一种凝汽器脏污系数在线监测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种凝汽器脏污系数在线监测方法，包括：步骤101、通过实时运行数据采集模块获取实时运行数据；步骤102、通过数据预处理模块对实时运行数据进行预处理。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术结合凝汽器运行的实际条件和结构特点，可实时计算凝汽器脏污系数,采用脏污系数全面考虑凝汽器管束的脏污状况。以获得误差相对较小的凝汽器脏污系数的目的，将脏污系数随时间的变化情况以图表和曲线的形式呈现在显示设备上，可以帮助运行人员更直观地监测凝汽器运行状态，可为确定机组的最佳真空及进行冷端优化提供依据，为凝汽器的清洗提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种凝汽器脏污系数在线监测方法及系统
本专利技术属于发电
，尤其涉及一种凝汽器脏污系数在线监测方法及系统。
技术介绍
凝汽器是燃煤电站的主要辅机设备之一，作用是将汽轮机的排汽凝结成水并在汽轮机低压缸排汽口建立与维持一定的真空，其工作性能直接影响整个机组运行的经济性和安全性。其中，凝汽器的换热特性是描述凝汽器工作性能的量化指标之一，可用来监测凝汽器运行状态，同时也为确定机组的最佳真空及进行冷端优化提供依据。凝汽器的换热特性除了和凝汽器管束的脏污状况有关，还与冷却水的参数有关系。凝汽器管束的脏污状况一般采用热阻法、传热系数法、水流阻力法等判断，通常用清洁系数表示，就是当前管束的传热系数与理想传热系数的比值。清洁系数的确定方法目前有两种，一种是依据冷却方式和水质查表取常数，如申请号为201110231492.1的中国专利，这种方法不能反映出实际运行过程中脏污系数的变化情况；另外一种方法是根据凝汽器总体传热系数并依据经验公式反算求得，比较有代表性的经验公式有前苏联别尔曼公式和美国传热学会HEI公式，但经验公式仅考虑了诸如负荷、循环水温度、循环水流量、转热管材料及壁厚等主要影响因素，不能涵盖全部凝汽器各自独特的结构特性和运行条件。因此在实际应用过程中，用经验公式计算得到的清洁系数与实际的脏污状况有一定的偏差。如何准确表达凝汽器的脏污状况，以及如何有效地获得误差相对较小的凝汽器脏污状况数值，仍旧是科研人员面临的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种凝汽器脏污系数在线监测方法及系统。这种凝汽器脏污系数在线监测系统，包括：实时运行数据采集模块、数据预处理模块、脏污系数计算模块、数据存储模块和前台显示模块；所述实时运行数据采集模块连接数据存储模块和数据预处理模块；所述数据预处理模块连接脏污系数计算模块、数据存储模块和前台显示模块；所述脏污系数计算模块连接数据存储模块和前台显示模块。作为优选，所述前台显示模块的显示形式包括表格、曲线和文字提示；表格包括凝汽器运行压力和计算压力及二者偏差、循环水运行温差和计算温差及二者偏差、凝汽器运行端差和计算端差及二者偏差、凝汽器基准脏污系数和修正脏污系数及二者偏差和数据预处理模块中的报警提示；曲线包括凝汽器运行压力和计算压力随时间变化的曲线、循环水运行温差和计算温差随时间变化的曲线、凝汽器运行端差和计算端差随时间变化的曲线、凝汽器基准脏污系数和修正脏污系数随时间变化的曲线。作为优选，所述前台显示模块采用PC液晶显示器作为显示设备。这种凝汽器脏污系数在线监测系统的监测方法，具体包括如下步骤：步骤101、通过实时运行数据采集模块获取实时运行数据；步骤102、通过数据预处理模块对实时运行数据进行预处理；步骤103、利用脏污系数计算模块接收数据预处理模块处理后的数据，并计算基准脏污系数，将计算结果发送至数据存储模块和前台显示模块：步骤104、计算凝汽器压力：步骤105、判断凝汽器计算凝汽器压力pcc与运行压力pc之间的偏差δ是否满足要求，偏差δ表示为：上式中，pcc为凝汽器压力，pc为运行压力；如果|δ|＞0.05，则偏差δ不满足要求，执行步骤106；如果|δ|≤0.05，则偏差δ满足要求，执行步骤107；步骤106、更新脏污系数：如果δ<0，则βcb更新＝βcb-0.001；如果δ>0，则βcb更新＝βcb+0.001；βcb为更新前的脏污系数，βcb更新为更新后的脏污系数；返回执行步骤104至步骤105，重新计算凝汽器压力；步骤107、将脏污系数计算模块计算得到的修正脏污系数βcx作为是否进行凝汽器清洗的判断依据，判断是否清洗凝汽器。作为优选，所述步骤102具体包括如下步骤：步骤10201、通过数据预处理模块对机组运行状态进行判断，判断机组是否停机：如果机组负荷Q<＝a，则判断机组停机，其中a为小于等于5的正数，单位为MW；如果循环水流量Vw<＝b，则判断机组停机；b为小于等于10的正数，单位为kg/s；如果有多台循环水泵，每台循环水泵电流I<＝c，则判断机组停机；其中c为小于等于5的正数，单位为A；若机组停机则数据预处理模块将结果发送至数据存储模块并反馈到前台显示模块进行显示；步骤10202、对实时运行数据进行量程范围判断，首先设定每个实时运行数据的高低限量程范围，然后分别比较每个实时运行数据和其对应的高低限量程范围，如果实时运行数据不在量程范围内，则判断超限且数据预处理模块将结果发送至数据存储模块并反馈报警信息到前台显示模块进行显示；步骤10203、对实时运行数据进行合理性判断，如果凝汽器循环水出口温度小于等于凝汽器循环水进口温度，或凝汽器端差小于等于0，或凝汽器循环水出口压力大于等于凝汽器循环水进口压力，则判断数据不合理且数据预处理模块将结果发送至数据存储模块并反馈到前台显示模块进行显示；步骤10204、对于采用双重或多重测点的数据，对该测点数据进行算数平均，并将算术平均值作为该测点的最终值。作为优选，所述步骤103具体包括如下步骤：步骤10301、利用热平衡图数据经曲线拟合得到凝汽器热负荷Qc，单位为MW，曲线拟合结果为：上式中，a0为多项式的常数项，a1、a2、...ai...、ak为多项式的系数项，k为大于0的正整数，Q为机组负荷，单位为MW；Qc为凝汽器热负荷，单位为MW；步骤10302、根据凝汽器热负荷Qc利用凝汽器热平衡方程获得凝汽器实际总传热系数K，单位为W/(m2·℃)：上式中，K为凝汽器实际总传热系数，单位为W/(m2·℃)；F为凝汽器换热面积，单位为m2，Δtm为凝汽器对数平均传热温差，单位为℃，Δtm由凝汽器排气温度、循环水进出口温度计算得到；Qc为凝汽器热负荷，单位为MW；步骤10303、根据凝汽器实际总传热系数，利用经验公式反算得到基准脏污系数，经验公式包括前苏联别尔曼公式和美国传热学会HEI公式；其中，HEI公式为：K＝K0×βc×βm×βt上式中，K0为基本传热系数，单位为W/(m2·℃)，根据冷却管外径及循环水流速查表得到；βc为凝汽器冷却表面脏污系数；βm为冷却管管材及壁厚修正系数，根据管材及壁厚查表取常数；βt为循环水进口温度修正系数，根据循环水进水温度查表得到；K为凝汽器实际总传热系数，单位为W/(m2·℃)；得到基准脏污系数的计算公式为：上式中，K为凝汽器实际总传热系数，单位为W/(m2·℃)；K0为基本传热系数，单位为W/(m2·℃)，根据冷却管外径及循环水流速查表得到；βm为冷却管管材及壁厚修正系数，根据管材及壁厚查表取常数；βt为循环水进口温度修正系数，根据循环水进水温度查表得到；βc为凝汽器冷却表面脏污系数。作为优选，所述步骤104具体包括如下步骤：步骤10401、依据凝汽器热平衡关系计算凝汽器循环水进出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝汽器脏污系数在线监测系统的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n步骤101、通过实时运行数据采集模块(401)获取实时运行数据；/n步骤102、通过数据预处理模块(402)对实时运行数据进行预处理；/n步骤103、利用脏污系数计算模块(403)接收数据预处理模块(402)处理后的数据，并计算基准脏污系数，将计算结果发送至数据存储模块(404)和前台显示模块(405)：/n步骤104、计算凝汽器压力：/n步骤105、判断凝汽器计算凝汽器压力p

【技术特征摘要】
1.一种凝汽器脏污系数在线监测系统的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤101、通过实时运行数据采集模块(401)获取实时运行数据；
步骤102、通过数据预处理模块(402)对实时运行数据进行预处理；
步骤103、利用脏污系数计算模块(403)接收数据预处理模块(402)处理后的数据，并计算基准脏污系数，将计算结果发送至数据存储模块(404)和前台显示模块(405)：
步骤104、计算凝汽器压力：
步骤105、判断凝汽器计算凝汽器压力pcc与运行压力pc之间的偏差δ是否满足要求，偏差δ表示为：



上式中，pcc为凝汽器压力，pc为运行压力；如果|δ|＞0.05，则偏差δ不满足要求，执行步骤106；如果|δ|≤0.05，则偏差δ满足要求，执行步骤107；
步骤106、更新脏污系数：
如果δ<0，则βcb更新＝βcb-0.001；如果δ>0，则βcb更新＝βcb+0.001；βcb为更新前的脏污系数，βcb更新为更新后的脏污系数；返回执行步骤104至步骤105，重新计算凝汽器压力；
步骤107、将脏污系数计算模块(403)计算得到的修正脏污系数βcx作为是否进行凝汽器清洗的判断依据，判断是否清洗凝汽器。


2.根据权利要求1所述凝汽器脏污系数在线监测系统的监测方法，其特征在于，所述步骤102具体包括如下步骤：
步骤10201、通过数据预处理模块(402)对机组运行状态进行判断，判断机组是否停机：如果机组负荷Q<＝a，则判断机组停机，其中a为小于等于5的正数，单位为MW；如果循环水流量Vw<＝b，则判断机组停机；b为小于等于10的正数，单位为kg/s；如果有多台循环水泵，每台循环水泵电流I<＝c，则判断机组停机；其中c为小于等于5的正数，单位为A；若机组停机则数据预处理模块(402)将结果发送至数据存储模块(404)并反馈到前台显示模块(405)进行显示；
步骤10202、对实时运行数据进行量程范围判断，首先设定每个实时运行数据的高低限量程范围，然后分别比较每个实时运行数据和其对应的高低限量程范围，如果实时运行数据不在量程范围内，则判断超限且数据预处理模块(402)将结果发送至数据存储模块(404)并反馈报警信息到前台显示模块(405)进行显示；
步骤10203、对实时运行数据进行合理性判断，如果凝汽器循环水出口温度小于等于凝汽器循环水进口温度，或凝汽器端差小于等于0，或凝汽器循环水出口压力大于等于凝汽器循环水进口压力，则判断数据不合理且数据预处理模块(402)将结果发送至数据存储模块(404)并反馈到前台显示模块(405)进行显示；
步骤10204、对于采用双重或多重测点的数据，对该测点数据进行算数平均，并将算术平均值作为该测点的最终值。


3.根据权利要求1所述凝汽器脏污系数在线监测系统的监测方法，其特征在于，所述步骤103具体包括如下步骤：
步骤10301、利用热平衡图数据经曲线拟合得到凝汽器热负荷Qc，单位为MW，曲线拟合结果为：



上式中，a0为多项式的常数项，a1、a2、...ai...、ak为多项式的系数项，k为大于0的正整数，Q为机组负荷，单位为MW；Qc为凝汽器热负荷，单位为MW；
步骤10302、根据凝汽器热负荷Qc利用凝汽器热平衡方程获得凝汽器实际总传热系数K，单位为W/(m2·℃)：



上式中，K为凝汽器实际总传热系数，单位为W/(m2·℃)；F为凝汽器换热面积，单位为m2，Δtm为凝汽器对数平均传热温差，单位为℃，Δtm由凝汽器排气温度、循环水进出口温度计算得到；Qc为凝汽器热负荷，单位为MW；
步骤10303、根据凝汽器实际总传热系数，利用经验公式反算得到基准脏污系数，经验公式包括前苏联别尔曼公式和美国传热学会HEI公式；
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林闽城，华敏，谢尉扬，赵佳骏，宋涛，孙永平，王飞，王林林，保佳伟，雍天瑞，王志峰，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33