一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于循环冷却水监测汽轮机末级排汽干度的系统及方法，包括蒸汽轮机的低压缸，所述低压缸排除出的饱和湿蒸汽通过排汽管进入凝汽器，在凝汽器内饱和湿蒸汽被循环冷却水全部冷却为冷凝水后进入储水罐，并由凝结水泵输送走，循环冷却水由循环冷却水泵输送到凝汽器内用于冷却饱和湿蒸汽，所述凝结水泵后布置一体化孔板流量测量装置一。本实用新型专利技术利用火电机组已有的实时采集的测量数据，通过对凝汽器饱和湿蒸汽和循环冷却水的换热过程进行热平衡实时计算，得到低压缸排汽干度，提升测量的稳定性和长期可靠性。提升测量的稳定性和长期可靠性。提升测量的稳定性和长期可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统


[0001]本技术属于能源动力行业的信息
，具体涉及一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统。

技术介绍

[0002]常规电站中大型冷凝式汽轮机的末几级和核电站汽轮机的全部级都在饱和湿蒸汽(含饱和蒸汽以及饱和水)状态下工作，蒸汽湿度的存在不但降低汽轮机的运行效率，而且可能引起严重的叶片水蚀，给电厂机组的运行经济性和安全性带来危害。而且，低压缸排汽干度(饱和蒸汽在排汽中的含量)是分析低压缸叶片和低压缸效率的特征参数，对低压缸叶片的安全运行和效率有重要影响。测量汽轮机中流动饱和湿蒸汽干度对于保证汽轮机的经济高效、安全可靠运行具有非常重要的意义。随着高参数大容量机组和饱和湿蒸汽汽轮机的采用，近几十年来蒸汽干度测量技术研究逐渐受到重视，出现了多种测量方法如化学法、声波法、光学法和冷凝法。这些方法采用测量设备对低压缸抽出饱和湿蒸汽进行直接测量，但这些测量方法耗时且需要复杂的设备和运维，安装的抽汽测点会对设备造成一定影响，如在凝汽器上安装测量设备影响对凝汽器真空的维持。
[0003]一方面，如果能基于循环冷却水质量流量对排汽干度直接进行热力学法计算，就能够避免从凝汽器抽汽。循环冷却水是由循环冷却水泵送入凝汽器，冷却汽轮机排汽使其凝结并保持真空状态。通过对凝结水流量和循环冷却水流量的监测，加以测量冷、热介质的压力、温度计算其焓值，可以间接计汽轮机末级排汽的干度。因为进入除氧器的凝结水受热于湿蒸汽抽汽，其质量不能直接通过压力温度计算得出，所以主凝结水流量测量装置一般位于除氧器入口，受压于凝结水泵。目前，上述这些机组常规自带的监测装置并没有得到合理利用。
[0004]另一方面，凝结汽轮机排汽需要大量的冷却水，所以循环冷却水的一般特点是流量大且扬程低。由于管道较粗，流体流速较慢，压力较低，管中心取样点测得的差压较小甚至测不到，经常存在测量不准的问题。另一方面，在实际测量中通流截面积、流量系数和流体密度均受运行条件的影响，对大容量高参数机组只有在额定工况附近才能有较高的测量精度，在变工况时流量波动，测量误差较大，可能超出工程可接受范围。因此，汽轮机排汽的湿饱和蒸汽干度的测量法需要改进。
[0005]综上所述，基于循环冷却水质量流量的热力学法可行性很高，但需要一个简单实用的实时计算模型，而且需要对流量测量引入校准计算模型，以提高排汽干度计算结果精度，并且在线监测系统需要提高经济性和可靠性。

技术实现思路

[0006]为了克服以上技术问题，本技术提供了一种基于循环冷却水监测汽轮机末级排汽干度的系统及方法，利用火电机组已有的实时采集的测量数据，通过对凝汽器饱和湿蒸汽和循环冷却水的换热过程进行热平衡实时计算，得到低压缸排汽干度，提升测量的稳
定性和长期可靠性。所述方法还基于循环冷却水补水流量的测量，对排汽干度计算结果进行校准。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0008]一种基于循环冷却水监测汽轮机末级排汽干度的系统，包括蒸汽轮机的低压缸1，所述低压缸1排除出的饱和湿蒸汽通过排汽管2进入凝汽器3，在凝汽器3内饱和湿蒸汽被循环冷却水全部冷却为冷凝水后进入储水罐4，并由凝结水泵5输送走，循环冷却水由循环冷却水泵6输送到凝汽器3内用于冷却饱和湿蒸汽，所述凝结水泵5后布置一体化孔板流量测量装置一7。
[0009]所述排汽管2上布置有湿饱和蒸汽压力测点。
[0010]所述一体化孔板流量测量装置一7的孔板流量计上安装有压力测点11和温度测点12，一体化孔板流量测量装置一7通过带颈对焊法兰与管道连接。
[0011]所述一体化孔板流量测量装置一7的管道于孔板上游和下游的长度比例为3:2。
[0012]所述循环冷却水泵6后布置一体化孔板流量测量装置二8，对循环冷却水补水的输送管道上布置一体化孔板流量测量装置三9，补水后的循环冷却水进入冷却塔10进行蒸发空冷，所述一体化孔板流量测量装置二8和一体化孔板流量测量装置三9与一体化孔板流量测量装置一7结构相同。
[0013]所述循环冷却水补水在冷却水进入冷却塔10之前汇入。
[0014]一种基于循环冷却水监测汽轮机末级排汽干度的计算方法，包括以下步骤；
[0015]对凝汽器3的循环冷却水侧，实时采集循环冷却水压力、循环冷却水流量和循环冷却水进出凝汽器3的水温，则循环冷却水进出凝汽器3的吸热功率为：
[0016]W
coolingwater
＝M
coolingwater
(h
water outlet
‑
h
water inlet
)
[0017]其中，W
coolingwater
——循环冷却水的吸热功率，kJ/s；
[0018]M
coolingwater
——循环冷却水质量流量，kg/s；
[0019]h
water outlet
——凝汽器出口循环冷却水焓，kJ/kg；
[0020]h
water inlet
——凝汽器入口循环冷却水焓，kJ/kg。
[0021]循环冷却水入口焓和出口焓可以通过水的温焓表计算得到：
[0022]h
water inlet
＝F(P
coolingwater
,T
water inlet
)
[0023]h
water outlet
＝F(P
coolingwater
,T
water outlet
)
[0024]其中，P
coolingwater
——循环冷却水压力，Pa；
[0025]T
water inlet
——凝汽器入口循环冷却水温度，℃；
[0026]T
water outlet
——凝汽器出口循环冷却水温度，℃。
[0027]F()是IAPWS
‑
IF97(The International Association for the Properties of Water and SteamIndustrial Formulation 1997)水/蒸汽物性开源计算模型的焓值计算函数。
[0028]对凝汽器3的饱和湿蒸汽侧，饱和湿蒸汽被循环冷却水冷却为冷凝水的放热功率为：
[0029]W
condensate
＝M
condensate
(h
wet steam
‑
h
condensate
)
[0030]其中，W
condensate
——饱和湿蒸汽冷凝的放热功率，kJ/s；
[0031]M
condensate
——冷凝水质量流量，kg/s；
[0032]h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统，其特征在于，包括蒸汽轮机的低压缸(1)，所述低压缸(1)排除出的饱和湿蒸汽通过排汽管(2)进入凝汽器(3)，在凝汽器(3)内饱和湿蒸汽被循环冷却水全部冷却为冷凝水后进入储水罐(4)，并由凝结水泵(5)输送走，循环冷却水由循环冷却水泵(6)输送到凝汽器(3)内用于冷却饱和湿蒸汽，所述凝结水泵(5)后布置一体化孔板流量测量装置一(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统，其特征在于，所述排汽管(2)上布置有湿饱和蒸汽压力测点。3.根据权利要求1所述的一种基于循环冷却水监测汽轮机排汽干度的系统，其特征在于，所述一体化孔板流量测量装置一(7)的孔板流量计上安装有压力测点(11)和温...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一丰，肖俊峰，胡孟起，夏林，高松，连小龙，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：