[發(fā)明專利]基于冷端熱量損失的汽輪機組熱耗率在線監(jiān)測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110278504.6
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102305107A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊海生;盧勝陽
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗所
• 主分類號: F01D19/00
• 分類號: F01D19/00;G01K17/08
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火電廠發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電廠冷端熱量損失的汽輪機組熱耗率在線監(jiān)測裝置及方法。

背景技術(shù)

汽輪機組熱耗率是發(fā)電廠的重要性能指標，準確、實時的在線監(jiān)測汽輪機組熱耗率對發(fā)電廠運行煤耗統(tǒng)計和電網(wǎng)負荷實時優(yōu)化調(diào)度具有非常重要的意義。電網(wǎng)負荷實時調(diào)度主要是依據(jù)網(wǎng)內(nèi)各電廠實時供電煤耗率曲線進行各電廠運行負荷的實時分配，使全網(wǎng)的供電煤耗率最低，然而不準確的實時供電煤耗曲線可能減少電網(wǎng)內(nèi)節(jié)能效果，甚至產(chǎn)生相反的效果。由于實時的鍋爐入口煤量和熱值都很難滿足測量準確的要求，目前實時供電煤耗率曲線均通過計算鍋爐熱效率、汽輪機組熱耗率和廠用電率三部分得到，但結(jié)果存在較大的不確定度，其中汽輪機組熱耗率測量計算的不確定度最大。

隨著電力機組向大容量、高參數(shù)發(fā)展，電廠對汽輪機組運行經(jīng)濟性的重視程度越來越高。許多電廠都在近幾年安裝了汽輪機組的能耗分析平臺，但目前能耗分析平臺中，電廠機組的熱耗率指標計算均采用汽輪機組熱力試驗的計算方法，造成汽輪機組的熱耗率指標可信度較低。主要原因有：(1)熱力試驗的計算方法需要較多的計算參數(shù)，例如對于300MW亞臨界機組如采用給水流量為基準，約需要20多個參數(shù)；(2)部分主要運行參數(shù)正常運行中有較大的波動，如給水流量，直接影響計算的準確性；(3)汽輪機組正常運行中與試驗狀態(tài)存在差別，正常運行中熱力系統(tǒng)處在未完全隔離狀態(tài)，若直接采用熱力試驗的計算處理方法，將導(dǎo)致較大的誤差，如正常運行中鍋爐連續(xù)排污流量很難準確測量，而在試驗中一般可以隔離鍋爐連續(xù)排污流量。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測量系統(tǒng)較簡單、測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠的基于電廠冷端熱量損失的汽輪機組熱耗率在線監(jiān)測裝置及方法，對指導(dǎo)電廠機組經(jīng)濟運行具有重要意義。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案1：

一種基于電廠冷端熱量損失的汽輪機組熱耗性能在線監(jiān)測裝置，其包括測量單元、數(shù)據(jù)采集單元和熱耗率計算及顯示單元；

所述測量單元由設(shè)置在發(fā)電機出口的第一功率變送器、凝結(jié)水泵電機的第二功率變送器、電動給水泵電機的第三功率變送器、設(shè)置在凝汽器循環(huán)冷卻水進口的第一溫度傳感器、設(shè)置在凝汽器循環(huán)冷卻水出口的第二溫度傳感器和設(shè)置在凝汽器循環(huán)冷卻水出口流量傳感器組成；

所述第一~第三功率變送器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量傳感器的輸出端分別接數(shù)據(jù)采集單元的輸入端；

所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端接熱耗率計算及顯示單元的輸入端。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元的型號為OM-DAQPRO-6300。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案2：

采用技術(shù)方案1所述的裝置進行監(jiān)測的方法，按照下述步驟進行：

1）數(shù)據(jù)的采集和輸入：

用所述第一~第三功率變送器分別采集發(fā)電機、凝結(jié)水泵電機和電動給水泵電機的功率信號，用第一和第二溫度傳感器分別采集凝汽器的循環(huán)冷卻水進口和出口的溫度信號，用流量傳感器采集凝汽器的循環(huán)冷卻水出口的流量信號，并將采集的信號通過數(shù)據(jù)采集單元傳送至熱耗率計算及顯示單元；

2）熱耗率計算及顯示單元按照下述公式進行計算：

?????????????????????（1）

式中，P₁、P₂、P₃分別為發(fā)電機出口功率、凝結(jié)水泵電機功率及電動給水泵電機功率，單位kW；

F₁為凝汽器循環(huán)冷卻水出口流量，單位kg/h；

T₁、T₂分別為循環(huán)水進口水溫度及循環(huán)水出口水溫度，單位K；

η_g及η_m分別為發(fā)電機效率和汽輪機組機械效率，發(fā)電機效率η_g取設(shè)計值，汽輪機組機械效率η_m取99.5%；

C為循環(huán)冷卻水的比熱，單位kJ/(kg·K)。

上述技術(shù)方案是依據(jù)汽輪機組能量平衡推導(dǎo)出的一種新的汽輪機組熱耗率計算方法。其推導(dǎo)過程為：

正常運行中，某一汽輪機組的熱耗率采用下式計算：

???????????????????????????（2）

式中，為汽輪機組的熱耗率，單位；

??????為鍋爐側(cè)單位時間內(nèi)的輸入熱量，單位kJ/h；

??????為發(fā)電機出口功率，單位kW。

在實際的熱力系統(tǒng)中，Q的計算比較復(fù)雜，尤其是對于再熱式機組。