[发明专利]一种凝汽器热负荷在线监测系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种凝汽器热负荷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，实时在线监测汽轮机凝汽器热负荷对火力发电企业的节能减排工作具有重要的意义。

目前获得凝汽器热负荷一般有两种方法：一种是通过正平衡方法计算进入凝汽器的蒸汽流量及蒸汽焓值、凝结水流量及凝结水焓值、进入凝汽器的疏水流量及疏水焓值，从而直接求解凝汽器热负荷；另一种方法是通过测量流过凝汽器的循环冷却水流量及进出凝汽器的循环冷却水温度来计算凝汽器热负荷。

上述第一种方法因为要通过整机的能量平衡计算低压缸排汽焓，涉及到的测试参数及测试仪表较多，因此精度难以得到保证。

上述第二种方法需要精确的测量循环冷却水流量及进出凝汽器的循环水温度。然而 300MW等级及以上的机组循环冷却水管道直径达2m-3m，无法用精度较高的流量喷嘴或孔板测量，而超声波流量计的测量精度又较差；其次，循环冷却水温升一般不超过10℃，即使较小的温度测量误差也会对凝汽器热负荷的计算带来较大误差。

专利201510007306.4所述的凝汽器热负荷计算方法利用热耗率和负荷的关系曲线，对运行参数进行反向修正，得到汽轮机热耗率，进而求得对应的凝汽器热负荷。该方法所依据的热耗率和负荷关系曲线仅能反映机组试验隔离状态下的汽轮机热耗，而实际运行中机组并非处于隔离状态，且大多数机组存在对外抽汽，锅炉吹灰排污等影响，因此该方法的计算精度受制于系统状态的影响较大。

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凝汽器热负荷的系统与方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种凝汽器热负荷在线监测系统，用于在线监测火力发电机组中凝汽器的热负荷，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、机组自带的发电机出口处的电功率计和供热抽汽管道上的流量传感器，若干个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以及高压加热器的进水口、出水口、进汽口与疏水口处；所述火力发电机组中高压加热器设有三个，分别为第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器，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凝汽器热负荷。

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温度传感器收集的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，用于接收凝汽器热负荷数据并进行显示。

一种采用上述凝汽器热负荷在线监测系统的凝汽器热负荷在线测量方法，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、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5、计算火力发电机组中汽轮机系统获得的热量，

Q₀＝F_mh_m+F_rh_r-F_wh_w-F_crh_cr-F_rhsh_rhs-F_cq(h_cq-h_hs)+3600(W_f+W_n)η_T(9)