[發(fā)明專利]一種凝汽器污垢度在線監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710757914.6
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107577859A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建蘭;翟兆銀;吳至易;王際洲
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 張彩錦,曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于凝汽器監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種凝汽器污垢度在線監(jiān)測方法，特別是一種基于軟測量技術(shù)的凝汽器污垢度在線監(jiān)測方法。本發(fā)明可應(yīng)用于具有凝汽器系統(tǒng)的火力發(fā)電廠或核電廠污垢度的在線監(jiān)測以及凝汽器系統(tǒng)熱力性能的預(yù)測和分析。

背景技術(shù)

凝汽器是電廠換熱的重要設(shè)備，其清潔程度直接影響電廠運行的經(jīng)濟性，目前，大多數(shù)火力發(fā)電廠的SIS系統(tǒng)(Supervisory Information System in plant level，廠級監(jiān)控信息系統(tǒng))中，已經(jīng)集成了凝汽器管腐蝕在線監(jiān)測裝置。這種凝汽器污垢度監(jiān)測方法基于流量測量，即通過安裝在除氧器進口的ASME(美國機械工程師協(xié)會(American Society of Mechanical Engineers))標準孔板，測量主凝結(jié)水流量，再根據(jù)高壓加熱器的運行推算出主蒸汽流量，其凝汽器污垢度在線監(jiān)測精度與主凝結(jié)水流量的測量精度高度相關(guān)。

在實際使用時發(fā)現(xiàn)，SIS系統(tǒng)所監(jiān)測的凝汽器污垢度波動較大，準確性較低。是因為ASME標準孔板流量計的流量計算公式中除流量計壓差為實際測量取值外，其他各參數(shù)一般通過實驗標定。但機組的實際運行狀況經(jīng)常偏離標定工況，尤其當(dāng)機組出力變化，即機組變負荷時，實際工況會與實驗標定工況偏離得更遠，這種實際工況與實驗標定的偏差是造成現(xiàn)場流量測量不準確的主要原因之一。并且流量孔板隨著機組運行，容易發(fā)生彎曲變形，入口邊緣磨損或受腐蝕發(fā)生缺口，會進一步加劇流量測量值與真實值的偏差。

此外，有學(xué)者提出將傳感器安裝在凝汽器外部的測量支路上進行監(jiān)測，這種傳感器的優(yōu)勢在于傳感器出現(xiàn)問題時便于發(fā)現(xiàn)和處理，并且能夠模擬凝汽器的熱負荷、測量生物附著速率和積垢速率，缺點是傳感器內(nèi)表面與實際銅管的流動狀態(tài)不同，測量的腐蝕狀態(tài)不能準確代表實際銅管的腐蝕情況。另外，通過停機檢查也可以判斷凝汽器的清潔度，其是最準確的檢測方法，但這種方法在很大程度上不符合電廠的實際生產(chǎn)情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種凝汽器污垢度在線監(jiān)測方法，其基于汽輪機變工況性能模型獲得的凝汽器汽水參數(shù)，分別計算獲得整體換熱熱阻、水側(cè)對流換熱熱阻、氣側(cè)凝結(jié)傳熱熱阻和管壁導(dǎo)熱熱阻，最后求得污垢熱阻，然后用該污垢熱阻的大小表示凝汽器的水側(cè)清潔程度，由此完成凝汽器系統(tǒng)污垢度的在線監(jiān)測，具有穩(wěn)定、準確、容錯的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種凝汽器污垢度在線監(jiān)測方法，其包含以下步驟：

(1)建立汽輪機變工況性能模型，根據(jù)該汽輪機變工況性能模型計算獲得凝汽器汽水參數(shù)，根據(jù)所述凝汽器汽水參數(shù)計算獲得所述凝汽器的整體換熱熱阻；

(2)計算凝汽器冷卻管水側(cè)對流換熱熱阻、冷卻管管壁導(dǎo)熱熱阻以及凝汽器氣側(cè)凝結(jié)換熱系數(shù)，并對所述氣側(cè)凝結(jié)換熱系數(shù)進行修正，獲得氣側(cè)凝結(jié)傳熱熱阻；

(3)根據(jù)所述凝汽器的整體換熱熱阻、冷卻管水側(cè)對流換熱熱阻、冷卻管管壁導(dǎo)熱熱阻和氣側(cè)凝結(jié)傳熱熱阻求出凝汽器的污垢熱阻，以該污垢熱阻的大小表示凝汽器的水側(cè)清潔程度，進而實現(xiàn)凝汽器污垢度的在線監(jiān)測。

作為進一步優(yōu)選的，所述根據(jù)汽輪機變工況性能模型計算獲得的凝汽器汽水參數(shù)包括低壓缸排汽流量D_c、流入凝汽器的疏水流量凝結(jié)水流量D_n和低壓缸排汽焓h_c。

作為進一步優(yōu)選的，所建立的汽輪機變工況性能模型由公式Ⅰ到公式Ⅳ構(gòu)成：

低壓缸排汽流量D_c按公式Ⅰ計算：

式中，D₀、D_rhsp、D_i、D_f、D_mg、D_sgi、m和n分別表示主蒸汽流量、再熱器減溫水流量、i號加熱器進汽流量、中壓缸冷卻轉(zhuǎn)子用汽量、高壓門桿漏汽量、i段軸封漏汽的流量、加熱器的個數(shù)、軸封漏汽的段數(shù)；

流入凝汽器的疏水流量按公式Ⅱ計算：

式中，D_i+1、D_w(i+1)分別表示i號加熱器疏水流量、i+1號加熱器進汽流量、i+1號加熱器進口水流量，h_(i+1)、h_w(i+1)、h_wi、和分別表示i+1號加熱器進汽焓、進口水焓、出口水焓、疏水焓和i號加熱器疏水焓；

凝結(jié)水流量D_n按公式Ⅲ計算：