[发明专利]一种直接空冷机组高背压供热安全监测方法

说明书

一种直接空冷机组高背压供热安全监测方法，属于汽轮机安全监测领域，在分析直接空冷机组末级最小安全流量的基础上，对高背压余热供热的安全性进行监控，保证高背压供热机组安全非常有必要。弥补了空冷机组高背压供热机组的安全监控系统的空白；将复杂难以准确判断蒸汽流量判断转换为压力判断，更加直观，并且准确性高；有利于运行人员及时发现机组安全隐患，提高发电厂设备管理水平，延长了设备的使用寿命，节约电厂运行成本。

技术领域

本发明属于汽轮机安全监测领域，尤其涉及一种直接空冷机组高背压供热安全监测方法。

背景技术

近年来，在全国范围内，受国家政策导向和风电、光伏等新能源快速发展的影响，火电机组的年利用小时数明显降低，同时，由于煤炭价格的逐步走高，火电厂的经营成本也呈现上涨趋势。北方地区随着城市发展，集中供暖需求进一步增大，提高供热能力，降低供热成本，成为北方火电供热机组生存的关键。通过高背压改造进一步回收汽轮机乏汽余热增加供热能力，有利于扩大和抢占当地的供热市场，提高电厂的能源利用效率，降低机组煤耗，减少污染物排放，降低机组的经营成本，是电厂改善自身经济效益的有效途径。

直接空冷抽凝机组，纯凝工况下设计背压普遍为16kPa左右，末级叶片较短。改造为高背压供热，汽轮机本体设备上不需要进行过多的改造，转子叶片也不用更换，具有得天独厚的优势。汽轮机高背压循环水供热的原理是采用热网供热循环水作为凝汽器的循环冷却水来冷却汽轮机排汽，充分有效的利用汽轮机排汽汽化潜热，而热用户的采暖散热器代替了电厂冷却塔作冷却设备。这样汽轮机的排汽余热得到有效利用，降低了冷源损失，大大提高了热电厂能源的综合利用率。

为了尽可能吸收乏汽余热，一般将汽轮机背压抬升至35-40kPa，甚至能达到45kP。随着机组背压的升高，排汽容积流量急剧减小，导致流场不稳定，使气流从叶片表面脱落产生聚集现象，形成倒流涡流区，涡流引发不规律的气流激振，产生颤振现象，会严重影响末级叶片的安全运行。为了保证机组安全运行，低压缸末级流量存在最小安全流量，实际运行过程中，末级流量必须大于最小安全流量。

发明内容

本发明旨在提供一种直接空冷机组高背压供热安全监测方法。

本发明所述直接空冷机组高背压供热安全监测方法，包括如下步骤：

1)根据汽轮机基本原理将低压缸进汽到排汽看做一个级组，在机组变工况运行时，低压缸进汽流量、进汽压力、进汽温度、排汽流量满足弗留格尔公式如下：

其中G₁、G₀代表变化后、前的低压缸进汽流量；P₀₁、P₀代表变化后、前的低压缸进汽压力；P_g1、P_g代表变化后、前的低压缸排汽压力；T₀₁、T₀代表变化后、前的低压缸进汽温度；

2)将公式(1)简化，即不同工况下低压缸进口压力的比值与进口流量比值近似相等，简化计算如下所示：

3)将公式(2)流量与低压缸进汽压力的关系，转化为判断低压缸进汽压力来确保低压缸进汽流量大于流量下限；

G≥G_safe则需要P≥P_safe，由于所以其中G、P为低压缸实际进汽流量、实际进汽绝对压力；G_safe、P_safe为低压缸最小安全进汽流量、最小安全进汽流量下进汽绝对压力；G_design、P_design为设计工况下低压缸进汽流量、设计工况下低压缸进汽绝对压力。