[发明专利]汽机表面式加热器的出水及疏水温度测算方法

摘要

一种汽机表面式加热器的出水及疏水温度测算方法。选取机组额定功率设计工况或性能考核试验工况作为基准工况，并选取基准工况下的第j级加热器的热力参数并通过纯凝结段传热方程，计算得到基准工况下加热器纯凝结段的传热特征系数。根据基准工况下加热器纯凝结段传热特征系数、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法以及实际工况的机组功率Pe计算得到实际工况下的加热器传热特征系数，最终根据实际工况下的传热特征系数计算实际工况下的出水温度，实际工况下的疏水温度等于实际工况下的加热器壳侧压力下对应的饱和温度。

主权项

1.一种汽机表面式加热器的出水及疏水温度测算方法，其特征在于，步骤1：计算基准工况下加热器纯凝结段的传热特征系数选取机组额定功率设计工况或性能考核试验工况作为基准工况，加热器按其抽汽压力从高到低编号为1～n级，n为大于1的正整数，符号加上标字母“o”的参数表示其为基准工况下的参数，选取基准工况下第j级加热器的热力参数：壳侧压力p_nj^o、疏水温度t_dj^o、出水温度t_wj^o、进水温度t_w(j+1)^o和机组功率P_e^o，并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力P_nj^o下对应的饱和温度t_sj^o，由基准工况下加热器的纯凝结段传热方程：(KF)No.Δtm=(DwCp)No.(twjo-tw(j+1)o),]]>其中：下标“N”表示纯凝结段，(KF)_N^o为基准工况下纯凝结段传热系数K与传热面积F的乘积，(KF)_N^o单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；(D_wC_p)_N^o为给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)，其中C_p取为定值：4.1868kJ/(kg·℃)；基准工况下加热器的纯凝结段传热温差为：Δtm=(tsjo-tw(j+1)o)-(tsjo-twjo)lntsjo-tw(j+1)otsjo-twjo=twjo-tw(j+1)olntsjo-tw(j+1)otsjo-twjo]]>得到基准工况下加热器的纯凝结段的传热特征系数：(KFDwCp)No=ln(twjo-tw(j+1)otsjo-twjo+1).]]>步骤2：计算实际工况下加热器的出水温度t_wj和疏水温度t_dj：步骤2.1：在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中读取实际工况下的第j级加热器壳侧压力p_nj、第j级加热器进水温度t_w(j+1)和机组功率P_e，若在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j级加热器壳侧压力p_nj，则通过计算得到实际工况下的第j级加热器壳侧压力p_nj，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出实际工况下的第j级加热器壳侧压力p_nj对应的实际工况下的饱和温度t_sj，若在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，则通过计算得到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，所述的计算实际工况下的壳侧压力p_nj的方法是：在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中读取实际工况下的第j级加热器抽汽压力p_j，计算实际工况下的第j级加热器壳侧压力p_nj＝p_j·(1-δp_j)，δp_j为实际工况下的第j级加热器管道压损率，δp_j＝3％～5％；所述的计算实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的方法是：在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，若在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，则在火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器抽汽压力p_j+1，计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)＝p_j+1·(1-δp_j+1)，δp_j+1为实际工况下的第j+1级加热器的管道压损率，δp_j+1＝3％～5％；然后根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)对应的饱和温度t_s(j+1)，并用饱和温度减去第j+1级加热器在设计工况下的端差θ_j+1，并以此差值为实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，即t_w(j+1)＝t_s(j+1)-θ_j+1，步骤2.2出水温度的计算：根据加热器纯凝结段传热特征系数、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法以及实际工况的机组功率P_e计算得到实际工况下的加热器纯凝结段传热特征系数最终根据此传热特征系数计算实际工况下的出水温度：twj=tsj·[exp((KFDwCp)No·(PePeo)-0.2)-1]+tw(j+1)exp((KFDwCp)No·(PePeo)-0.2)]]>步骤2.3疏水温度的计算由加热器凝结换热的机理，抽汽在凝结放热过程中保持其温度在壳侧压力对应下的饱和温度，因此，疏水温度t_dj等于加热器壳侧压力下对应的饱和温度t_sj，即得到表面式加热器的疏水温度t_dj＝t_sj。