一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法

文档序号:10551519阅读:338来源:国知局
一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法
【专利摘要】本发明公开了一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法,在第一热负荷工况下获取凝汽器第一热负荷饱和蒸汽温度,在第二热负荷工况下获取第二热负荷饱和蒸汽温度,通过水蒸汽表查询分别获取第一热负荷饱和第二热负荷饱和蒸汽温度对应的两个凝汽器饱和压力;其中:所述第二热负荷饱和蒸汽温度是将第二热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温度和凝汽器热负荷修正至与第一热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温度和凝汽器热负荷相同后的第二热负荷饱和蒸汽温度。本发明方法只需随时获取凝汽器工作参数,通过计算、查表就可以获取在相同循环水进水温度和凝汽器热负荷下的不同工况的凝汽器饱和蒸汽压力,进而实现不同热负荷下凝汽器饱和蒸汽压力的比较。方法简单方便,同时也节省了试验费用。
【专利说明】
一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法
技术领域
[0001] 本发明涉及火力发电厂汽轮机凝汽器在不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方 法。
【背景技术】
[0002] 发电厂实际运行生产中,需要通过凝汽器性能试验,比较在同样循环冷却水进水 温度、循环冷却水流量以及凝汽器热负荷下,凝汽器饱和压力大小,以反映凝汽器传热性能 优劣或凝汽器传热性能恶化情况。
[0003] 汽轮机凝汽器性能试验标准中未规定凝汽器热负荷对凝汽器饱和压力的修正方 法,仅提供了循环水进水温度、凝汽器清洁系数和循环水流量修正方式。
[0004] 目前常规凝汽器性能试验中,对于不同凝汽器热负荷下,凝汽器排汽饱和压力的 比较方法为开展3~4个不同汽轮机负荷下的试验,根据试验规程将凝汽器排汽饱和压力修 正至同一循环水进水温度和凝汽器清洁系数下,然后将不同工况下凝汽器排汽饱和压力和 凝汽器热负荷数据进行拟合,得出函数曲线,并利用插值法,计算出同一热负荷下的凝汽器 排汽压力,最终进行比较。
[0005] 首先,该方法的缺点是需要开展3~4个不同汽轮机负荷下的试验,试验费用高。其 次,该方法要求3~4个不同汽轮机负荷下的试验具有较高的精确度,否则拟合出的函数曲 线将失去应用价值,因而提高了试验要求,也会进一步增加试验费用。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于提出一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法,该方法根 据凝汽器总体传热系数K在热负荷大范围区间内基本不变的特征,在循环冷却水量不变的 情况下,通过获取不同输出功率下的凝汽器工作参数,经计算得到不同输出功率下的凝汽 器饱和温度,然后通过查表获取不同工况的排汽压力,进而实现不同热负荷下凝汽器饱和 压力的比较。
[0007] 为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
[0008] -种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法,是在凝汽器传热系数在热负荷范 围区间内不变、所述凝汽器循环冷却水量和比热容不变条件下的比较方法,其中,所述比较 方法是:在第一热负荷工况下获取凝汽器第一热负荷饱和蒸汽温度,在第二热负荷工况下 获取第二热负荷饱和蒸汽温度,通过水蒸汽表查询分别获取第一热负荷饱和蒸汽温度对应 的第一凝汽器饱和压力,以及第二热负荷饱和蒸汽温度对应的第二凝汽器饱和压力;
[0009] 其中:所述第二热负荷饱和蒸汽温度是经过修正、将第二热负荷工况下凝汽器循 环冷却水进水温度和凝汽器热负荷修正至与第一热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温 度和凝汽器热负荷相同后的第二热负荷饱和蒸汽温度;
[0010] 进而实现在同样循环冷却水流量、循环冷却水进水温度以及不同热负荷下凝汽器 饱和压力的比较。
[0011] 方案进一步是:所述水蒸汽表是根据国际通用工业用水和水蒸气热力性质计算 IAPWS-IF97公式计算得到的表。
[0012] 方案进一步是:所述的第一热负荷工况以及第二热负荷工况是对应不同输出功率 的不同热负荷工况。
[0013] 方案进一步是:所述第一热负荷饱和蒸汽温度和第二热负荷饱和蒸汽温度获取的 方法是:
[0014] 在第一热负荷工况,由现场温度仪表测量获得并记录凝汽器第一工况饱和蒸汽温 度、第一工况循环冷却水进水温度和第一工况循环冷却水回水温度,所述第一工况饱和蒸 汽温度是所述第一负荷饱和蒸汽温度;
[0015] 在第二热负荷工况,由现场温度仪表测量获得并记录凝汽器第二工况饱和蒸汽温 度、第二工况循环冷却水进水温度和第二工况循环冷却水回水温度;将第一工况循环冷却 水进水温度和第一工况循环冷却水回水温度,以及第二工况饱和蒸汽温度、第二工况循环 冷却水进水温度和第二工况循环冷却水回水温度带入公式:=心1 + (AG + &: )xf ;
[0016] 通过计算获得修正后的第二热负荷饱和蒸汽温度;
[0017] 其中:A 为第一工况凝汽器循环冷却水温升,°C ; A tl = t2-rti-i
[0018] 为第一工况循环冷却水进水温度,°c;
[0019] t2-i为第一工况循环冷却水回水温度,°c;
[0020] A t2为第二工况凝汽器循环冷却水温升,°C ; A t2 = t2-2_tl-2 [0021 ] t2-2为第二工况循环冷却水进水温度,°C ;
[0022] ti-2为第二工况循环冷却水回水温度,°C ;
[0023] St2为第二工况凝汽器端差,°C ;St2 = ts-2_t2-2 [0024] ts-2为第二工况饱和蒸汽温度,°C ;
[0025] tsC-2为修正后的第二热负荷饱和蒸汽温度,°C。
[0026] 本发明的有益效果:通过本发明方法打破了传统的需经3~4个不同汽轮机负荷下 的试验,然后根据试验规程将凝汽器排汽饱和压力修正至同一循环水进水温度和凝汽器清 洁系数下,然后将不同工况下凝汽器排汽饱和压力和凝汽器热负荷数据进行拟合,得出函 数曲线,并利用插值法,计算出同一热负荷下的凝汽器排汽压力,最终进行比较的方法。克 服了该方法要求3~4个不同汽轮机负荷下的试验具有较高的精确度,否则拟合出的函数曲 线将失去应用价值的缺陷。只需在实际的操作中,随时获取凝汽器工作参数,通过计算,查 表就可以获取在相同循环水进水温度和凝汽器热负荷下的不同工况的凝汽器饱和蒸汽压 力,进而实现不同热负荷下凝汽器饱和蒸汽压力的比较。方法简单方便,同时也节省了试验 费用。
[0027] 下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。
【附图说明】
[0028]图1为本发明方法的实施流程图。
【具体实施方式】
[0029] -种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法,是在凝汽器传热系数在热负荷范 围区间内不变、所述凝汽器循环冷却水量和比热容不变条件下的比较方法,其中,所述比较 方法是:在第一热负荷工况下获取凝汽器第一热负荷饱和蒸汽温度,在第二热负荷工况下 获取第二热负荷饱和蒸汽温度,通过水蒸汽表查询分别获取第一热负荷饱和蒸汽温度对应 的第一凝汽器饱和压力,以及第二热负荷饱和蒸汽温度对应的第二凝汽器饱和压力;
[0030] 其中:所述第二热负荷饱和蒸汽温度是经过修正、将第二热负荷工况下凝汽器循 环冷却水进水温度和凝汽器热负荷修正至与第一热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温 度和凝汽器热负荷相同后的第二热负荷饱和蒸汽温度;
[0031] 进而实现在同样循环冷却水流量、循环冷却水进水温度以及不同热负荷下凝汽器 饱和压力的比较。
[0032]其中:所述水蒸汽表是根据国际通用工业用水和水蒸气热力性质计算IAPWS-IF97 公式利用测试的数据计算得到的表,是一种通过公知技术得到的饱和温度和饱和压力对应 图表。
[0033] 并且,其中:所述的第一热负荷工况以及第二热负荷工况可以是对应两个不同时 间节点测量的凝汽器参数,或者是对应不同输出功率的不同热负荷工况。
[0034] 实施例中:所述第一热负荷饱和蒸汽温度和第二热负荷饱和蒸汽温度获取的方法 是:
[0035] 在第一热负荷工况,由现场温度仪表测量获得并记录凝汽器第一工况饱和蒸汽温 度、第一工况循环冷却水进水温度和第一工况循环冷却水回水温度,所述第一工况饱和蒸 汽温度就是所述的第一负荷饱和蒸汽温度;
[0036] 在第二热负荷工况,由现场温度仪表测量获得并记录凝汽器第二工况饱和蒸汽温 度、第二工况循环冷却水进水温度和第二工况循环冷却水回水温度;将第一工况循环冷却 水进水温度和第一工况循环冷却水回水温度,以及第二工况饱和蒸汽温度、第二工况循环 冷却水进水温度和第二工况循环冷却水回水温度带入公式:+ (~2 +&2)x# ;
[0037]通过计算获得修正后的第二热负荷饱和蒸汽温度;
[0038] 其中:A 为第一工况凝汽器循环冷却水温升,°C ; A tl = t2-
[0039] ti-i为第一工况循环冷却水进水温度,°C ;
[0040] 为第一工况循环冷却水回水温度,°C ;
[0041 ] A t2为第二工况凝汽器循环冷却水温升,°C ; A t2 = t2-2_tl-2
[0042] t2-2为第二工况循环冷却水进水温度,°C ;
[0043] 为第二工况循环冷却水回水温度,°C ;
[0044] St2为第二工况凝汽器端差,°C ;St2 = ts-2_t2-2
[0045] ts-2为第二工况饱和蒸汽温度,°C ;
[0046] tsC-2为修正后的第二热负荷饱和蒸汽温度,°C。
[0047]本方法的技术原理是凝汽器总体传热系数K在热负荷大范围区间内基本不变,根 据凝汽器端差的理论公式
[0048]在总体传热系数K、循环冷却水流量以及比热容不变的条件下,凝汽器端差与凝汽 器温升形成的成比例关系。
[0049] 其中:St为凝汽器端差,°C ;
[0050] A t为凝汽器水侦醞升,°C ;
[0051 ] K为总体传热系数,W/nf 2。(:;
[0052] A为凝汽器有效传热面积,m~2;
[0053] Gw为循环冷却水流量,kg/s;
[0054]心为循环冷却水比热容,kJ/kg°C ;
[0055]在循环水流量不变的情况下,凝汽器热负荷与循环水温升成正比例关系,其原理 公式为:
公式2
[0057]其中:QCcind为凝汽器热负荷,kj/s;
[0058]根据式(1)和式(2),得出凝汽器端差与凝汽器热负荷成正比例,并同时与循环冷 却水温升成正比例,即当凝汽器热负荷为原先kQ^d时,凝汽器循环冷却水温升和端差分别 为k A t 和k5t。
[0059]因此可以将凝汽器热负荷修正转化为凝汽器循环冷却水温升的修正,即公式3可 以等价为公式4。
公式3 公式4
[0062]根据公式4将第二热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温度和凝汽器热负荷修正 至与第一热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水温度和凝汽器热负荷相同后的第二热负荷 饱和蒸汽温度;计算得到第二热负荷凝汽器饱和温度;
[0063]其中:ts〇2为第二热负荷的凝汽器饱和温度;
[0064]以为凝汽器循环冷却水进水温度,°C ;
[0065] A t2为第二凝汽器水侦媪升,°C ;
[0066] St2为第二凝汽器端差,°C ;
[0067] Q-d-丨为凝汽器第一热负荷,kj/s ;
[0068] Q-d-2为凝汽器第二热负荷,kj/s。
[0069] 总结上述步骤:如图1所示,当对两种不同凝汽器工况的凝汽器饱和压力的比较 时,由下述方法实现,其中的工况1排汽压力用p s-i表示,凝汽器工况2排汽压力用psC-2表示:
[0070] 1、得到凝汽器工况1数据,分别为:热负荷为以^-:的凝汽器饱和蒸汽温度、循环冷 却水进水温度和循环冷却水回水温度,分别为ts-1、tl-1和t2-l。
[0071] 2、得到凝汽器工况2数据,分别为:热负荷为QCcind-2的凝汽器饱和蒸汽温度、循环冷 却水进水温度和循环冷却水回水温度,分别为ts-2、tl-2和t2-2。
[0072] 3、根据上述计算原理,将凝汽器工况2中的热负荷QCcind-2修正至,并同时将循 环冷却水温度t2修正至以后,凝汽器工况2的凝汽器饱和温度如式4。
公式4
[0074] 4、由式4算出的tsC-2,根据水蒸汽表查询出对应饱和压力PsC-2。
[0075] 5、最终,得出在同样循环冷却水流量、循环冷却水进水温度以及凝汽器热负荷条 件下,凝汽器工况1排汽压力ps-i和凝汽器工况2排汽压力psC-2。
【主权项】
1. 一种不同热负荷下凝汽器饱和压力的比较方法,是在凝汽器传热系数在热负荷范围 区间内不变、所述凝汽器循环冷却水量和比热容不变条件下的比较方法,其特征在于,所述 比较方法是:在第一热负荷工况下获取凝汽器第一热负荷饱和蒸汽溫度,在第二热负荷工 况下获取第二热负荷饱和蒸汽溫度,通过水蒸汽表查询分别获取第一热负荷饱和蒸汽溫度 对应的第一凝汽器饱和压力,W及第二热负荷饱和蒸汽溫度对应的第二凝汽器饱和压力; 其中:所述第二热负荷饱和蒸汽溫度是经过修正、将第二热负荷工况下凝汽器循环冷 却水进水溫度和凝汽器热负荷修正至与第一热负荷工况下凝汽器循环冷却水进水溫度和 凝汽器热负荷相同后的第二热负荷饱和蒸汽溫度; 进而实现在同样循环冷却水流量、循环冷却水进水溫度W及不同热负荷下凝汽器饱和 压力的比较。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述水蒸汽表是根据国际通用工业用水和 水蒸气热力性质计算IAPWS-IF97公式计算得到的表。3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的第一热负荷工况W及第二热负荷工 况是对应不同输出功率的不同热负荷工况。4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一热负荷饱和蒸汽溫度和第二热负 荷饱和蒸汽溫度获取的方法是: 在第一热负荷工况,由现场溫度仪表测量获得并记录凝汽器第一工况饱和蒸汽溫度、 第一工况循环冷却水进水溫度和第一工况循环冷却水回水溫度,所述第一工况饱和蒸汽溫 度是所述第一负荷饱和蒸汽溫度; 在第二热负荷工况,由现场溫度仪表测量获得并记录凝汽器第二工况饱和蒸汽溫度、 第二工况循环冷却水进水溫度和第二工况循环冷却水回水溫度;将第一工况循环冷却水进 水溫度和第一工况循环冷却水回水溫度,W及第二工况饱和蒸汽溫度、第二工况循环冷却 水进水溫度和第二工况循环冷却水回水溫度带入公式通过计算获得修正后的第二热负荷饱和蒸汽溫度; 其中:A ti为第一工况凝汽器循环冷却水溫升/C ; A = ti-i为第一工况循环冷却水进水溫度,°C ; t2-l为第一工况循环冷却水回水溫度,°C ; A t2为第二工况凝汽器循环冷却水溫升,°C ; A t2 = t2-2-tl-2 t2-2为第二工况循环冷却水进水溫度,°C ; ti-2为第二工况循环冷却水回水溫度/C ; 5t2为第二工况凝汽器端差,°C ; St2 = ts-2-t2-2 ts-2为第二工况饱和蒸汽溫度,°C ; tsC-2为修正后的第二热负荷饱和蒸汽溫度,°C。
【文档编号】G01N25/20GK105911088SQ201610234741
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】阮圣奇, 任磊, 吕松松, 陈裕, 吴仲, 蒋怀峰, 胡中强, 邵飞, 徐钟宇
【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
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