[发明专利]一种火电机组套管式热电偶温度测量的动态校正方法

说明书

本发明公开了一种火电机组套管式热电偶温度测量的动态校正方法，包括：建立套管式热电偶的非稳态导热过程计算模型，基于测量温度随时间的变化反演套管内的温度空间分布和套管外壁换热热流；通过蒸汽温度与压力信号计算蒸汽流量，根据换热关联式计算热电偶套管外壁对流换热系数；根据套管外壁换热热流和对流换热系数计算蒸汽和热电偶套管外壁的换热温差；根据计算的套管外壁温度和换热温差实现对蒸汽温度的在线动态校正。本发明算法实现过程简单，物理意义清晰，解决了套管式热电偶温度响应严重滞后的问题，大幅缩短了电厂主、再热蒸汽温度测量的响应时间。

技术领域

本发明涉及热工温度测量领域，是一种火电机组套管式热电偶温度测量的动态校正方法。

背景技术

铠装热电偶在工业生产中被广泛应用于测量温度，其工作原理是通过热电极与被测介质建立热平衡来感知其温度变化。在发电厂，主、再热蒸汽是高温高压蒸汽，为了防止热电偶受到机械损伤，需要将热电偶密封在保护套管内。套管的存在大大加剧了传热滞后，当蒸汽温度变化时，测量温度不能快速跟踪蒸汽温度的变化，产生很大的动态误差。测量滞后不但会加剧汽温调节过程的超调与振荡，还会引发超温爆管等危险，给机组的安全运行带来隐患。因此，研究缩短套管式热电偶响应时间的算法对于提高主、再热汽温的调节品质，提高机组运行的安全性和经济性具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了缩短主、再热蒸汽测温装置套管式热电偶的温度响应时间，本发明提供一种火电机组套管式热电偶温度测量的动态校正方法，达到提高主、再热汽温的调节品质，提高机组运行的经济性和安全性的效果。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的火电机组套管式热电偶温度测量的动态校正方法，包括以下步骤：

(1)在某一校正时间区间[τ^M-x,τ^M]内，采用顺序函数法根据热电偶的测量温度T_c随时间τ的变化预测套管内温度的空间分布T和初始时刻τ^M-x对应的套管外壁换热热流q^M-x；

(2)根据火电机组的运行特性估算初始时刻τ^M-x套管外壁的对流换热系数h^M-x；

(3)根据初始时刻τ^M-x对应的套管外壁换热热流q^M-x和对流换热系数h^M-x计算该时刻蒸汽和热电偶套管外壁的换热温差Δt^M-x；

(4)将所述换热温差Δt^M-x与套管外壁温度相加得到初始时刻τ^M-x的蒸汽温度用蒸汽温度代替当前时刻热电偶τ^M的测量温度作为当前时刻τ^M蒸汽温度的校正值，沿时间推进实现对待测蒸汽温度的在线动态校正。

其中，步骤(1)中所述预测套管内温度的空间分布和初始时刻τ^M-x对应的套管外壁换热热流q^M-x，包括以下步骤：

(1)建立套管式热电偶非稳态导热过程数学模型；

(2)设定所述校正时间区间[τ^M-x,τ^M]内各时刻套管外壁换热热流q所对应的初始值；

(3)将套管内初始温度分布T₀和各时刻套管外壁换热热流q的初始值代入所述套管式热电偶非稳态导热过程数学模型，计算各时刻套管内的温度分布T。

(4)取目标函数并根据各时刻套管内壁温度(即热电偶计算温度)与热电偶实际测量温度的偏差利用优化算式求解得到套管内温度分布T和初始时刻τ^M-x对应的套管外壁换热热流q^M-x的值。