[發(fā)明專利]一種汽輪機(jī)低壓缸排汽焓值在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811214827.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109211439B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文正;馬曉峰;譚銳;于強(qiáng);李呈桐;馬靖磊;郭嘉;黃新長(zhǎng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)能南京電力試驗(yàn)研究有限公司
• 主分類號(hào): G01K17/10
• 分類號(hào): G01K17/10
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種汽輪機(jī)低壓缸排汽焓值在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：該方法所采用的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括低壓缸、凝汽器、凝結(jié)水泵、軸加、四組低壓加熱器和終端顯示模塊，四組低壓加熱器分別為低加1、低加2、低加3、低加4；低壓缸出口和凝汽器蒸汽入口通過(guò)低壓缸排汽管道連接，凝結(jié)水泵、軸加、低加1、低加2、低加3和低加4沿水流方向依次設(shè)置于凝汽器凝結(jié)水出口與凝結(jié)水出水管道之間；低加1、低加2和低加3分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的蒸汽管道與低壓缸連接；相鄰兩組低加還通過(guò)疏水管道連接，低加1和軸加分別通過(guò)疏水管道與凝汽器連接；低壓缸排汽至凝汽器的蒸汽管道、軸加、低加1、低加2、低加3和低加4對(duì)應(yīng)設(shè)有傳感器，凝汽器的循環(huán)水管路中循環(huán)水進(jìn)水管道設(shè)有流量傳感器和溫度傳感器，循環(huán)水出水管道設(shè)有溫度傳感器，各傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；所述終端顯示模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于接收數(shù)據(jù)處理模塊處理后數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示；

該方法包括如下步驟：

1)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集：

采集當(dāng)前汽輪機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括：軸加進(jìn)汽壓力、軸加出水和進(jìn)水溫度、循環(huán)水進(jìn)水和出水溫度、循環(huán)水進(jìn)水流量、凝汽器補(bǔ)水壓力、溫度和流量、軸加疏水溫度、軸加進(jìn)汽溫度、凝結(jié)水泵入口溫度、凝結(jié)水壓力和流量、低壓缸排汽壓力、各低加疏水溫度、低加1-低加3抽汽壓力、各低加進(jìn)汽壓力、低加3和低加4進(jìn)汽溫度、低加3抽汽溫度和各低加出水溫度；

2)低壓缸排汽焓值的計(jì)算：

2.1)軸加疏水流量的計(jì)算：

通過(guò)對(duì)軸加建立熱平衡方程計(jì)算軸加疏水流量，其中熱平衡方程如公式(1)所示：

其中：h_zq＝f(p_z,t_zq)；h_zs＝f(p_z,t_zs)；h_zc＝f(p_c,t_zc)；h_zj＝f(p_c,t_zj)；f代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和溫度求取焓值的函數(shù)關(guān)系；

式中：D_zs為軸加疏水流量；D_c為凝結(jié)水流量；h_zq為軸加進(jìn)汽焓值；h_zs為軸加疏水焓值；h_zc為軸加出水焓值；h_zj為軸加進(jìn)水焓值；p_z為軸加進(jìn)汽壓力；t_zq為軸加進(jìn)汽溫度；t_zs為軸加疏水溫度；p_c為凝結(jié)水壓力；t_zc為軸加出水溫度；t_zj為軸加進(jìn)水溫度；

2.2)低加疏水流量的計(jì)算：

首先按下式計(jì)算低加3抽汽至低加2抽汽的級(jí)間效率η_3-2與低加2抽汽至低加1抽汽的級(jí)間效率η_2-1：

其中：f₁代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和熵值求取焓值的函數(shù)關(guān)系，f₂代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和焓值求取熵值的函數(shù)關(guān)系；

式中：η_3-2為低加3抽汽至低加2抽汽的級(jí)間效率；η_2-1為低加2抽汽至低加1抽汽的級(jí)間效率；為低加3抽汽至低加2抽汽的低加2抽汽理想焓值；為低加2抽汽至低加1抽汽的低加1抽汽理想焓值；S_3t為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加3抽汽熵值；S_2t為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加2抽汽熵值；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加3抽汽焓值；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加2抽汽焓值；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加1抽汽焓值；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加3抽汽壓力；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加2抽汽壓力；為汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)測(cè)試的低加1抽汽壓力；

然后通過(guò)對(duì)各低壓加熱器建立熱平衡方程依次計(jì)算低加4、低加3、低加2、低加1的蒸汽進(jìn)汽流量，其中熱平衡方程如公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)所示，并根據(jù)公式(2)計(jì)算低加1疏水流量：

D_1s＝D_4,q+D_3,q+D_2,q+D_1,q??????公式(2)

其中：h_4,c＝f(p_c,t_4,c)；h_4,j＝f(p_c,t_4,j)；h_4,q＝f(p_4,q,t_4,q)；h_4,s＝f(p_4,q,t_4,s)；h_3,c＝f(p_c,t_3,c)；h_3,j＝f(p_c,t_3,j)；h_3,s＝f(p_3,q,t_3,s)；h_3,q＝f(p_3,q,t_3,q)；h_2,c＝f(p_c,t_2,c)；h_2,j＝f(p_c,t_2,j)；h_2,s＝f(p_2,q,t_2,s)；h_1,c＝f(p_c,t_1,c)；h_1,j＝f(p_c,t_1,j)；h_1,s＝f(p_1,q,t_1,s)；

t_1,j＝t_zc；f代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和溫度求取焓值的函數(shù)關(guān)系；f₁代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和熵值求取焓值的函數(shù)關(guān)系；f₂代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和焓值求取熵值的函數(shù)關(guān)系；下一級(jí)加熱器的進(jìn)水溫度等于上一級(jí)加熱器的出水溫度，即低加4進(jìn)水溫度等于低加3出水溫度，低加3進(jìn)水溫度等于低加2出水溫度，低加2進(jìn)水溫度等于低加1出水溫度；

式中：D_1s為低加1疏水流量；D_4,q為低加4的蒸汽進(jìn)汽流量；D_3,q為低加3的蒸汽進(jìn)汽流量；D_2,q為低加2的蒸汽進(jìn)汽流量；D_1,q為低加1的蒸汽進(jìn)汽流量；D_c為凝結(jié)水流量；h_4,c為低加4出水焓值；h_4,j為低加4進(jìn)水焓值；h_4,q為低加4進(jìn)汽焓值；h_4,s為低加4疏水焓值；h_3,c為低加3出水焓值；h_3,j為低加3進(jìn)水焓值；h_3,q為低加3進(jìn)汽焓值；h_3,s為低加3疏水焓值；h_2,c為低加2出水焓值；h_2,j為低加2進(jìn)水焓值；h_2,q為低加2進(jìn)汽焓值；h_2,s為低加2疏水焓值；h_1,c為低加1出水焓值；h_1,j為低加1進(jìn)水焓值；h_1,q為低加1進(jìn)汽焓值；h_1,s為低加1疏水焓值；p_c為凝結(jié)水壓力；t_4,c為低加4的出水溫度；t_4,j為低加4的進(jìn)水溫度；p_4,q為低加4的進(jìn)汽壓力；t_4,q為低加4的進(jìn)汽溫度；t_4,s為低加4的疏水溫度；t_3,c為低加3的出水溫度；t_3,j為低加3的進(jìn)水溫度；t_3,s為低加3的疏水溫度；p_3,q為低加3的進(jìn)汽壓力；t_3,q為低加3的進(jìn)汽溫度；t_2,c為低加2的出水溫度；t_2,j為低加2的進(jìn)水溫度；t_2,s為低加2的疏水溫度；p_2,q為低加2的進(jìn)汽壓力；t_1,c為低加1的出水溫度；t_1,j為低加1的進(jìn)水溫度；t_1,s為低加1的疏水溫度；p_1,q為低加1的進(jìn)汽壓力；η_2-1為低加2抽汽至低加1抽汽的級(jí)間效率；η_3-2為低加3抽汽至低加2抽汽的級(jí)間效率；為低加2抽汽至低加1抽汽的低加1抽汽理想焓值；為低加3抽汽至低加2抽汽的低加2抽汽理想焓值；為低加1的抽汽壓力；為低加2的抽汽壓力；為低加3的抽汽壓力；S₂為低加2的抽汽熵值；S₃為低加3的抽汽熵值；

2.3)低壓缸排汽量的計(jì)算：

通過(guò)對(duì)凝汽器建立流量平衡方程計(jì)算汽輪機(jī)低壓缸排汽流量，其中流量平衡方程如公式(7)所示：

D_LE＝D_c-D_m-D_zs-D_1s?????????????????????????????公式(7)

式中：D_LE為汽輪機(jī)低壓缸排汽流量；D_c為凝結(jié)水流量；D_m為凝汽器補(bǔ)水水量；D_zs為軸加疏水流量；D_1s為低加1疏水流量；

2.4)低壓缸排汽熱量的計(jì)算：

通過(guò)對(duì)凝汽器建立熱量平衡方程計(jì)算汽輪機(jī)低壓缸排汽熱量，其中熱量平衡方程如公式(8)所示：

Q_LE＝[4.2D_w(t_wc-t_wj)+D_ch_c-D_1sh_1s-D_zsh_zs-D_mh_m]/3.6???????????公式(8)

其中，h_c＝f(p_e,t_c)；h_m＝f(P_m,t_m)；f代表的是水和水蒸汽性質(zhì)計(jì)算軟件中根據(jù)壓力和溫度求取焓值的函數(shù)關(guān)系；

式中：Q_LE為汽輪機(jī)低壓缸排汽熱量；D_w為循環(huán)水流量；t_wc為循環(huán)水出水溫度；t_wj為循環(huán)水進(jìn)水溫度；D_c為凝結(jié)水流量，t/h；h_c為凝結(jié)水焓值；D_1s為低加1疏水流量；h_1s為低加1疏水焓值；D_zs為軸加疏水流量；h_zs為軸加疏水焓值；D_m為凝汽器補(bǔ)水水量；h_m為凝汽器補(bǔ)水焓值，p_e為汽輪機(jī)低壓缸排汽壓力；t_c為凝結(jié)水泵入口溫度；P_m為凝汽器補(bǔ)水壓力；t_m為凝汽器補(bǔ)水溫度；

2.5)按下式計(jì)算汽輪機(jī)低壓缸排汽焓值：

式中：h_LE為汽輪機(jī)低壓缸排汽焓值；Q_LE為低壓缸排汽熱量；D_LE為低壓缸排汽流量；

3)終端顯示：將得到的低壓缸排汽焓值在終端顯示模塊中顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)低壓缸排汽焓值在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：低壓缸排汽至凝汽器的蒸汽管道、軸加、低加1、低加2、低加3和低加4對(duì)應(yīng)設(shè)有的傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器和流量傳感器；

壓力傳感器分別設(shè)置于各低加蒸汽入口、低加1至低加3對(duì)應(yīng)的蒸汽管道抽汽口、低壓缸排汽管道、凝汽器補(bǔ)水管道、凝結(jié)水入水管道和軸加進(jìn)汽管道，用于采集各處的壓力數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

溫度傳感器分別設(shè)置于低加3和低加4蒸汽入口、低加3蒸汽管道抽汽口、各低加出水處、軸加出水處、凝汽器出水處、凝結(jié)水入水管道、各低加疏水管道、循環(huán)水進(jìn)水和出水管道、凝汽器補(bǔ)水管道、軸加疏水管道和軸加進(jìn)汽管道，用于采集各處的溫度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

流量傳感器分別設(shè)置于凝汽器補(bǔ)水管道、凝結(jié)水入水管道、凝汽器循環(huán)水管道中循環(huán)水進(jìn)水管道，用于采集各處的流量數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。