[发明专利]火电机组旁路供热用减温减压器液滴蒸发段长度的确定方法

说明书

本发明是一种火电机组旁路供热用减温减压器液滴蒸发段长度的确定方法，其特点是：包括：减温减压器及液滴蒸发段管道的物理模型选取和构建、减温减压器及液滴蒸发段管道的三维流域计算、减温减压器及液滴蒸发段管道的回归正交分析、回归方程的显著性和失拟性检验等步骤，解决了目前热电联产机组旁路供热系统改造中减温减压器液滴蒸发段长度无法计算的问题。为热电联产机组灵活性改造提供较为可靠地理论指导和施工标准，填补了旁路供热改造中减温减压系统管道安全性领域的空白。其方法科学合理，适用性强，计算精度高，效果佳。

技术领域

本发明涉及火电机组深度调峰供热过程中旁路供热设备设计、监测与诊断领域，是一种火电机组旁路供热用减温减压器液滴蒸发段长度的确定方法。

背景技术

为消除热电联产机组的“热电约束”影响，提升热电联产机组运行灵活性。热电联产机组旁路供热及高低旁联合供热逐渐成为一种新的趋势。减温减压器成为火电机组旁路供热蒸汽流程改造必不可少的装置，通过节流扩压作用和喷水减温实现蒸汽的降温降压，以满足工业用汽或供暖需求。传统减温减压器大多为分体式减温减压器，使蒸汽先通过阀体内多级节流孔板降压，再通过减温器内喷嘴喷水减温进行降温，但减温减压效果有限。为满足旁路供热的要求，高参数减温减压器被提出来。然而现有热电联产机组参数高、容量大、供热时期长，高参数减温减压器可能会发生热疲劳、多热氧化、腐蚀等现象，尤其在设计安装过程中高参数减温减压器出口管道所存在的安全性问题。

由于喷水蒸发会造成减温减压器下游管道壁面受热不均，一般在设计中会预留一段距离管道，该部分管道为液滴蒸发段，具有较强的抵抗热应力性能。一般的减温减压器管道安装设计中，厂家会按照热电联产机组额定工况运行时的标准确定液滴蒸发段管道长度。但由于热电联产机组常处于变工况运行，尤其是在供暖期运行时，旁路供热负荷剧增，使得液滴的蒸发长度发生变化，原有的液滴蒸发段管道设计长度不适用热电联产机组的旁路供热运行。最终导致减温减压器液滴蒸发段管道疲劳损伤，甚至发生管道破裂等事故。对于不同的运行环境和管道结构参数，液滴的蒸发长度也会不同，在热电联产机组灵活性改造中必须对减温减压器液滴蒸发段管道重新设计。此外，在热电联产机组运行过程中，准确估算液滴蒸发段长度可为减温减压器喷水控制提供有效的参考信息。然而，现有的关于减温减压器液滴蒸发段长度的研究较少，部分实验分析也未提供液滴蒸发段长度的准确计算理论和方法，使得减温减压器在热电联产机组灵活性改造的应用存在较大的安全性问题和技术障碍。

因此需要一种能够准确计算减温减压器液滴蒸发段长度的方法，该方法应具有一定的普遍适用性，不仅可以在减温减压器安装设计中根据蒸汽流量、管道直径、喷水等参数计算液滴的蒸发长度，还可以在旁路供热运行中根据流量和喷水参数的变化实时计算出液滴蒸发长度的变化，为旁路供热中减温减压器管道的安全运行提供技术保障。

发明内容

针对目前旁路供热减温减压器蒸发段管道损伤的安全问题，本发明的目的是，提出一种包含建模仿真和回归正交分析为内容，科学合理，适用性强、计算精度高的火电机组旁路供热用减温减压器液滴蒸发段长度的确定方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种火电机组旁路供热用减温减压器液滴蒸发段长度的确定方法，其特征在于：它包括以下内容：

1)减温减压器及液滴蒸发段管道的物理模型选取和构建

在进行数值仿真之前，需针对不同的减温减压器型号和拟采用的安装方案选取相关计算参数，其中主要是根据减温减压器的结构参数建立数值仿真的流域模型：

①针对所计算的减温减压器和液滴蒸发段管道提取相关结构参数，主要包括：减温减压器阀体尺寸、减温减压器入口直径、减温减压器出口直径、液滴蒸发段管道直径、一级节流孔板直径、一级节流孔板节流孔内径、二级节流孔板直径、二级节流孔板节流孔内径、三级节流孔板直径、三级节流孔板节流孔内径、喷水阀口直径；