一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于汽轮机发电领域，公开了一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法及系统，本发明专利技术能够有效地预测高中压通流区末几级鼓风高温区位置，可以精细地评估通流区隔板、静叶及动叶应力峰值大小，可以有效评价中联门阀杆强度及阀体振动，可以前瞻预警高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩，显著地提高了部分负荷工况下机组运行安全稳定性，与人工监测的方式相比，排除了人为因素的干扰，有助于提高监测准确度和实时性，系统对目前机组深度调峰供热运行状态时的安全监测及预警问题具有普遍适用性。态时的安全监测及预警问题具有普遍适用性。态时的安全监测及预警问题具有普遍适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统及方法


[0001]本专利技术属于汽轮机发电领域，具体涉及一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着风电、光伏发电在电力系统中所占比重日益增大并逐渐成为主体部分，可再生能源随机性、间歇性和波动性的显著特点对电力系统的稳定性和安全性带来了巨大挑战，提升电力系统灵活性成为构建新型电力系统的关键所在。为新能源规模化接入电网奠定基础，深度调峰将成为火电机组的常态。
[0003]火电机组从冷再或热再管道引出高温蒸汽经减温减压后供给于热用户，是目前热电联产工业供热的一个重要手段已被广泛使用。然而随着机组深度调峰常态化，一方面在运行中冷再或热再蒸汽压力将滑压逐渐降低，另一方面受制于锅炉再热器热量平衡及机组轴向推力的影响，中低负荷边界下，时常出现热电联产机组供热母管压力及流量不满足用户需求的技术难题。
[0004]为保障深度调峰工况下的用户需求，可采用中联门节流参与调整的运行方式加以解决。技术方法是通过调整关小汽轮机中联门开度进行蒸汽节流，使得进入汽轮机中压缸的蒸汽在中联门前的局部有限空间形成滞止流，发生“憋压”效应，在压力波能量传递的作用下，达到提升冷再或热再管道蒸汽压力的目的。此外中联门节流后机组中低压通流区做功能力降低，负荷随之下降，提升供热能力的同时可进一步促进调峰深度，也增强了机组热电解耦能力。
[0005]考虑到常规大容量火电机组初始设计边界均为承载电网基准负荷，因而常规运行方式下机组中联门将处于常开非调整状态，故已有的运行监视及预警系统主要针对机组50％THA及以上运行工况，并未涉及中联门节流参与调节的运行工况。在当前常态化长周期深度调峰背景下，现有的系统并不能全面的监测评估机组的安全状况并进行预警提示，将使机组存在运行安全隐患，因此亟需开发补充智能化新型中联门参调供热安全监测系统，这对促进机组部分负荷工况下的供热安全可靠性运行具有重大意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统及方法，能够在中联门参调供热时，对汽轮机本体运行、关键构件及主要辅助系统进行安全预警与评估。
[0007]为了达到上述目的，一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法，包括以下步骤：
[0008]中联门参调供热方式下，实时监测高压通流区内，鼓风时高压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、高压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及高压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；
[0009]实时监测中压通流区内，鼓风时中压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、中压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及中压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；
[0010]实时监测中联门阀杆强度和阀体振动信息；
[0011]实时监测高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息；
[0012]将检测到的所有数据与预设阈值进行对比，并输出对比结果。
[0013]对监测到的所有数据进行处理，通过寻优计算获取安全边界数据库，确立最终的目标负荷下的安全运行边界。
[0014]实时监测的中联门阀杆强度和阀体振动信息具体包括：
[0015]中压调门外阀盖的阀体应变信息、中压调门位移信息和中联门外汽机的中联门损伤信息。
[0016]实时监测的高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息具体包括：
[0017]EH油泵出口管路上的油压压力脉动信息、调门O型密封圈的受热老化断裂信息以及油缸缸体应变和位移量。
[0018]一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统，包括：
[0019]高压通流区监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测高压通流区内，鼓风时高压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、高压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及高压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；
[0020]中压通流区监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测中压通流区内，鼓风时中压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、中压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及中压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；
[0021]中联门阀体监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测中联门阀杆强度和阀体振动信息；
[0022]高压抗燃油系统监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息；
[0023]控制数据分析中心，用于将检测到的所有数据与预设阈值进行对比，并输出对比结果。
[0024]高压通流区监测模块包括第一温度传感器、第一差压传感器和第一振动测量传感器；
[0025]第一温度传感器设置在高压缸次末级和末级动叶出口处，第一差压传感器设置在高压缸末级静叶前后，第一振动测量传感器设置在高压缸末级动叶后。
[0026]中压通流区监测模块包括第二温度传感器、第二差压传感器和第二振动测量传感器；
[0027]第二温度传感器设置在中压缸次末级和末级动叶出口处，第二差压传感器设置在中压缸末级静叶前后，第二振动测量传感器设置在中压缸末级动叶后。
[0028]中联门阀体监测模块包括应变传感器、位移传感器和超声波响应传感器；
[0029]应变传感器设置在中压调门外阀盖处，位移传感器设置在中压调门内阀盖及衬套
区域，超声波响应传感器设置在中联门外汽机平台处。
[0030]高压抗燃油系统监测模块包括动态压力传感器、声发射传感器和光纤光栅传感器；
[0031]动态压力传感器设置在EH油泵出口的管路上，声发射传感器设置在调门的O型密封圈旁，光纤光栅传感器设置在油动机油缸壁面上。
[0032]控制数据分析中心连接边界调整管理终端，边界调整管理终端用于对控制数据分析中心发送的数据进行寻优计算获取安全边界数据库，确立最终的目标负荷下的安全运行边界。
[0033]与现有技术相比，本专利技术通过在中联门参调供热方式下，实时监测高压通流区内和实时监测中压通流区内的关键构件的信息，以及中联门阀杆强度和阀体振动信息和高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息，最后将检测到的所有数据与预设阈值进行对比，并输出对比结果。本专利技术能够有效地预测高中压通流区末几级鼓风高温区位置，可以精细地评估通流区隔板、静叶及动叶应力峰值大小，可以有效评价中联门阀杆强度及阀体振动，可以前瞻预警高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩，显著地提高了部分负荷工况下机组运行安全稳定性，与人工监测的方式相比，排除了人为因素的干扰，有助于提高监测准确度和实时性，系统对目前机组深度调峰供热运行状态时的安全监测及预警问题具有普遍适用性。
[0034]进一步的，本专利技术能够对监测到的所有数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法，其特征在于，包括以下步骤：中联门参调供热方式下，实时监测高压通流区内，鼓风时高压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、高压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及高压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；实时监测中压通流区内，鼓风时中压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、中压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及中压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；实时监测中联门阀杆强度和阀体振动信息；实时监测高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息；将检测到的所有数据与预设阈值进行对比，并输出对比结果。2.根据权利要求1所述的一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法，其特征在于，对监测到的所有数据进行处理，通过寻优计算获取安全边界数据库，确立最终的目标负荷下的安全运行边界。3.根据权利要求1所述的一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法，其特征在于，实时监测的中联门阀杆强度和阀体振动信息具体包括：中压调门外阀盖的阀体应变信息、中压调门位移信息和中联门外汽机的中联门损伤信息。4.根据权利要求1所述的一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测方法，其特征在于，实时监测的高压EH供油系统油压稳定性、EH油系统泄漏率以及油动机活塞磨损卡涩信息具体包括：EH油泵出口管路上的油压压力脉动信息、调门O型密封圈的受热老化断裂信息以及油缸缸体应变和位移量。5.一种适用于火电机组中联门参调供热的安全监测系统，其特征在于，包括：高压通流区监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测高压通流区内，鼓风时高压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、高压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及高压缸末级动叶尾缘区域流致振动时叶片颤振脉冲响应量；中压通流区监测模块，用于在中联门参调供热方式下，实时监测中压通流区内，鼓风时中压缸次末级和末级动叶出口处的叶片级温度信息、中压缸末级静叶进出口截面静压差变化以及中压缸末级动叶尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：马汀山，高庆，曾立飞，屈杰，居文平，张永海，高登攀，朱蓬勃，谷伟伟，胡文帅，潘渤，
申请(专利权)人：西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：