[发明专利]基于冷端热量损失的汽轮机组热耗率在线监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂发电技术领域，尤其涉及一种基于电厂冷端热量损失的汽轮机组热耗率在线监测装置及方法。

背景技术

汽轮机组热耗率是发电厂的重要性能指标，准确、实时的在线监测汽轮机组热耗率对发电厂运行煤耗统计和电网负荷实时优化调度具有非常重要的意义。电网负荷实时调度主要是依据网内各电厂实时供电煤耗率曲线进行各电厂运行负荷的实时分配，使全网的供电煤耗率最低，然而不准确的实时供电煤耗曲线可能减少电网内节能效果，甚至产生相反的效果。由于实时的锅炉入口煤量和热值都很难满足测量准确的要求，目前实时供电煤耗率曲线均通过计算锅炉热效率、汽轮机组热耗率和厂用电率三部分得到，但结果存在较大的不确定度，其中汽轮机组热耗率测量计算的不确定度最大。

随着电力机组向大容量、高参数发展，电厂对汽轮机组运行经济性的重视程度越来越高。许多电厂都在近几年安装了汽轮机组的能耗分析平台，但目前能耗分析平台中，电厂机组的热耗率指标计算均采用汽轮机组热力试验的计算方法，造成汽轮机组的热耗率指标可信度较低。主要原因有：(1)热力试验的计算方法需要较多的计算参数，例如对于300MW亚临界机组如采用给水流量为基准，约需要20多个参数；(2)部分主要运行参数正常运行中有较大的波动，如给水流量，直接影响计算的准确性；(3)汽轮机组正常运行中与试验状态存在差别，正常运行中热力系统处在未完全隔离状态，若直接采用热力试验的计算处理方法，将导致较大的误差，如正常运行中锅炉连续排污流量很难准确测量，而在试验中一般可以隔离锅炉连续排污流量。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量系统较简单、测量数据稳定可靠的基于电厂冷端热量损失的汽轮机组热耗率在线监测装置及方法，对指导电厂机组经济运行具有重要意义。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案1：

一种基于电厂冷端热量损失的汽轮机组热耗性能在线监测装置，其包括测量单元、数据采集单元和热耗率计算及显示单元；

所述测量单元由设置在发电机出口的第一功率变送器、凝结水泵电机的第二功率变送器、电动给水泵电机的第三功率变送器、设置在凝汽器循环冷却水进口的第一温度传感器、设置在凝汽器循环冷却水出口的第二温度传感器和设置在凝汽器循环冷却水出口流量传感器组成；

所述第一~第三功率变送器、第一温度传感器、第二温度传感器和流量传感器的输出端分别接数据采集单元的输入端；

所述数据采集单元的输出端接热耗率计算及显示单元的输入端。

优选的，所述数据采集单元的型号为OM-DAQPRO-6300。

本发明采取的技术方案2：

采用技术方案1所述的装置进行监测的方法，按照下述步骤进行：

1）数据的采集和输入：

用所述第一~第三功率变送器分别采集发电机、凝结水泵电机和电动给水泵电机的功率信号，用第一和第二温度传感器分别采集凝汽器的循环冷却水进口和出口的温度信号，用流量传感器采集凝汽器的循环冷却水出口的流量信号，并将采集的信号通过数据采集单元传送至热耗率计算及显示单元；

2）热耗率计算及显示单元按照下述公式进行计算：

                     （1）

式中，P₁、P₂、P₃分别为发电机出口功率、凝结水泵电机功率及电动给水泵电机功率，单位kW；

F₁为凝汽器循环冷却水出口流量，单位kg/h；

T₁、T₂分别为循环水进口水温度及循环水出口水温度，单位K；

η_g及η_m分别为发电机效率和汽轮机组机械效率，发电机效率η_g取设计值，汽轮机组机械效率η_m取99.5%；

C为循环冷却水的比热，单位kJ/(kg·K)。

上述技术方案是依据汽轮机组能量平衡推导出的一种新的汽轮机组热耗率计算方法。其推导过程为：

正常运行中，某一汽轮机组的热耗率采用下式计算：

                           （2）

式中，为汽轮机组的热耗率，单位；

      为锅炉侧单位时间内的输入热量，单位kJ/h；

      为发电机出口功率，单位kW。

在实际的热力系统中，Q的计算比较复杂，尤其是对于再热式机组。