器、6号低压加热器的热平衡计算，可得到7号低压加热器的抽汽流量，从而能够方便、准确地计算出低压缸排汽流量及焓值等特性参数。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种计算低压缸排汽特性的系统，包括锅炉、回热系统、给水泵汽轮机、凝结水泵、凝结水流量测量装置、高压缸、中压缸、低压缸。

所述回热系统包括高压加热器系统和低压加热器系统；

其中，所述高压加热器系统由1号高压加热器、2号高压加热器、3号高压加热器依次连接构成；

所述低压加热器系统靠近凝汽器的两级低压加热器的疏水管道上安装有疏水流量测量装置，所述疏水流量测量装置用于测低压缸次末级低压加热器至末级低压加热器的疏水流量、最末级低压加热器至凝汽器的疏水流量，用作末级低压加热器抽汽焓计算；

所述低压加热器系统由除氧器、5号低压加热器、6号低压加热器、7号低压加热器、8号低压加热器、轴封加热器、凝汽器依次连接构成；

所述疏水流量测量装置设于7号低压加热器与8号低压加热器之间的疏水管道上；所述凝结水流量测量装置设于8号低压加热器与凝汽器之间的疏水管道上。

优选的，所述高压缸、中压缸、低压缸均通过疏水管道与锅炉相连通。

优选的，所述凝汽器通过疏水管道与凝结水泵、轴封加热器相连通。

优选的，所述除氧器通过疏水管道与给水泵汽轮机相连通。

一种计算低压缸排汽特性的方法，基于所述疏水流量测量装置测量的疏水流量，计算8号低压加热器的进汽流量，结合5号低压加热器、6号低压加热器的热平衡计算，得到7号低压加热器的进汽流量，得到排汽特性参数；包括以下内容：

S1、高中压部分的汽水流量计算；

S2、低压部分汽水流量计算；

S3、加热器流量平衡计算。

优选的，在步骤S1中，包括以下步骤：

S10、以除氧器入口凝结水流量为基准，通过给水流量的迭代计算和高压加热器的热平衡计算，得到进入每个高压加热器的蒸汽流量；

S11、结合辅助流量的测量或计算，得到高中压部分整体的汽水流量，包括主蒸汽流量、高压缸排汽流量、中压缸进汽流量和中压缸排汽流量。

优选的，在步骤S2中，包括以下步骤：

S20、根据现场已有测点得到进入除氧器的凝结水流量，以压力最高一级的低压加热器开始，逐级向后计算各加热器的进汽量，直到抽汽为湿蒸汽的加热器前，均可直接计算各加热器进汽量及疏水量；

S21、通过疏水流量测量装置测得末级低加的疏水总流量后，利用该流量减去次末级疏水流量即可得到末级低加的抽汽量；

S22、根据低压缸各加热器抽汽量计算结果及辅助流量测量或计算，得到低压缸的排汽流量。

优选的，在步骤S3中，所述加热器流量平衡计算模型，包括以下内容：

a、1号高压加热器热平衡：

G

b、2号高压加热器热平衡：

G

c、3号高压加热器热平衡：

G

d、除氧器热平衡：

e、5号低压加热器热平衡：

G

f、6号低压加热器热平衡：

G

其中，G

G

G

h

h

下标1、2、3、4、5、6分别代表1～3号高压加热器、除氧器、5～6号低压加热器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，实现了在测算凝汽器排汽流量时无需再进行关于末级、次末级低加抽汽焓及低压缸排汽焓的复杂迭代，大大地减少了计算工作量。

2、本发明中，实现了计算过程中无需进行整机的输入能量和输出能量平衡计算，大大地降低了计算所需的汽水参数，有效地避免了由于个别测量误差引起的凝汽器排汽流量计算偏差。

附图说明

图1为本发明一种计算低压缸排汽特性的系统的结构示意图。

图中：

1、1号高压加热器；2、2号高压加热器；3、3号高压加热器；4、除氧器；5、5号低压加热器；6、6号低压加热器；7、7号低压加热器；8、8号低压加热器；9、高压缸；10、中压缸；11、低压缸；12、锅炉；13、发电机；14、凝汽器；15、凝结水泵；16、轴封加热器；17、疏水流量测量装置；18、凝结水流量测量装置；19、给水泵汽轮机。

具体实施方式

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，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1所示：一种计算低压缸排汽特性的系统，包括锅炉12、回热系统、给水泵汽轮机19、凝结水泵15、凝结水流量测量装置18、高压缸9、中压缸10、低压缸11；高压缸9、中压缸10、低压缸11均通过疏水管道与锅炉12相连通；凝汽器14通过疏水管道与凝结水泵15、轴封加热器16相连通；除氧器4通过疏水管道与给水泵汽轮机19相连通。

回热系统包括高压加热器系统和低压加热器系统。

其中，高压加热器系统由1号高压加热器1、2号高压加热器2、3号高压加热器3依次连接构成。

低压加热器系统靠近凝汽器14的两级低压加热器的疏水管道上安装有疏水流量测量装置17，疏水流量测量装置17用于测低压缸11次末级低压加热器至末级低压加热器的疏水流量、最末级低压加热器至凝汽器的疏水流量，用作末级低压加热器抽汽焓计算。

低压加热器系统由除氧器4、5号低压加热器5、6号低压加热器6、7号低压加热器7、8号低压加热器8、轴封加热器16、凝汽器14依次连接构成。疏水流量测量装置17设于7号低压加热器7与8号低压加热器8之间的疏水管道上；凝结水流量测量装置18设于8号低压加热器8与凝汽器14之间的疏水管道上。

本实施例将疏水流量测量装置17、凝结水流量测量装置18安装于7号低压加热器7与8号低压加热器8、8号低压加热器8与凝汽器14之间的疏水管道上，通过疏水流量的测量，结合5号、6号低加的热平衡计算，无需通过迭代的方式即可得到7号、8号低加的进汽流量。低压加热器水侧凝结水流量由5号低加进入除氧器4间的凝结水流量测量装置测得，5号、6号低压加热器的进汽流量基于凝结水流量及加热器汽侧及水侧参数计算而得。

实施例2

一种计算低压缸排汽特性的方法，基于所述疏水流量测量装置17测量的疏水流量，计算8号低压加热器8的进汽流量，结合5号低压加热器5、6号低压加热器6的热平衡计算，得到7号低压加热器7的进汽流量，得到排汽特性参数；包括以下内容：

1、高中压部分的汽水流量计算：以除氧器4入口凝结水流量为基准，通过给水流量的迭代计算和高压加热器的热平衡计算，得到进入每个高压加热器的蒸汽流量；结合辅助流量的测量或计算，得到高中压部分整体的汽水流量，包括主蒸汽流量、高压缸排汽流量、中压缸进汽流量和中压缸排汽流量。

2、低压部分汽水流量计算：根据现场已有测点得到进入除氧器4的凝结水流量，以压力最高一级的低压加热器开始，逐级向后计算各加热器的进汽量，直到抽汽为湿蒸汽的加热器前，均可直接计算各加热器进汽量及疏水量；通过疏水流量测量装置17测得末级低加的疏水总流量后，利用该流量减去次末级疏水流量即可得到末级低加的抽汽量；根据低压缸各加热器抽汽量计算结果及辅助流量测量或计算，得到低压缸的排汽流量。

3、加热器流量平衡计算模型：

①1号高压加热器1热平衡：

G

②2号高压加热器2热平衡：

G

③3号高压加热器3热平衡：

G

④除氧器4热平衡：

⑤5号低压加热器5热平衡：

G

⑥6号低压加热器6热平衡：

G

其中，G

G

G

h

h

下标1、2、3、4、5、6分别代表1～3号高压加热器、除氧器、5～6号低压加热器。

通过本实施例的测算方法，在测算凝汽器排汽流量时无需再进行关于末级、次末级低加抽汽焓及低压缸排汽焓的复杂迭代，大大地减少了计算工作量。同时，由于计算过程中无需再进行整机的输入能量和输出能量平衡计算，大大地降低了计算所需的汽水参数，有效地避免了由于个别测量误差引起的凝汽器排汽流量计算偏差。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。