一种燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量的测量方法及测量系统的制作方法_2

文档序号:8940939阅读:来源:国知局
级叶片的前端和后端各设有温度检测点和压力 检测点,或在汽缸中流量与压力成线性关系的叶片级组的前端和后端各设有温度检测点和 压力检测点;根据所述温度检测点在任意工况检测到的温度信号和压力检测点在任意工况 下检测到的压力信号,计算得出流量系数,然后根据汽轮机理论中的弗留格尔公式,即流量 和级组后压力与汽轮机设计理论值的关系,得到任意工况下在汽轮机内做功的实际蒸汽流 量值,即燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量值。因此能够解决现有技术在测量主蒸汽时,在 主蒸汽管道上安装标准节流元件造成测量范围受限制、测量精度较低、流量计标定困难及 增加了管道介质阻力、降低了管道效率等问题,具有减少节流元件、降低了管道介质阻力、 便于设备维护和提高最大工况和额定工况下汽轮机的效率和机组运行的经济性的有益效 果。
[0038] 2、本发明采用流量间接测量技术,通过修正计算模型,使测量精度在机组变负荷 下大大提高。蒸汽流量的测量准确度提高,为运行人员对机组经济性能分析和运行事故分 析提供重要的数据依据。在变工况时涉及的蒸汽参数修正较易实现,有效解决直接测量技 术受到的限制。锅炉水位的准确调节,降低虚假水位的出现几率,降低运行操作难度,使机 组更加安全。
[0039] 3、本发明通过测量系统去测量主蒸汽,能根据测量环境执行对应的测量方法和修 正方法,适用于各种燃气蒸汽联合循环电厂。
【附图说明】
[0040] 图1为本发明应用于F级以下级别的联合循环电厂主蒸汽的两级压力系统示意 图。
[0041] 图2为本发明应用于F级及F级以上的联合循环电厂主蒸汽的三级压力系统示意 图。
[0042] 图3为本发明应用于F级及F级以上的联合循环电厂主蒸汽的三级压力系统的另 一种实施例示意图。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图对本发明的一种燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量的测量方法及 测量系统作进一步详细说明。
[0044] 具体实施例1 :
[0045] 本实施例1涉及的燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量的测量系统,包括中央处理 器、若干个压力检测器和若干个温度检测器,在蒸汽轮机级的首级叶片的前端和后端各设 有一个温度检测器和一个压力检测器,或在汽缸中流量与压力成线性关系的叶片级组的前 端和后端各设有温度检测器和压力检测器;形成至少二个温度检测点7和至少二个压力 检测器点8 ;温度检测器的信号输出端连接中央处理器的信号输入端之一,压力检测器的 信号输出端连接中央处理器的信号输入端之二,温度检测器将检测到的任意工况下的温度 数据转换成电信号传送到中央处理器,压力检测器将检测到的任意工况下的压力数据转换 为电信号传送到中央处理器,中央处理器接收数据后对数据来源进行标记并启动内置的运 算模块,由运算模块计算得出流量系数,然后根据汽轮机理论中的弗留格尔公式,即流量和 级组后压力与汽轮机设计理论值的关系,得到任意工况下在汽轮机内做功的实际蒸汽流量 值,即燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量值。其中不同数据来源对应的计算方案具体为:
[0046] 参照图1,当压力和温度信号分别来自于汽轮机高、低压缸缸内的时候,运算模块 根据主蒸汽系统有无旁路系统的投入运行对应的流量系数计算方案和修正方案,由高压缸 2内压力和温度信号数据计算得到的流量值为高压主蒸汽101流量值;由低压缸4内压力 和温度信号数据计算得到的流量值为低压主蒸汽103流量值。
[0047] 参照图3,当压力和温度信号分别来自于汽轮机高、中、低压缸缸内的时候,运算模 块根据主蒸汽系统有无旁路系统的投入运行对应的流量系数计算方案和修正方案,由高压 缸2内压力和温度信号计算得到的流量值为高压主蒸汽101流量值;由中压缸3内压力和 温度信号计算得到的流量值为中压缸进汽202流量值;由低压缸4内压力和温度信号计 算得到的流量值为低压缸进汽302流量值;通过对低压缸进汽302流量值减去中压缸进汽 202流量值得到低压主蒸汽103流量值;中压缸进汽202流量值减去高压主蒸汽101流量 值得到中压主蒸汽102流量值。
[0048] 参照图2,当压力和温度信号分别来自于汽轮机高、低压缸缸内和中压主蒸汽102 管道上的标准节流元件6时,运算模块根据主蒸汽系统有无旁路系统的投入运行对应的流 量系数计算方案和修正方案,由高压缸2内压力和温度信号计算得到的流量值为高压主蒸 汽101流量值;由中压主蒸汽102管道上的标准节流原件得到的压力和温度信号计算得到 的流量值为中压主蒸汽102流量值;由低压缸4内压力和温度信号计算得到的流量值为低 压缸进汽302流量值,低压缸进汽302流量值减去高压主蒸汽101和中压主蒸汽102得到 低压主蒸汽103流量值。
[0049] 所述温度检测由热电偶构成,所述压力检测器由压力变送器构成。运算模块能根 据接收到的压力和温度数据,代入汽轮机理论中的弗留格尔公式计算主蒸汽流量,并根据 汽轮机有无旁路系统投入执行对应的轴封及门杆漏汽蒸汽流量、旁路蒸汽量以及锅炉喷水 减温水量修正。
[0050] 本实施例1涉及的燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量的测量方法,其特征在于:
[0051] 1)在蒸汽轮机级的首级叶片的前端和后端各设有温度检测点7和压力检测点8, 或在汽缸中流量与压力成线性关系的叶片级组的前端和后端各设有温度检测点7和压力 检测点8 ;
[0052] 2)根据所述温度检测点7在任意工况检测到的温度信号和压力检测点8在任意工 况下检测到的压力信号,计算得出流量系数,然后根据汽轮机理论中的弗留格尔公式,即流 量和级组后压力与汽轮机设计理论值的关系,得到任意工况下在汽轮机内做功的实际蒸汽 流量值,即燃气蒸汽联合循环电厂主蒸汽流量值。
[0053] 在实际测量汽缸中做功的蒸汽流量时,还要考虑到轴封及门杆漏汽蒸汽流量、旁 路蒸汽量以及锅炉喷水减温水量流量对汽缸内做功蒸汽的影响,根据工程经验,可以通过 计算流量系数时对其进行修正,修正方法如下:
[0054] 主蒸汽流量Gn =进入汽轮机的流量Gl+轴封及门杆漏汽量G2+旁路蒸汽量G3-锅 炉喷水减温水量G4 ;
[0055] 1)对于旁路系统未投入运行的系统,G3为0,汽轮机内蒸汽流速度达临界;G2占负 荷比例为2%,得到主蒸汽流量的计算公式如下所示:
[0056]
[0057]
[0058] 式中,K为流量系数,Gn为主蒸汽流量,GO为进入汽轮机主蒸汽额定工况流量,PlO 为额定工况下的级组前压力,TlO为额定工况下的级组前温度,Pln为变工况下的级组前压 力,Tln为变工况下的级组前温度,PnO为额定工况下的级组后压力。
[0059] 2)对于投入旁路系统运行的系统,汽轮机汽流速度未达临界,G2占负荷为2%,将 流量系数k基于调试试验数据适当放大,计算公式如下所示:
[0060]
[0061]
[0062] 式中,K为流量系数,Gn为主蒸汽流量,GO为进入汽轮机主蒸汽额定工况流量,PlO 为额定工况下的级组前压力,TlO为额定工况下的级组前温度,Pln为变工况下的级组前压 力,Tln为变工况下的级组前温度,P2n为变工况下的级组后压力。
[0063] 参照图1,本发明应用于F级以下容量的联合循环电厂,余热锅炉1直接给高压缸 2和低压缸4提供主蒸汽。
[0064] 通过在汽轮机高压缸2首级叶片前、后、补气阀5后的汽轮机低压缸4中流量和压 力成线性关系的叶片级组前、后分别设置温度检测点7和压力检测点8,压力变送器和热电 偶分别对应压力检测点8和温度检测点7进行检测,并分别把测得的压力和温度信号传送 至计算机计算流量系数,通过修正轴封及门杆漏汽蒸汽流量、旁路蒸汽量以及锅炉喷水减 温水量,得到实时的高压主蒸汽101和低压主蒸汽103。
[0065] 具体实施例2
[0066] 参照图2,本发明应用于F级及以上容量的联合循环电厂时,蒸汽系统为三级压力 系统,余热锅炉1直接提供主蒸汽给汽轮机的有高压缸2和低压缸4,而中压主蒸汽102和 高压缸排汽201最终汇合于中压缸3中做功,中压缸排汽301和低压主蒸汽103最终汇入 低压缸4中做功。
[0067] 中压缸排汽301近似等于高压主蒸汽101与中压主蒸汽102流量总和,低压缸进 汽302近似等于低压主蒸汽103与中压缸排汽301总和,若要测得余热锅炉1供给汽轮机 低压缸4的低压主蒸汽103,可由低压缸进汽302流量减去中压缸排汽301流量,或者减去 高压主蒸汽101和中压主蒸汽102得到。
[0068] 中压主蒸汽102的测量是采用直接测量技术得到的,所述直接测量技术是通过在 中压主蒸汽102管道上安装标准节流元件6,由压力变送器和热电偶分别对应标准节流元 件6前、后的压
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