[发明专利]一种带节能评估装置的射汽真空系统及其运行方法

权利要求书

1.一种带节能评估装置的射汽真空系统，包括高背压凝汽器、低背压凝汽器、蒸汽喷射器、疏水箱和真空泵，所述真空泵与高背压凝汽器和低背压凝汽器的真空管路连接，其特征在于：所述蒸汽喷射器有两台，分别是第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器，所述第一蒸汽喷射器的引射流体进口与高背压凝汽器的真空管路连接，所述第二蒸汽喷射器的引射流体进口与低背压凝汽器的真空管路连接，所述第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器的工作流体进口均与辅助蒸汽母管连接，所述第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器的混合流体出口均与疏水箱连接，所述疏水箱底部设置有疏水管路，所述疏水箱顶部设置减温水管路，还包括节能评估装置，所述节能评估装置包括DCS控制终端、引射温度传感器、引射压力传感器、引射流量计、减温温度传感器、减温压力传感器、减温流量计、疏水温度传感器和疏水压力传感器；所述引射温度传感器、引射压力传感器、引射流量计、减温温度传感器、减温压力传感器、减温流量计、疏水温度传感器、疏水压力传感器和真空泵均与所述DCS控制终端电性连接；所述引射温度传感器、引射压力传感器和引射流量计安装在辅助蒸汽母管上，所述减温温度传感器、减温压力传感器和减温流量计安装在所述减温水管路上，所述疏水温度传感器和疏水压力传感器安装在所述疏水管路上；所述真空泵有三台，分别是第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，三台所述真空泵并联后与所述高背压凝汽器和低背压凝汽器的真空管路连接；所述第三真空泵还与所述疏水箱连接；所述第一真空泵和第二真空泵的功率大于所述第三真空泵的功率。

2.如权利要求1所述一种带节能评估装置的射汽真空系统，其特征在于：所述第一真空泵和第二真空泵的功率是50％容量的真空泵。

3.一种如权利要求2所述带节能评估装置的射汽真空系统的运行方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、三台真空泵同时启动，快速建立凝汽器真空，使凝汽器真空度达到预定值；

步骤二、通过DCS控制终端关闭第一真空泵和第二真空泵同时切换投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器，并计算系统所耗蒸汽等效功率P₁，

其中，D_zq是系统所耗蒸汽流量，单位是t/h，由引射流量计直接测得，h₁为辅助蒸汽母管蒸汽焓值，h₂为疏水箱疏水的焓值，单位是kJ/kg，

h₁＝f(p₁，t₁)，h₂＝f(p₂，t₂)

其中h＝f(p，t)由水和水蒸气性质计算公式IAPWS-IF97得出，

p₁为辅助蒸汽母管蒸汽压力，由引射压力传感器计采集，t₁为辅助蒸汽母管蒸汽温度，由引射温度传感器采集，p₂为疏水箱疏水压力，由疏水压力传感器采集，t₂为疏水箱疏水温度，由疏水温度传感器采集；HR为汽轮机组热耗率，单位是kJ/kWh，HR是机组耗差系统中当前负荷下的热耗率；

步骤三、计算减温水流量所增加的凝泵耗功P₂，

P₂＝P-P'

P＝f′(Q_ns)

P'＝f′(Q_ns-Q_jw)

其中P和P'是凝结水流量对应的凝结水泵功率，f′是汽轮机厂家提供的凝结水流量与凝结水泵功率特性曲线， Q_ns为凝结水流量，从汽轮机机组控制系统读取，Q_jw为疏水箱减温水流量，由减温流量计采集；

步骤四、计算投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器后机组背压变化影响的汽机功率P₃，

P₃＝P_qj×(k-k')

k＝f″(p_by)

k'＝f″(p_by')

其中k和k'分别为p_by和p_by'对应的汽轮机背压对凝汽器的修正系数，f″是汽轮机厂家提供的背压对功率的修正曲线，p_by为切换投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前的汽轮机背压，p_by'切换投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之后的汽轮机背压，P_qj为汽轮发电机组的实时功率，直接从汽轮机控制系统读取；

步骤五、计算第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器的节能效果P_jn

P_jn＝P_zkb-(P₁+P₂+P₃+P_zkbc)

P_zkb＝P_zkba+P_zkbb+P_zkbc

P_zkba＝I_a×(U_a×φ_a×η_a)

P_zkbb＝I_b×(U_b×φ_b×η_b)

P_zkbc＝I_c×(U_c×φ_c×η_c)

其中P_zkb为切换投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前三台真空泵的功率之和，I_a、I_b和I_c分别为投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的电机运行电流，U_a、U_b和U_c分别为投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的电机运行电压，Φ_a、Φ_b和Φ_c分别为投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的电机功率因数，η_a、η_b和η_c分别为投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器之前第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的电机效率，P_zkbc为投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器后第三真空泵的功率，

P_zkbc＝I_c′×(U_c′×φ_c′×η_c′)

I_c′、U_c′、φ_c′和η_c′分别是投用第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器后第三真空泵的电机运行电流、电机运行电压、电机功率因数和电机效率；

步骤六、判定节能效果，切换运行方式

当P_jn＞0时，机组开始产生节能收益并累计，DCS控制终端控制真空系统保持当前运行方式；当P_jn＜0时，说明射汽真空系统不再节能，DCS控制终端控制真空系统启动第一真空泵和第二真空泵，关闭第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器并停运第三真空泵。