一种双背压凝汽器优化运行装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双背压凝汽器优化运行装置，该双背压凝汽器优化运行装置包括高背压凝汽器、低背压凝汽器以及循环水管路，循环水路上设置两套旁路以及控制阀门，旁路跨接在低背压凝汽器的两端，还设置有若干温度测点和流量计。本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型属单独控制低背压凝汽器循环水流量，对高背压侧凝汽器循环水流量无影响；通过本实用新型提供的计算公式以及测点和阀门控制系统，可以使得低背压侧凝汽器真空不进入阻塞背压区，降低汽轮机热耗率；由于循环水旁路的影响，高背压侧凝汽器循环水进水温度相对降低，间接降低高背压侧排汽温度，从而进一步降低汽轮机热耗率。
【专利说明】
-种双背压凝汽器优化运行装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及汽轮机控制技术领域，尤其设及的是双背压汽轮机凝汽器优化运 行的方法及控制系统。
【背景技术】
[0002] 汽轮机阻塞背压是指汽机末级叶片出口处的蒸汽流速接近该处的音速水平(马赫 数约为0.95)时的背压，在通常情况下，它与汽轮机进汽量相关，不同的进汽量有不同阻塞 背压值，汽轮机进汽量越小，汽轮机阻塞背压越低。
[0003] 当汽轮机背压低于阻塞背压后，同样汽轮机组发电量下，汽轮机热耗率升高。
[0004] 火电厂双背压汽轮机背压仅在冬天，当循环冷却水溫度较低时，低背压侧汽轮机 背压才会低于阻塞背压。
[0005] 目前火电厂运行人员发现汽轮机背压低于阻塞背压后，采用两种措施提高汽轮机 背压：
[0006] (1)改变循环水累运行台数或将循累改为低速运行，减少循环水流量，将低背压凝 汽器背压升高。
[0007] 该措施可W使低背压凝汽器背压高于阻塞背压，降低汽轮机热耗率，但也使原本 就不低于阻塞背压的高背压凝汽器背压升高，增加机组能耗，综合结果，该操作不一定节 能。
[000引（2)双背压凝汽器抽真空系统水环真空累仅运行1台，高、低背压凝汽器抽真空系 统采用串联模式。
[0009] 该措施可W使低背压凝汽器背压高于阻塞背压，降低汽轮机热耗率。但若由于外 在原因致低背压侧汽轮机真空系统严密性降低，由于抽真空系统采用串联模式，且运行的 一台真空累，则会使得低背压侧凝汽器背压升高，汽轮机热耗率增加，且不易被运行人员发 觉。 【实用新型内容】
[0010] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种双背压凝汽器优化运行 装置。
[0011] 本实用新型是通过W下技术方案实现的：一种双背压凝汽器优化运行装置，包括 高背压凝汽器、低背压凝汽器W及循环水管路，循环水管路分为第一循环水管路和第二循 环水管路，第一循环水管路和第二循环水管路均自低背压凝汽器流向高背压凝汽器，其特 征在于:在第一循环水路上设置有第一旁路，第一旁路跨接在低背压凝汽器的两端，在第二 循环水路上设置有第二旁路，第二旁路也跨接在低背压凝汽器的两端，第一旁路上设置有 第一控制阀口，第二旁路上设置有第二控制阀口。
[0012] 作为对上述方案的进一步改进，在第一循环水管路上设置有第一溫度测点，在第 二循环水管路上设置有第二溫度测点，第一溫度测点设置在第一旁路的引出口上游，第二 溫度测点设置在第二旁路的引出口上游。
[0013] 作为对上述方案的进一步改进，在第一循环水管路上设置有第=溫度测点，在第 二循环水管路上设置有第四溫度测点，第=溫度测点设置在第一旁路的与第一循环水管路 汇合点的上游，第二溫度测点设置在第二旁路与第二循环水管路的上游。
[0014] 作为对上述方案的进一步改进，在第一旁路上还设置有第一流量计，在第二旁路 上设置有第二流量计。
[0015] 作为对上述方案的进一步改进，在第一循环水管路上设置有第=流量计，在第二 循环水管路上设置有第四流量计，第=流量计设置在第一旁路的与第一循环水管路汇合点 的下游，第二流量计设置在第二旁路与第二循环水管路的下游。
[0016] 作为对上述方案的进一步改进，第一流量计、第二流量计、第=流量计和第四流量 计均是超声波流量计，第一旁路和第二旁路的管道外径为第一循环水管路和第二循环水管 路外径的1/3,第一循环水管路和第二循环水管路的外径相同，第一循环水管路、第二循环 水管路、第一旁路和第二旁路的管道材质和壁厚均相同，第一控制阀口和第二控制阀口均 是自动控制阀口；第一流量计、第二流量计、第=流量计、第四流量计、第一溫度测点、第二 溫度测点、第S溫度测点和第四溫度测点均与汽轮机的DCS控制系统电性连接。
[0017] 本实用新型相比现有技术具有W下优点:本实用新型属单独控制低背压凝汽器循 环水流量，对高背压侧凝汽器循环水流量无影响;通过本实用新型提供的计算公式W及测 点和阀口控制系统，可W使得低背压侧凝汽器真空不进入阻塞背压区，降低汽轮机热耗率； 由于循环水旁路的影响，高背压侧凝汽器循环水进水溫度相对降低，间接降低高背压侧排 汽溫度，从而降低汽轮机热耗率。
【附图说明】
[001引图1是本实用新型示意图。
[0019] 图2是本实用新型实施流程图。
【具体实施方式】
[0020] 下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在W本实用新型技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限 于下述的实施例。
[0021] 实施例1
[0022] -种双背压凝汽器优化运行装置，包括高背压凝汽器2、低背压凝汽器IW及循环 水管路，循环水管路分为第一循环水管路11和第二循环水管路12,第一循环水管路11和第 二循环水管路12均自低背压凝汽器1流向高背压凝汽器2，其特征在于:在第一循环水路上 设置有第一旁路，第一旁路跨接在低背压凝汽器1的两端，在第二循环水路上设置有第二旁 路，第二旁路也跨接在低背压凝汽器1的两端，第一旁路上设置有第二控制阀口 41，第二旁 路上设置有第二控制阀口42。当机组运行中，低背压侧凝汽器真空进入阻塞背压区后，本实 用新型中设置旁路系统的目的是调整低背压侧凝汽器循环水流量，从而升高低背压侧凝汽 器循环水溫升和端差，最终升高低背压侧排汽溫度，使低背压侧凝汽器真空不进入阻塞背 压区。
[0023] 在第一循环水管路11上设置有第一溫度测点21，在第二循环水管路12上设置有第 二溫度测点22,第一溫度测点21设置在第一旁路的引出口上游，第二溫度测点22设置在第 二旁路的引出口上游。
[0024] 在第一循环水管路11上设置有第=溫度测点23,在第二循环水管路12上设置有第 四溫度测点24,第=溫度测点23设置在第一旁路的与第一循环水管路11汇合点的上游，第 二溫度测点22设置在第二旁路与第二循环水管路12的上游。
[0025] 在第一旁路上还设置有第一流量计31，在第二旁路上设置有第二流量计32。
[0026] 在第一循环水管路11上设置有第=流量计33,在第二循环水管路12上设置有第四 流量计34,第=流量计33设置在第一旁路的与第一循环水管路11汇合点的下游，第二流量 计32设置在第二旁路与第二循环水管路12的下游。
[0027] 第一流量计31、第二流量计32、第=流量计33和第四流量计34均是超声波流量计， 第一旁路和第二旁路的管道外径为第一循环水管路11和第二循环水管路12外径的1/3,第 一循环水管路11和第二循环水管路12的外径相同，第一循环水管路11、第二循环水管路12、 第一旁路和第二旁路的管道材质和壁厚均相同，第二控制阀口 41和第二控制阀口 42均是自 动控制阀口；第一流量计31、第二流量计32、第=流量计33、第四流量计％、第一溫度测点 21、第二溫度测点22、第=溫度测点23和第四溫度测点24均与汽轮机的DCS控制系统电性连 接。
[0028] 实施例2
[0029] -种上述双背压凝汽器优化运行装置的运行方法，其特征在于包括如下步骤：
[0030] 步骤一、计算汽轮机阻塞背压值Pz,
[0031] Pz = f (Gms)------公式（1)
[0032] 其中Gms是汽轮机主蒸汽流量，单位是kg/s，由汽轮机的DCS系统获取；
[0033] 步骤二、计算汽轮机阻塞排汽溫度tz，根据步骤一计算得到的汽轮机阻塞背压值 Pz,根据IF-97水蒸汽公式计算对应饱和蒸汽溫度即是汽轮机阻塞排汽溫度tz;由机组DCS控 制系统获取的汽轮机主蒸汽流量Gms,根据公式（1)计算对应阻塞背压值，根据IF-97水蒸汽 公式计算对应饱和蒸汽溫度tz，只要确保低背压侧凝汽器排汽溫度高于阻塞背压对应饱和 蒸汽溫度tz，低背压侧凝汽器背压则不会低于汽轮机阻塞背压。
[0034] 步骤=、计算旁路调整前低背压侧凝汽器热负荷化。ndl，
[003引 Qcondi = AtiXGwiXCp-------公式（2)
[0036] 其中Cp是循环冷却水比热容，取4.化J/kg°C，Ati = (t3i-ti+t"-t2)/2，ti、t2、t3i和 t"分别是旁路调整前第一溫度测点21、第二溫度测点22、第=溫度测点23和第四溫度测点 24的溫度,Gwi是芳路调整前循环冷却水流量，Gw1 = G3i+G4i-Gu-G2i，611、621、631和641分别是进 行旁路调整前第一流量计31、第二流量计32、第=流量计33和第四流量计34测量的数据；
[0037] 步骤四、计算旁路调整前凝汽器总传热系数Ki，
[003引
公式（3)
[0039] 5ti = ts广(t3-i+t4-i)/2，tsi是旁路调整前低背压侧凝汽器排汽溫度，由机组DCS系 统数据获取，A是凝汽器的有效传热面积；
[0041]
[0040] 步骤五、校正凝汽器总传热系数并计算循环冷却水流量上限，
[0042]
[0043] 一妓式 a)
[0044] Gw2是循环冷却水流量上限，T是容忍余量，代表设定的低背压侧凝汽器排汽溫度高 于阻塞背压对的应饱和蒸汽溫度的数值；
[0045] W低背压侧凝汽器排汽溫度高于阻塞背压对的应饱和蒸汽溫度rc为分界点，当 低背压侧真空进入阻塞背压区域，通过调整循环水旁路，使得低背压侧凝汽器排汽溫度高 于阻塞背压对应饱和蒸汽溫度rc，考虑到旁路调整前后低背压侧凝汽器循环水进水溫度 不变，凝汽器传热系数仅需对循环水流量进行校正，T优选数值为2。
[0046] 步骤六、旁路调整，调节第二控制阀口 41和第二控制阀口 42，使Gi2、G22、G32和G42的 符合
[0047] Gw2 = G32+G42-Gi2-G22-----公式巧）
[004引 Gi2、G22、G3沸G42分别是进行旁路调整后第一流量计31、第二流量计32、第；流量计 33和第四流量计34测量的数据。
[0049] DCS自动控制系统通过同时增加第二控制阀口41和第二控制阀口42开度，直至全 开，使得通过低背压侧凝汽器循环冷却水流量为Gw2，调整结束，低背压侧凝汽器真空不再处 于阻塞背压区。
[0050] 第一旁路阀口和第二阀口开启后，若由于机组负荷降低，或者循累运行模式改变 至循环水流量增加，或者循环水溫度升高，使得低背压侧凝汽器排汽溫度高于阻塞背压对 应饱和蒸汽溫度超过2°c，则重复步骤=至步骤六，并在步骤六减小第二控制阀口 41和第二 控制阀口 42，使得循环水流量满足要求，直至全关。
[0051] W上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种双背压凝汽器优化运行装置，包括高背压凝汽器、低背压凝汽器以及循环水管 路，所述循环水管路分为第一循环水管路和第二循环水管路，所述第一循环水管路和第二 循环水管路均自低背压凝汽器流向高背压凝汽器，其特征在于:在第一循环水路上设置有 第一旁路，所述第一旁路跨接在低背压凝汽器的两端，在第二循环水路上设置有第二旁路， 所述第二旁路也跨接在低背压凝汽器的两端，所述第一旁路上设置有第一控制阀门，所述 第二旁路上设置有第二控制阀门。2. 如权利要求1所述一种双背压凝汽器优化运行装置，其特征在于:在第一循环水管路 上设置有第一温度测点，在第二循环水管路上设置有第二温度测点，所述第一温度测点设 置在第一旁路的引出口上游，所述第二温度测点设置在第二旁路的引出口上游。3. 如权利要求2所述一种双背压凝汽器优化运行装置，其特征在于:在第一循环水管路 上设置有第三温度测点，在第二循环水管路上设置有第四温度测点，所述第三温度测点设 置在第一旁路的与第一循环水管路汇合点的上游，所述第二温度测点设置在第二旁路与第 二循环水管路的上游。4. 如权利要求3所述一种双背压凝汽器优化运行装置，其特征在于:在第一旁路上还设 置有第一流量计，在第二旁路上设置有第二流量计。5. 如权利要求4所述一种双背压凝汽器优化运行装置，其特征在于:在第一循环水管路 上设置有第三流量计，在第二循环水管路上设置有第四流量计，所述第三流量计设置在第 一旁路的与第一循环水管路汇合点的下游，所述第二流量计设置在第二旁路与第二循环水 管路的下游。6. 如权利要求5所述一种双背压凝汽器优化运行装置，其特征在于:所述第一流量计、 第二流量计、第三流量计和第四流量计均是超声波流量计，所述第一旁路和第二旁路的管 道外径为第一循环水管路和第二循环水管路外径的1/3,第一循环水管路和第二循环水管 路的外径相同，所述第一循环水管路、第二循环水管路、第一旁路和第二旁路的管道材质和 壁厚均相同，所述第一控制阀门和第二控制阀门均是自动控制阀门；所述第一流量计、第二 流量计、第三流量计、第四流量计、第一温度测点、第二温度测点、第三温度测点和第四温度 测点均与汽轮机的DCS控制系统电性连接。
【文档编号】F28B11/00GK205655697SQ201620511332
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月26日 公开号201620511332.0, CN 201620511332, CN 205655697 U, CN 205655697U, CN-U-205655697, CN201620511332, CN201620511332.0, CN205655697 U, CN205655697U
【发明人】阮圣奇, 吕松松, 胡中强, 任磊, 陈裕, 蒋怀锋, 吴仲, 邵飞, 徐钟宇, 陈悦, 庞靖, 袁昊
【申请人】中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司