[发明专利]一种汽轮机排汽焓的检测方法

摘要

本发明公开了一种汽轮机排汽焓的检测方法，首先利用设计数据或实验测量数据测算得到某个特定参数在变工况时的变化规律，然后计算得到上述特定参数在某一工况下的数值，并利用测量仪表测得该工况下低压缸的部分热力数据，再基于级内损失理论做出合理假设，得到测算汽轮机排汽焓的数值模型，最后将上述特定参数的数值和热力数据代入排汽焓测算模型，即可计算得到该工况下汽轮机的排汽焓值。本发明的方法以级内损失理论为基础，将汽轮机级内各类损失划分为与容积流量相关的排汽损失、与湿度相关的湿汽损失和与理想焓降相关的其他损失，计算过程简单清晰、精度高；无需知道低压缸具体结构参数，所需测点少，测量误差对计算结果造成的影响较小。

主权项

1.一种汽轮机排汽焓的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）分别在至少四种不同功率运行工况下测算得到汽轮机的低压缸的理想焓降Δh_t及低压缸喷嘴损失、动叶损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、漏汽损失之和占低压缸理想焓降的百分比b，得到各自工况下的Δh_t和b，所述测算Δh_t值和b值的方法如下：11）利用温度压力测量仪表测量得到汽轮机低压缸进口工质压力p₀和低压缸进口工质温度t₀，根据p₀和t₀，通过IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型计算低压缸进口工质焓h₀和低压缸进口工质熵s₀；利用压力测量仪表测量得到汽轮机低压缸排汽压力p_c，根据IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，通过s₀和p_c计算工质自低压缸进口等熵膨胀的理想排汽焓h_ct；将h₀减去h_ct，得到低压缸的理想焓降Δh_t；根据IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，通过p_c计算排汽压力下的饱和蒸汽焓h_g和排汽压力下的饱和水焓h_l；根据设计数据查得汽轮机排汽流量G_c和排汽焓h_cu；根据IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，通过h_cu和p_c计算排汽比容v；利用汽轮机的排汽损失-排汽容积流量图，根据G_c和v查得排汽损失△h_ex；将设计排汽焓h_cu减去排汽损失△h_ex，得到未考虑排汽损失时的排汽焓h_ce；根据IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，通过h_ce和p_c计算得到未考虑排汽损失时的排汽熵s_ce；12）根据p_sq^l通过IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，计算得到本次迭代Ⅰ中的工质进入湿蒸汽区时的饱和蒸汽焓值h_sq^l，然后代入公式计算得到本次迭代Ⅰ中的工质进入湿蒸汽区时的饱和蒸汽熵s_sq^l；所述l为迭代Ⅰ次数，没有迭代时l＝0，p_sq⁰为步骤11）测算得到的p_c，l大于0时，p_sq^l为上一次迭代Ⅰ中得到的工质进入湿蒸汽区时的饱和压力；13）根据所述步骤12）中求得的h_sq^l和s_sq^l，通过IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型求得工质进入湿蒸汽区时的饱和压力p_sq^l+1；判断是否满足|p_sq^l+1-p_sq^l|≤r，如是则进入步骤14），否则令l＝l+1并回到步骤12）；所述r为工程应用的精度要求，0≤r≤10^-3；14）根据步骤13）求得的满足精度要求的p_sq^l+1，通过IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，计算得到工质进入湿蒸汽区时的饱和蒸汽焓值h_sq；15）将步骤14）求得的h_sq代入公式求解湿蒸汽级的理想焓降在低压缸理想焓降中所占的百分比a；16）根据公式b=a(hce-hg)2(hg-hl)+hce-hcth0-hct]]>求解b值；2）根据步骤1）中得到的不同功率运行工况下的Δh_t值和b值，利用最小二乘方法对b值进行二次拟合，得到第一常数t₁，第二常数t₂和第三常数t₃，从而得到b值与Δh_t值的函数关系为b＝t₁△h_t²+t₂△h_t+t₃；3）求取任意功率运行工况下的排汽焓h_cu，具体步骤为：31）按照步骤1）中所述方法求得任意功率运行工况下的p₀、t₀、h₀、s₀、p_c、h_ct、Δh_t、h_g和h_l；32）将所述步骤31）中求得的Δh_t代入b＝t₁△h_t²+t₂△h_t+t₃中，求得当前工况下的b值；33）将所述步骤1）中的任一功率运行工况作为基准工况，然后根据h_ce^k和所述步骤31）中求得的p_c，通过IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，计算得到本次迭代Ⅱ中的未考虑排汽损失时的排汽熵s_ce^k，然后按照所述步骤12）至15）的方法，计算得到本次迭代Ⅱ中的当前工况下的湿蒸汽级的理想焓降在低压缸理想焓降中所占的百分比a^k；所述k为迭代Ⅱ次数，没有迭代时k=0，h_ce⁰为步骤1）在基准工况下的求得的h_ce，k大于0时，h_ce^k为上一次迭代Ⅱ中得到的当前工况下的未考虑排汽损失时的排汽焓；34）将所述步骤31）中求得的h_g、h_l、h₀、h_ct，步骤32）中求得的b值，以及步骤33）中求得的a^k值代入公式hce=(ahg+2b(hg-hl))h0+(2(1-b)(hg-hl)-ahg)hcta(h0-hct)+2(hg-hl),]]>求解得到当前工况下的未考虑排汽损失时的排汽焓h_ce^k+1；判断是否满足|h_ce^k+1-h_ce^k|≤e，如是则进入步骤35），否则令k=k+1并回到步骤33）；所述e为工程应用的精度要求，0≤e≤10^-3；35）将步骤11）中得到的基准工况下的排汽流量G_c、基准工况下的低压缸进口工质压力p₀分别用G_c0和p₀₀来表示，通过公式求解当前工况下的排汽流量G_c，式中，p₀为所述步骤31）中求得的当前工况下的低压缸进口工质压力；36）根据IFC-67工业用水和水蒸汽热力性质模型，通过步骤34）中得到的h_ce^k+1和步骤31）中测得的p_c计算得到当前工况下的排汽比容v；利用汽轮机的排汽损失-排汽容积流量图，根据步骤35）中得到的G_c和当前工况下的排汽比容v查得当前工况下的排汽损失△h_ex，将当前工况下的排汽损失△h_ex加上步骤34）所得未考虑排汽损失的排汽焓值h_ce^k+1，即可求得当前工况下汽轮机的实际排汽焓值h_cu。