[发明专利]汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽机带蒸蒸冷和疏冷器的加热器参数测算方法，尤其涉及一种汽机带蒸冷和疏冷器的加热器出水及疏水温度测算方法。

背景技术

随着火电机组参数和容量的不断提升，通过改善回热系统的性能以提高机组运行经济性日益受到关注。回热加热器出水与疏水温度的测量对于回热系统热平衡的计算、机组性能监测和优化具有重要的作用，因此有必要对其进行在线监测。至今未见回热系统中带蒸汽冷却器和疏水冷却器加热器出水及疏水温度测算方法的报道。

目前，在火电厂厂级监控信息系统SIS(Supervisory Information System)或者系统分散控制系统DCS(Distribution Control System)中，对于带有蒸汽冷却器和疏水冷却器的回热加热器，虽然设有出水与疏水温度测点，但因其运行条件恶劣和检修维护薄弱等原因，普遍存在测量可靠性差的状况，此外，加热器水侧温度的常规测量方法还存在以下不足：首先，在火电机组热工测量系统中，常采用热电阻式传感器来监测回热加热器的出水温度，与之相应的数据采集系统需要采用有源平衡电桥测量传感器的电阻值，测量成本高；其次，水温变化热惯性大，在工况变动较大时，水温响应表现出较大的热惯性，因而影响测量精度；第三，由于现场安装位置复杂，不便于检修和维护。一旦传感器故障或失效，往往导致测量数据的错误或缺失。

而根据传统的传热方程计算加热器出水与疏水温度，需要计算换热过程的传热系数。传热系数的计算中需了解加热器众多结构参数，例如：加热器各传热段的面积、流程数、管侧及壳侧结构、管道内外直径、管道材料等等。任意一项加热器资料的缺失都会造成无法计算传热系数，所以传统的传热方程适用于设计和校核计算，而不便于用于机组运行或试验时出水与疏水温度计算与监测。

电厂回热系统中带蒸汽冷却器和疏水冷却器的加热器中，纯凝结段属于凝结换热，壳侧抽汽加热管侧给水并凝结，其特点是壳侧传热系数很大，汽体在凝结放热的过程中保持壳侧压力对应的饱和温度不变。蒸汽冷却段属于汽水换热，疏水冷却段属于水水换热。本发明基于上述传热机理，定义了纯凝结段、蒸汽冷却段和疏水冷却段传热特征系数，发现了传热特征系数的变工况响应规律，提出了基于传热特征系数加热器出水与疏水温度的测算方法，具有不需了解结构参数，测量成本低、被测参量响应快、测量数据可靠性高等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种测算模型简单、计算精度高、测量成本低且动态响应速度快的汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法。

本发明可以通过如下技术方案来实现：

一种汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法，其特征在于，

步骤1：计算基准工况下加热器的蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_wsj^o及纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn(j+1)^o：

选取机组额定功率设计工况(或性能考核试验工况)作为基准工况，符号加上标字母“o”的参数表示其为基准工况下的参数。并选取基准工况下第j级加热器的热力参数：壳侧压力p_nj^o、抽汽温度t_j^o、疏水温度t_dj^o、出水温度t_wj^o、进水温度t_w(j+1)^o和机组功率P_e^o。并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力p_nj^o下对应的饱和温度t_sj^o、饱和气焓值h_ssj^o以及饱和水焓值h_swj^o，由基准工况下的壳侧压力p_nj^o、抽汽温度t_j^o并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算基准工况下的壳侧抽汽焓值h_nj^o，

由加热器蒸汽冷却段热平衡方程：纯凝结段热平衡方程：以及疏水冷却段热平衡方程：

式中：第j为加热器编号，按照加热器抽汽压力由高到低分别编号为1～n号，n为大于1的正整数；