[發明專利]一種汽輪機熱耗率在線監測系統及測量方法

在審

• 申請號: 201710141452.5
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN107201921A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 楊文正;馬曉峰;譚銳;黃啟龍;李呈桐;馬靖磊
• 申請（專利權）人: 國電科學技術研究院;南京電力設備質量性能檢驗中心
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

本發明涉及一種汽輪機熱耗率在線監測系統及測量方法，屬于火力發電技術領域。

背景技術

隨著國家對火電機組節能減排工作的重視，準確的實時在線監測汽輪機熱耗率對火力發電企業具有重要的意義。

目前精確獲得汽輪機熱耗率的途徑是按照美國機電工程協會制定的汽輪機性能試驗規程ASME PTC6來進行嚴格的試驗測試，并通過標準規定的計算方法來獲得。按照試驗標準規定，試驗前需安裝高精度的ASME流量噴嘴來測量除氧器入口的凝結水流量，并以凝結水流量為基準通過迭代計算主給水流量，進而計算主蒸汽流量及再熱蒸汽流量，從而獲得汽輪機熱耗率。該計算方法復雜，且需要嚴格的系統隔離和其他額外的輔助試驗，如流量平衡試驗和變汽溫試驗。因此利用該方法不適合汽輪機熱耗率的實時在線監測。

各個電廠為了實時在線監測汽輪機熱耗率，在SIS系統中添加了汽輪機熱耗率計算模塊，該模塊在計算汽輪機熱耗率時是以給水流量為基準，并參照DCS系統中的減溫水流量，且未考慮高壓加熱器事故疏水泄漏等問題。一般情況下，隨著機組運行時間的增加，給水流量孔板和減溫水流量孔板的測量誤差會逐漸增大，從而導致汽輪機熱耗率與實際值偏差較大，不利于精確監測汽輪機熱耗率。

專利201110278504.6公開了一種基于電廠冷端熱量損失的汽輪機組熱耗率在線監測裝置，該裝置存在2個問題：第一個是由于循環水管道直徑大，因此無法采用孔板或者噴嘴測量循環水流量，而用超聲波流量計測量的循環水流量誤差一般在4％左右，測量誤差較大；第二個是循環水進出凝汽器的溫差一般在10℃左右，因此進出口溫度的測量誤差對計算結果影響較大。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的問題，提供一種準確的實時在線監測汽輪機熱耗率的方法。

為了達到上述目的，本發明提出的技術方案為：一種汽輪機熱耗率在線監測系統，用于在線監測火力發電機組中汽輪機的熱耗率，該系統包括在線數據收集模塊、數據預處理模塊、性能試驗標定模塊和數據計算分析模塊，所述在線數據收集模塊與數據預處理模塊連接，數據預處理模塊連接與性能試驗標定模塊連接，性能試驗標定模塊與數據計算分析模塊連接，所述在線數據收集模塊包括若干個壓力溫度傳感器、機組自帶的發電機電功率計和抽汽流量傳感器，若干個所述壓力溫度傳感器分別設置于主蒸汽管路、再熱蒸汽管路、供熱抽汽管路、供熱抽汽回水管路、最終給水管路、冷再蒸汽管路、再熱減溫水管路、再熱減溫器的入口與出口和三段抽汽管路處，所述在線數據收集模塊用于收集在線數據，所述數據預處理模塊用于對在線數據進行預處理，所述性能試驗標定模塊用于存儲通過高精度ASME試驗標定過的基準數據，并接收預處理后的數據，且根據預處理后的數據得到主蒸汽體積流量和再熱蒸汽質量流量等基準數據，所述數據計算分析模塊用于對在線數據與基準數據進行計算分析得到汽輪機熱耗率。

對上述技術方案的改進為：所述數據計算分析模塊包括數據轉換模塊和數據計算模塊，所述數據轉換模塊用于通過水和蒸汽性質計算軟件包將壓力和溫度數據轉換為密度和焓值等數據。

對上述技術方案的改進為：還包括終端顯示模塊，所述終端顯示模塊與數據計算分析模塊連接，用于接收汽輪機熱耗率數據并進行顯示。

一種采用上述汽輪機熱耗率在線監測系統的測量方法，包括如下步驟：

步驟1、通過壓力溫度傳感器收集火力發電機組中各個管道內蒸汽與水的壓力和溫度等在線數據，并收集火力發電機組DCS系統中的發電機功率和供熱抽汽量等在線數據；

步驟2、通過ASME試驗標定計算所需的基準數據；

步驟3、根據步驟1收集的壓力和溫度數據利用水和蒸汽性質計算軟件包計算出蒸汽與水的密度和焓值數據；

步驟4、利用步驟1、2和3中得到的數據計算火力發電機組中的各管道中蒸汽與水的質量流量；

步驟6、計算汽輪機熱耗率HR；