[發(fā)明專利]汽機帶疏水冷卻器的加熱器出水及疏水溫度測算方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010150246.9 | 申請日： | 2010-04-16 |
| 公開（公告）號： | CN101825502A | 公開（公告）日： | 2010-09-08 |
| 發(fā)明（設計）人： | 王培紅;王泉;李兵;殷捷;許寅 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G01K13/02 | 分類號： | G01K13/02 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 黃雪蘭 |
| 地址： | 210096*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 汽機 疏水 冷卻器 加熱器 出水 溫度 測算 方法 | ||
1.一種汽機帶疏水冷卻器的加熱器出水及疏水溫度測算方法，其特征在于，
步驟1：計算基準工況下加熱器純凝結(jié)段與疏水冷卻段的中間過渡溫度
選取機組額定負荷設計工況或性能考核試驗工況作為基準工況，符號加上標字母“o”的參數(shù)表示其為基準工況下的參數(shù)，選取基準工況下第j級加熱器的熱力參數(shù)：殼側(cè)壓力殼側(cè)抽汽焓值疏水溫度出水溫度進水溫度和機組功率并根據(jù)IAPWS-IF97工業(yè)用水和水蒸汽熱力性質(zhì)模型計算殼側(cè)壓力下對應的飽和溫度以及飽和水焓值
由加熱器純凝結(jié)段熱平衡方程：以及疏水冷卻段熱平衡方程：
式中：j為加熱器編號，按照加熱器抽汽壓力由高到低分別編號為1～n號，n為大于1的正整數(shù)；
為第j級加熱器抽汽量，單位為kg/h；
為第j級加熱器殼側(cè)抽汽壓力焓值，單位為kJ/kg；
為第j級加熱器殼側(cè)壓力對應的飽和水焓值，單位為kJ/kg；
為第j級加熱器給水流量，單位為kg/h；
Cp為給水的定壓比熱容，取為定值：4.1868kJ/(kg·℃)；
為第j級加熱器的出水溫度，單位為℃；
為第j級加熱器的進水溫度，單位為℃；
疏水焓值單位為kJ/kg；
整理后得到純凝結(jié)段與疏水冷卻段的中間過渡溫度與加熱器進、出口給水溫度的關系式：
步驟2：計算基準工況下加熱器純凝結(jié)段和疏水冷卻段的傳熱特征系數(shù)
(1)由基準工況下的純凝結(jié)段傳熱方程：
其中：下標“N”表示純凝結(jié)段，為基準工況下純凝結(jié)段傳熱系數(shù)K與傳熱面積F的乘積，單位為kJ/(m2·℃·h)·m2；
為基準工況下的純凝結(jié)段給水流量Dw與給水的定壓比熱容Cp的乘積，單位為kg/h·kJ/(kg·℃)；
基準工況下的純凝結(jié)段傳熱溫差：
得到基準工況下的純凝結(jié)段的傳熱特征系數(shù)：
(2)由基準工況下的疏水冷卻段傳熱方程：
其中：下標“DC”表示疏水冷卻段，為基準工況下疏水冷卻段傳熱系數(shù)K與傳熱面積F的乘積，單位為kJ/(m2·℃·h)·m2；
為基準工況下的疏水冷卻段的給水流量Dw與給水的定壓比熱容Cp的乘積，單位為kg/h·kJ/(kg·℃)；
基準工況下的疏水冷卻段傳熱溫差
得到基準工況下的疏水冷卻段的傳熱特征系數(shù)：
步驟3：計算實際工況下加熱器的疏水溫度tdj和出水溫度twj：
步驟3.1：在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中讀取實際工況下的殼側(cè)壓力pnj、第j級加熱器進水溫度tw(j+1)和機組功率Pe，若在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中沒有讀取到實際工況下的殼側(cè)壓力pnj，則通過計算得到實際工況下的殼側(cè)壓力pnj，再根據(jù)IAPWS-IF97工業(yè)用水和水蒸汽熱力性質(zhì)模型計算出實際工況下的殼側(cè)壓力pnj對應的實際工況下的飽和溫度tsj及飽和水焓hswj，若在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中沒有讀取到實際工況下的第j級加熱器進水溫度tw(j+1)，則通過計算得到實際工況下的第j級加熱器進水溫度tw(j+1)，所述的計算實際工況下的殼側(cè)壓力pnj的方法是：
在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中讀取實際工況下的抽汽壓力pj，計算實際工況下的殼側(cè)壓力pnj＝pj·(1-δpj)，δpj為管道壓損率，δpj＝3％～5％；
所述的計算實際工況下的第j級加熱器進水溫度tw(j+1)的方法是：
在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中讀取實際工況下的第j+1級加熱器殼側(cè)壓力pn(j+1)，若在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中沒有讀取到實際工況下的第j+1級加熱器殼側(cè)壓力pn(j+1)，則在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中讀取實際工況下的第j+1級加熱器抽汽壓力pj+1，計算實際工況下的第j+1級加熱器殼側(cè)壓力pn(j+1)＝pj+1·(1-δpj+1)，δpj+1為實際工況下的第j+1級加熱器的管道壓損率，δpj+1＝3％～5％；然后根據(jù)IAPWS-IF97工業(yè)用水和水蒸汽熱力性質(zhì)模型計算實際工況下的第j+1級加熱器殼側(cè)壓力pn(j+1)對應的飽和溫度ts(j+1)，并用飽和溫度減去第j+1級加熱器在設計工況下的端差θj+1，并以此差值為實際工況下的第j級加熱器進水溫度tw(j+1)，即tw(j+1)＝ts(j+1)-θj+1，
由于變工況后加熱器的抽汽焓值基本保持不變，所以實際工況下殼側(cè)抽汽焓值hnj近似取基準工況下的抽汽焓值，
步驟3.2實際工況下出水和疏水溫度的計算：
迭代計算步驟：
設置疏水溫度tdj的迭代初值，取加熱器進水溫度tw(j+1)+5作為迭代初始值(tdj)k＝0，其中下標k為迭代次數(shù)；
設置出水溫度twj的迭代初值，取加熱器進水溫度tw(j+1)+15作為迭代初始值(twj)l＝0，其中下標l為迭代次數(shù)；
由出水溫度twj與疏水溫度tdj的假設值計算純凝結(jié)段與疏水冷卻段中間過渡溫度：
計算出的中間過渡溫度(twn(j+1))l+1，根據(jù)純凝結(jié)段傳熱規(guī)律、數(shù)值試驗和基于樣本的模型參數(shù)辨識算法，由基準工況相應加熱器純凝結(jié)段傳熱特征系數(shù)以及實際工況的機組功率Pe計算得到實際工況下的加熱器純凝結(jié)段的傳熱特征系數(shù)，最終根據(jù)此傳熱特征系數(shù)計算實際出水溫度：
若當前出水溫度(twj)l不符合第一迭代收斂條件，則將出水溫度新值代入式(1)繼續(xù)迭代，所述第一迭代收斂條件為：
Δtwn(j+1)＝|(twn(j+1))l+1-(twn(j+1))l|≤0.01且Δtwj＝|(twj)l+1-(twj)l|≤0.01，
然后根據(jù)疏水冷卻段傳熱規(guī)律、數(shù)值試驗和基于樣本的模型參數(shù)辨識算法，由基準工況相應加熱器疏水冷卻段傳熱特征系數(shù)以及實際工況的機組功率Pe計算得到實際工況下的加熱器疏水冷卻段的傳熱特征系數(shù)，最終根據(jù)此傳熱特征系數(shù)以及純凝結(jié)段與疏水冷卻段的中間過渡溫度(twn(j+1))l+1計算疏水溫度：
其中：m為實際工況下的機組功率Pe與基準工況下的機組功率比值的指數(shù)，對于高壓加熱器m＝0.6，對于低壓加熱器m＝0.3；
若當前疏水溫度(tdj)k不符合第二迭代收斂條件，則將疏水溫度新值代入式(1)繼續(xù)迭代計算，所述第二迭代收斂條件為：Δtdj＝|(tdj)k-(tdj)k-1|≤0.01，
迭代計算收斂結(jié)束后，當前出水溫度(twj)l和疏水溫度(tdj)k作為加熱器的出水溫度twj和疏水溫度tdj的最終值。
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