饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法技术

本发明专利技术公开一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法。所述的方法为利用汽轮机的实测数据计算汽轮机排汽焓。所述的实测数据包括：发电机输出功率、汽轮机进汽量、汽轮机进汽压力或温度、凝汽器背压、凝汽器出口凝结水流量、凝汽器补水流量、凝汽器补水温度、轴封加热器进汽压力、轴封加热器进汽温度、轴封加热器进口凝结水温度、轴封加热器出口凝结水温度、轴封加热器疏水温度等。本发明专利技术用于饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓的软测量，通过汽轮机运行数据间接获取饱和蒸汽汽轮机的排汽焓，解决了现有技术无法获取饱和蒸汽汽轮机排汽焓的难题，结果可为汽轮机热力系统的安全与可靠运行提供依据，具有重要的实用意义。

【技术实现步骤摘要】
饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法
本专利技术涉及工业节能领域，尤其涉及一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法。
技术介绍
在冶金、化工、水泥等工业领域中，存在大量的饱和蒸汽资源，这些饱和蒸汽大多数是通过余热锅炉或者汽化冷却装置对工艺生产中的余热资源进行回收得到。近年来，随着饱和蒸汽汽轮机制造技术的发展与进步，饱和蒸汽发电机组在各工厂得到逐步推广和应用。另外，近几年国内几大汽轮机厂家相继掌握了饱和蒸汽汽轮机的制造能力，更进一步促进了饱和蒸汽汽轮机在工业中的广泛应用。饱和蒸汽汽轮机与常规电站汽轮机相比，在系统设计上具有一些不同的特征，如：饱和蒸汽轮机一般在汽轮机主汽门前设置汽水分离器；由于蒸汽在汽轮机膨胀过程中产生的水分多，因此汽轮机叶片一般采用硬质合金材料、汽轮机设计时考虑水滴脱除措施等；此外，由常规发电系统一般采用抽汽回热系统，而在饱和蒸汽系统中，由于饱和蒸汽一般是通过余热锅炉回收得到，如果设计汽轮机抽汽回热系统，则不仅增加了汽轮机本体的复杂程度，还会增加余热锅炉的排烟温度，降低余热锅炉余热回收率，因此饱和蒸汽汽轮机往往不设回热加热系统。汽轮机排汽焓是凝汽式机组在运行过程中的重要参数，其大小会影响汽轮机尤其是末级及末级组的运行效率，进而影响整个机组的效率。然而，由于汽轮机排汽处于湿蒸汽区域(对于饱和蒸汽汽轮机更是如此)，导致排汽焓无法直接利用测量仪表获得，从而导致汽轮机的在线性能分析无法实现。目前，相关学者对于汽轮机排汽焓的研究主要针对大型火力发电机组，对于饱和蒸汽汽轮机排汽焓的获取方法的研究还未见报道。由于饱和蒸汽汽轮机与大型火力发电机组的热力系统具有很大差异，其相关方法无法应用于饱和蒸汽汽轮机组。因此，构建一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，通过其他参数间接获取饱和蒸汽汽轮机的排汽焓，克服其不具备直接测量的困难，为汽轮机热力系统的安全与稳定运行提供依据，具有重要的实用意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术以饱和蒸汽发电机组为研究对象，提供一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法。为达到上述目的，本专利技术饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，所述的方法为利用汽轮机的实测数据计算汽轮机排汽焓。进一步的，所述的实测数据包括：发电机输出功率、汽轮机进汽量、汽轮机进汽压力或温度、凝汽器背压、凝汽器出口凝结水流量、凝汽器补水流量、凝汽器补水温度、轴封加热器进汽压力、轴封加热器进汽温度、轴封加热器进口凝结水温度、轴封加热器出口凝结水温度、轴封加热器疏水温度、疏水膨胀箱进凝汽器的疏水温度、疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽温度、汽水分离器的疏水温度。进一步的，所述的计算的步骤包括：3.1计算轴封加热器进汽量Gsg：其中，Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；Gc为凝汽器出口凝结水流量，t/h；Δhsg为轴封加热器凝结水焓升，kJ/kg；hsg′为轴封加热器进汽焓，kJ/kg；hsg″为轴封加热器疏水焓，kJ/kg；3.2计算汽轮机排汽量Gex：Gex＝G0-Gs0-Gsg其中，Gex为汽轮机排汽量，t/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；3.3计算疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量Gs1：其中，Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；Gc为凝汽器出口凝结水流量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；Gex为汽轮机排汽量，t/h；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；hsg′为轴封加热器进汽焓，kJ/kg；hsg为轴封加热器出口凝结水焓，kJ/kg；hc′为凝汽器热井内的凝结水焓，kJ/kg；Gb为凝汽器补水流量，t/h；hb为凝汽器补水焓，kJ/kg；hs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水焓，kJ/kg；3.4计算疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量Gz1：Gz1＝Gs0+Gs2-Gs1其中，Gz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；3.5计算汽轮机本体疏水总热量Qs0；Qs0＝Gs1hs1+Gz1hz1-Gs2hs2其中，Qs0为汽轮机本体疏水总热量，MJ/h；Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；Gz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；hs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水焓，kJ/kg；hz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽焓，kJ/kg；hs2为汽水分离器的疏水焓，kJ/kg；3.6计算汽轮机排汽总热量Qex：Qex＝G0h0-Qs0-Gsghsg′-3600Ni其中，Qex为汽轮机排汽总热量，MJ/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；h0为汽轮机进汽焓，kJ/kg；Qs0为汽轮机本体疏水总热量，MJ/h；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；hsg′为轴封加热器进汽焓，kJ/kg；Ni为汽轮机内功率，MW；3.7计算汽轮机排汽焓hex：其中，hex为汽轮机排汽焓，kJ/kg；Qex为汽轮机排汽总热量，MJ/h；Gex为汽轮机排汽量，t/h。进一步的，所述的汽轮机内功率Ni：其中，Ni为汽轮机内功率，MW；Ne为发电机输出功率，MW；ηm为汽轮机的机械效率；ηg为发电机效率。进一步的，所述的汽水分离器的疏水量Gs2：Gs2＝Gc-G0-Gb其中，Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；Gc为凝汽器出口凝结水流量，t/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；Gb为凝汽器补水流量，t/h。进一步的，所述的汽轮机本体疏水量Gs0：Gs0＝f(G0,P0)其中，Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；P0为汽轮机进汽压力，MPa；函数f(x,y)为以汽轮机进汽流量、汽轮机进汽压力为双变量的汽轮机本体疏水量的求解公式，可通过多个工况下的试验数据拟合得到；进一步的，所述的轴封加热器凝结水焓升Δhsg：其中，Δhsg为轴封加热器凝结水焓升，kJ/kg；tin为轴封加热器凝结水进口温度，℃；tout为轴封加热器凝结水出口温度，℃；为凝结水在进口温度tin与出口温度tout间的平均比热容，kJ/(kg·℃)；进一步的，所述的疏水膨胀箱进凝汽器的疏水焓hs1由疏水膨胀箱进凝汽器的疏水温度计算或查表得到；疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽焓hz1、hz1由疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽温度计算或查表得到；汽水分离器的疏水焓hs2、hs2由汽水分离器的疏水温度计算或查表得到；汽轮机进汽焓h0、h0由汽轮机进汽压力或温度计算或查表得到；轴封加热器出口凝结水焓hsg、hsg由轴封加热器出口凝结水温度计算或查表得到；轴封加热器进汽焓hsg′由轴封加热器进汽压力和轴封加热器进汽温度计算或查表得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，其特征在于，所述的方法为利用汽轮机的实测数据计算汽轮机排汽总热量Q

【技术特征摘要】
1.一种饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，其特征在于，所述的方法为利用汽轮机的实测数据计算汽轮机排汽总热量Qex和计算汽轮机排汽量Gex
利用计算出的汽轮机排汽总热量Qex和计算汽轮机排汽量Gex计算汽轮机排汽焓。


2.如权利要求1所述的饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，其特征在于，所述的实测数据包括：发电机输出功率、汽轮机进汽量、汽轮机进汽压力或温度、凝汽器背压、凝汽器出口凝结水流量、凝汽器补水流量、凝汽器补水温度、轴封加热器进汽压力、轴封加热器进汽温度、轴封加热器进口凝结水温度、轴封加热器出口凝结水温度、轴封加热器疏水温度、疏水膨胀箱进凝汽器的疏水温度、疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽温度、汽水分离器的疏水温度。


3.如权利要求1所述的饱和蒸汽发电机组汽轮机排汽焓软测量方法，其特征在于，所述的计算的步骤包括：
3.1计算轴封加热器进汽量Gsg：



其中，Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；Gc为凝汽器出口凝结水流量，t/h；Δhsg为轴封加热器凝结水焓升，kJ/kg；hsg′为轴封加热器进汽焓，kJ/kg；hsg″为轴封加热器疏水焓，kJ/kg；
3.2计算汽轮机排汽量Gex：
Gex＝G0-Gs0-Gsg
其中，Gex为汽轮机排汽量，t/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；
3.3计算疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量Gs1：



其中，Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；Gc为凝汽器出口凝结水流量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；Gex为汽轮机排汽量，t/h；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；hsg′为轴封加热器进汽焓，kJ/kg；hsg为轴封加热器出口凝结水焓，kJ/kg；hc′为凝汽器热井内的凝结水焓，kJ/kg；Gb为凝汽器补水流量，t/h；hb为凝汽器补水焓，kJ/kg；hs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水焓，kJ/kg；
3.4计算疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量Gz1：
Gz1＝Gs0+Gs2-Gs1
其中，Gz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量，t/h；Gs0为汽轮机本体疏水量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；
3.5计算汽轮机本体疏水总热量Qs0；
Qs0＝Gs1hs1+Gz1hz1-Gs2hs2
其中，Qs0为汽轮机本体疏水总热量，MJ/h；Gs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水量，t/h；Gz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽量，t/h；Gs2为汽水分离器的疏水量，t/h；hs1为疏水膨胀箱进凝汽器的疏水焓，kJ/kg；hz1为疏水膨胀箱进凝汽器的蒸汽焓，kJ/kg；hs2为汽水分离器的疏水焓，kJ/kg；
3.6计算汽轮机排汽总热量Qex：
Qex＝G0h0-Qs0-Gsghsg′-3600Ni
其中，Qex为汽轮机排汽总热量，MJ/h；G0为汽轮机进汽量，t/h；h0为汽轮机进汽焓，kJ/kg；Gsg为轴封加热器进汽量，t/h；hsg′为...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文豪，张学超，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34