[发明专利]一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卧式三段式给水加热器，具体涉及一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法。

背景技术

现代大型火电厂均采用回热系统减少冷源损失，提高机组循环热效率，一般可使热经济性提高10%～20%。其中，给水加热器是回热系统的核心，其运行性能的好坏对整个机组产生极大的影响，现场通常采用端差的大小来评价加热器运行特性。

目前大型火电机组高压加热器大都采用卧式三段式U形管加热器，给水从给水进口管进入水室，通过U形管下端进入传热区段，首先进入疏水冷却段，再进入蒸汽凝结段，最后是过热蒸汽冷却段，进入水室上部后完成该级的加热工作。蒸汽首先进入过热蒸汽冷却段，将一部分过热度传给给水，蒸汽流出过热蒸汽冷却段后进入加热器的主要传热区蒸汽凝结段，将蒸汽的潜热传给给水，蒸汽凝结后成为凝结水进入疏水冷却段，通过疏水冷却段使疏水具有一定的过冷度。

在机组实际运行过程中，虽然设有加热器的出水和疏水温度测点，可以获得其变工况特性，但因运行条件恶劣、检修维护薄弱等原因，普遍存在测量可靠性和经济性较差的问题：热工测量系统中常采用电阻式传感器，与之相应的数据采集系统测量成本较高；工况变化较大时，水温响应表现出较大的热惯性，影响测量精度；现场安装位置复杂，一旦传感器出现故障会导致测量数据错误或缺失，因此需要一种适用于现场快速测算端差的方法。

传统的加热器端差计算方法中，有的在机组负荷、加热器入口水温等条件变化时，假设加热器传热系数不变，虽然计算过程简化，但与实际情况不符，有一定误差；有的用传热学原理及热平衡理论，考虑到加热器入口水温、汽轮机负荷等对传热系数的影响，提出低压上、下端差应达值的计算方法，但没有考虑疏水冷却段的过热蒸汽冷却段，只适用于低压加热器；还有的方法在计算端差时将加热器各段分界点处汽侧参数进行假定，影响到计算的精度；其他的计算方法亦或局限于两段式低压加热器，或局限于上端差的求解。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种测量方法简单、测量值可靠精确且成本低的卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法。

技术方案：本发明所述的一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法，包括以下步骤：

（1）计算加热器疏水冷却段的传热单元数NTU₁与抽汽流量G_s、给水流量G_w的函数关系；

（2）计算加热器凝结段的传热单元数NTU₂与给水流量G_w、饱和压力p_h的函数关系；

（3）求任意运行工况下加热器的上端差及下端差：

（31）在某一给定运行工况下，测量加热器的饱和压力p_h和给水进口温度t_w1，由此计算得到加热器的饱和温度t_h和饱和汽焓h_h；同时测量加热器的给水流量G_w、给水压力p_w、疏水压力p_od、抽汽压力p_s和抽汽温度t_s，根据给水压力p_w和给水进口温度t_w1计算得到疏水冷却段的给水定压比热C_pl1，根据抽汽压力p_s和抽汽温度t_s计算得到加热器的抽汽焓值h_s；

步骤（32）～（37）为迭代Ⅱ:

（32）设定本次迭代Ⅱ的抽汽流量初始值G_s^k2，其中，k2为迭代Ⅱ次数，未开始迭代Ⅱ时k2=0，G_s⁰为步骤（31）测量得到的给水流量G_w，k2大于0时，G_s^k2为上一次迭代Ⅱ求得的加热器抽汽流量G_s^k2’，由G_s^k2和步骤（31）中测得的给水流量G_w根据步骤（1）得到的函数关系，求得本次迭代Ⅱ中加热器的疏水冷却段的传热单元数NTU₁^k2；