火电厂循环水流量实时在线测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开一种火电厂循环水流量实时在线测量系统及测量方法，系统包括循环水泵、凝汽器、控制器，循环水泵与凝汽器之间通过管道连接；凝汽器的出口处设置凝汽器回水管道、凝汽器循环水回水测温元件，还包括两端分别与管道、凝汽器回水管道连接的开式水管道，开式水管道上设置流量计、回水测温元件，凝汽器回水管道上设置循环水测温元件，循环水测温元件位于开式水管道与凝汽器回水管道连接位置的下游。方法包括：测量开式水的回水温度、凝汽器循环水回水温度、循环水温度；计算各温度对应的水焓值；计算循环水流量。本发明专利技术的优点在于：系统结构简单，操作方便，可进行火电厂循环水流量实时在线测量，测量精度高。测量精度高。测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
火电厂循环水流量实时在线测量系统及测量方法


[0001]本专利技术涉及汽轮机组
，具体涉及一种火电厂循环水流量实时在线测量系统及测量方法。

技术介绍

[0002]在火力发电厂中，循环水流量是进行凝汽器、冷却塔性能诊断和开展冷端的运行优化需要用到的重要参数。但是在实际生产中，对循环水流量进行直接测量和间接软测量均存在很大困难。主要原因在于：
[0003]一、对于直接测量：(1)大型汽轮发电机组的循环水管道尺寸过大(管道直径1米以上)，循环水流量巨大(每小时达3万吨以上)，导致目前尚未有精密仪器能够在线实时准确测量循环水流量。(2)大多数电厂的循环水管道深埋于地下，裸露在地表的管道直管段较短，不满足一些测量仪器(如超声波测量仪)的测量要求，导致测量仪器无法便捷地进行测量。(3)机组循环水流量受机组运行方式和设备状态影响较大，比如一台循环水泵运行与两台循环水泵运行时的循环水流量不同，低速循环水泵与高速循环水泵运行时的流量不同；当凝汽器换热管束结垢、堵塞以及循环水泵效率低下时会导致循环水流量发生变化，这些影响导致实际生产需要实时监测机组循环水流量。
[0004]二、对于间接测量：目前还有一种循环水流量在线软测量方法，例如公开号为CN109408978A的中国专利技术专利申请，公开了一种循环水流量在线软测量方法，用于测量汽轮发电机组中流经凝汽器换热管束的循环水流量，通过采集机组DCS系统的实时运行数据，获取当前机组运行热耗率，再计算当前凝汽器热负荷，最后根据凝汽器热负荷计算循环水流量。但是这种方法存在如下问题：该方法计算的是通过凝汽器的循环水流量，未包含用于冷却闭式冷却水的开式冷却水流量，无法满足需要全部循环水流量的场合(比如循环水泵性能试验、冷却塔试验等)。该方法对汽轮机组的运行参数稳定性要求较高，难以实现循环水流量的在线测量；该方法使用的凝汽器热平衡方程中包含了一些简化经验系数，使得计算得到循环水流量精度不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于：
[0006]现有技术无法进行火电厂循环水流量实时在线测量以及测量精度不高的技术问题。
[0007]本专利技术是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0008]一种火电厂循环水流量实时在线测量系统，包括循环水泵、凝汽器，所述循环水泵与凝汽器之间通过管道连接；
[0009]所述凝汽器的出口处设置有凝汽器回水管道、凝汽器循环水回水测温元件，还包括两端分别与管道、凝汽器回水管道连接的开式水管道，所述开式水管道上设置有流量计、回水测温元件，所述凝汽器回水管道上设置有循环水测温元件，所述循环水测温元件位于
开式水管道与凝汽器回水管道连接位置的下游；
[0010]所述凝汽器循环水回水测温元件、回水测温元件、循环水测温元件分别设置若干个；若干个凝汽器循环水回水测温元件在凝汽器出口处的凝汽器回水管道中沿径向均匀布置；若干个回水测温元件在开式水管道中沿径向均匀布置；若干个循环水测温元件在凝汽器回水管道中沿径向均匀布置；
[0011]还包括控制器，所述凝汽器循环水回水测温元件、流量计、回水测温元件、循环水测温元件分别连接至控制器，所述控制器能够根据凝汽器循环水回水测温元件、回水测温元件、循环水测温元件检测的温度计算对应的水焓值，并根据水焓值以及流量计检测的流量计算流经所述循环水泵的循环水流量。
[0012]本专利技术中的火电厂循环水流量实时在线测量系统在实际应用时，首先通过流量计测量开式水的流量Q1，通过回水测温元件测量开式水的回水温度t1；通过凝汽器循环水回水测温元件测量凝汽器循环水回水温度t2，通过循环水测温元件测量凝汽器回水和开式水混合后的循环水温度t3；控制器通过国际通用的水和水蒸气性质IAPWS
‑
IF97公式，计算上述三个温度t1、t2、t3所对应的水焓值h1、h2、h3；然后控制器根据所得数据，计算流经所述循环水泵的全部循环水流量Q2。相对于现有技术，该测量系统结构简单，操作方便，通过该火电厂循环水流量实时在线测量系统可进行火电厂循环水流量实时在线测量，并且测量精度较高。
[0013]优化的，所述凝汽器循环水回水测温元件、回水测温元件、循环水测温元件均采用热电阻。
[0014]优化的，所述凝汽器循环水回水测温元件、回水测温元件、循环水测温元件分别设置5个。
[0015]优化的，所述流量计采用孔板流量计。
[0016]优化的，所述循环水测温元件距离开式水管道与凝汽器回水管道连接位置10米以上。
[0017]将循环水测温元件设置在距离开式水管道与凝汽器回水管道连接位置10米以上的位置能够保证充分的混合，测量结果更加准确可靠。
[0018]优化的，所述开式水管道上还设置有水水热交换器。
[0019]优化的，所述水水热交换器、流量计、回水测温元件沿所述开式水管道走向依次布置。
[0020]本专利技术还公开一种采用上述任一项所述的火电厂循环水流量实时在线测量系统的测量方法，包括如下步骤：
[0021]步骤一：
[0022]通过流量计测量开式水的流量Q1，通过回水测温元件测量开式水的回水温度t1；
[0023]步骤二：
[0024]通过凝汽器循环水回水测温元件测量凝汽器循环水回水温度t2，通过循环水测温元件测量凝汽器回水和开式水混合后的循环水温度t3；
[0025]步骤三：
[0026]通过国际通用的水和水蒸气性质IAPWS
‑
IF97公式，计算上述三个温度t1、t2、t3所对应的水焓值h1、h2、h3；
[0027]步骤四：
[0028]根据步骤一至步骤三所得数据，计算流经所述循环水泵的全部循环水流量Q2。
[0029]优化的，步骤四中，流经所述循环水泵的全部循环水流量Q2的计算公式为：
[0030][0031]其中，各字母代号的含义分别为：Q1表示开式水的流量；h1表示开式冷却水系统回水的焓；h2表示凝汽器出口循环水的焓；h3表示循环水回水的焓。
[0032]通过本专利技术中的测量方法，能够准确测量并计算流经所述循环水泵的全部循环水流量，测量、计算简单，并且测量精度较高。
[0033]本专利技术的优点在于：
[0034]1.本专利技术中的火电厂循环水流量实时在线测量系统在实际应用时，首先通过流量计测量开式水的流量Q1，通过回水测温元件测量开式水的回水温度t1；通过凝汽器循环水回水测温元件测量凝汽器循环水回水温度t2，通过循环水测温元件测量凝汽器回水和开式水混合后的循环水温度t3；控制器通过国际通用的水和水蒸气性质IAPWS
‑
IF97公式，计算上述三个温度t1、t2、t3所对应的水焓值h1、h2、h3；然后控制器根据所得数据，计算流经所述循环水泵的全部循环水流量Q2。相对于现有技术，该测量系统结构简单，操作方便，通过该火电厂循环水流量实时在线测量系统可进行火电厂循环水流量实时在线测量，并且测量精度较高。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂循环水流量实时在线测量系统，其特征在于：包括循环水泵(1)、凝汽器(2)，所述循环水泵(1)与凝汽器(2)之间通过管道(3)连接；所述凝汽器(2)的出口处设置有凝汽器回水管道(4)、凝汽器循环水回水测温元件(5)，还包括两端分别与管道(3)、凝汽器回水管道(4)连接的开式水管道(6)，所述开式水管道(6)上设置有流量计(7)、回水测温元件(8)，所述凝汽器回水管道(4)上设置有循环水测温元件(9)，所述循环水测温元件(9)位于开式水管道(6)与凝汽器回水管道(4)连接位置的下游；所述凝汽器循环水回水测温元件(5)、回水测温元件(8)、循环水测温元件(9)分别设置若干个；若干个凝汽器循环水回水测温元件(5)在凝汽器(2)出口处的凝汽器回水管道(4)中沿径向均匀布置；若干个回水测温元件(8)在开式水管道(6)中沿径向均匀布置；若干个循环水测温元件(9)在凝汽器回水管道(4)中沿径向均匀布置；还包括控制器，所述凝汽器循环水回水测温元件(5)、流量计(7)、回水测温元件(8)、循环水测温元件(9)分别连接至控制器，所述控制器能够根据凝汽器循环水回水测温元件(5)、回水测温元件(8)、循环水测温元件(9)检测的温度计算对应的水焓值，并根据水焓值以及流量计(7)检测的流量计算流经所述循环水泵(1)的循环水流量。2.根据权利要求1所述的火电厂循环水流量实时在线测量系统，其特征在于：所述凝汽器循环水回水测温元件(5)、回水测温元件(8)、循环水测温元件(9)均采用热电阻。3.根据权利要求1所述的火电厂循环水流量实时在线测量系统，其特征在于：所述凝汽器循环水回水测温元件(5)、回水测温元件(8)、循环水测温元件(9)分别设...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐钟宇，吴仲，陈开峰，任磊，胡中强，蒋怀锋，吴剑，宋勇，王文阳，司翔宇，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：