[发明专利]一种汽轮机热耗率在线监测系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机热耗率在线监测系统及测量方法，属于火力发电技术领域。

背景技术

随着国家对火电机组节能减排工作的重视，准确的实时在线监测汽轮机热耗率对火力发电企业具有重要的意义。

目前精确获得汽轮机热耗率的途径是按照美国机电工程协会制定的汽轮机性能试验规程ASME PTC6来进行严格的试验测试，并通过标准规定的计算方法来获得。按照试验标准规定，试验前需安装高精度的ASME流量喷嘴来测量除氧器入口的凝结水流量，并以凝结水流量为基准通过迭代计算主给水流量，进而计算主蒸汽流量及再热蒸汽流量，从而获得汽轮机热耗率。该计算方法复杂，且需要严格的系统隔离和其他额外的辅助试验，如流量平衡试验和变汽温试验。因此利用该方法不适合汽轮机热耗率的实时在线监测。

各个电厂为了实时在线监测汽轮机热耗率，在SIS系统中添加了汽轮机热耗率计算模块，该模块在计算汽轮机热耗率时是以给水流量为基准，并参照DCS系统中的减温水流量，且未考虑高压加热器事故疏水泄漏等问题。一般情况下，随着机组运行时间的增加，给水流量孔板和减温水流量孔板的测量误差会逐渐增大，从而导致汽轮机热耗率与实际值偏差较大，不利于精确监测汽轮机热耗率。

专利201110278504.6公开了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，该装置存在2个问题：第一个是由于循环水管道直径大，因此无法采用孔板或者喷嘴测量循环水流量，而用超声波流量计测量的循环水流量误差一般在4％左右，测量误差较大；第二个是循环水进出凝汽器的温差一般在10℃左右，因此进出口温度的测量误差对计算结果影响较大。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种准确的实时在线监测汽轮机热耗率的方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种汽轮机热耗率在线监测系统，用于在线监测火力发电机组中汽轮机的热耗率，该系统包括在线数据收集模块、数据预处理模块、性能试验标定模块和数据计算分析模块，所述在线数据收集模块与数据预处理模块连接，数据预处理模块连接与性能试验标定模块连接，性能试验标定模块与数据计算分析模块连接，所述在线数据收集模块包括若干个压力温度传感器、机组自带的发电机电功率计和抽汽流量传感器，若干个所述压力温度传感器分别设置于主蒸汽管路、再热蒸汽管路、供热抽汽管路、供热抽汽回水管路、最终给水管路、冷再蒸汽管路、再热减温水管路、再热减温器的入口与出口和三段抽汽管路处，所述在线数据收集模块用于收集在线数据，所述数据预处理模块用于对在线数据进行预处理，所述性能试验标定模块用于存储通过高精度ASME试验标定过的基准数据，并接收预处理后的数据，且根据预处理后的数据得到主蒸汽体积流量和再热蒸汽质量流量等基准数据，所述数据计算分析模块用于对在线数据与基准数据进行计算分析得到汽轮机热耗率。

对上述技术方案的改进为：所述数据计算分析模块包括数据转换模块和数据计算模块，所述数据转换模块用于通过水和蒸汽性质计算软件包将压力和温度数据转换为密度和焓值等数据。

对上述技术方案的改进为：还包括终端显示模块，所述终端显示模块与数据计算分析模块连接，用于接收汽轮机热耗率数据并进行显示。

一种采用上述汽轮机热耗率在线监测系统的测量方法，包括如下步骤：

步骤1、通过压力温度传感器收集火力发电机组中各个管道内蒸汽与水的压力和温度等在线数据，并收集火力发电机组DCS系统中的发电机功率和供热抽汽量等在线数据；

步骤2、通过ASME试验标定计算所需的基准数据；

步骤3、根据步骤1收集的压力和温度数据利用水和蒸汽性质计算软件包计算出蒸汽与水的密度和焓值数据；

步骤4、利用步骤1、2和3中得到的数据计算火力发电机组中的各管道中蒸汽与水的质量流量；

步骤6、计算汽轮机热耗率HR；