专利名称：基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法
技术领域：
本发明涉及到一种基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法，属于软测
量领域。
背景技术：
随着火电机组容量的扩大，回热系统对机组的影响越来越受到关注。回热加热器 中，为改善表面式加热器的回热效果，低压加热器通常会带有疏水泵。疏水泵效率的测量对 于疏水泵的性能监测、疏水泵的优化运行、加热器组的运行状态分析乃至回热系统热的平 衡计算都具有重要影响。因此有必要对疏水泵效率进行监测。目前还未见疏水泵效率的测 算以及疏水泵性能监测方法的报道。 目前，在火电厂厂级监控信息系统SIS (Supervisory Information System)或者 系统分散控制系统DCS (Distribution Control System)中， 一般没有疏水泵效率测点。在 对疏水泵输入功率测算时无法提取瞬时功率值而影响到疏水泵效率测算，而在对疏水泵输 出功率测算时需要对疏水泵流量进行计算，目前，在热力系统中增设疏水泵测点，需根据对
它的性能要求，流体特性、安装要求、环境条件和费用因素等来选择合适的流量计。增设此 测点后，对流量将存在一定的影响，并需花费人力物力对其进行维护。因此，从硬件方面直 接解决疏水泵流量的问题耗时耗力，存在诸多不便。这些存在于疏水泵流量测量中的问题 直接影响了疏水泵输出功率的测量。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种能够节约硬件和内存资源的基于独立低加疏水泵
流量软测量的泵效率测算方法，该方法能够通过软测量方法实现对疏水泵效率的在线监
测，具有成本低、精度高的优点。 本发明采用如下技术方案来实现 —种基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法，由一个独立的低加和一 个疏水泵组成，没有其他疏水进入低加。其中，利用疏水泵将低加疏水与低加出口的给水混 合，算法步骤如下，
算法步骤如下 步骤1 :从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取带 疏水泵加热器出口水压力Pw ;获取疏水泵的入口水的温度tp，计算得到疏水泵的入口水压 力PP及疏水平均比容;，计算疏水泵压差A p为带疏水泵加热器出口水压力pw与疏水泵的 入口水压力Pp之差，疏水泵流量Dp由基于能量平衡的火电机组低加系统中疏水泵流量测算 方法计算得出，计算疏水泵输出功率用W。ut表示
W。ut = DpAp;p 所述的疏水泵流量Dp采用如下方法得到 步骤1-1 :从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取
3低加入口水温度twin和压力pwin，计算得到入口水焓值hwin ;获取加热器的抽汽温度抽汽 压力Pp计算得到各级加热器的抽汽焓值^ ;获取低加的出口水温度、，压力p^，计算得到 加热器出口水焓值h'wl ;获取加热器疏水温度tdl，结合抽汽压力，计算得到各级加热器疏水 焓值hdl，疏水流量份额用ddl表示； 步骤1-2 :设低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份额为l，低加入口 水流量份额为din，第1级疏水流量份额为dp，根据流量平衡关系，dp = C^，加热器出口水焓 值为h' w，疏水泵出口焓值为h^，混合点后的焓值为hwl ;
步骤1-3 :建立流量平衡方程
din+dp = 1 建立混合点热平衡计算方程
din*h， wl+dp*hdl = l*hwl
建立加热器传热平衡方程 din*(h，w「hwin) :d一(h「hd》 并由此得到疏水泵的流量份额dD : 5、本发明采用的疏水泵流量Dp的计算方法是本发明进一步具有如下优点
5-l、随着我国发电机组容量的扩大，作为辅助设备的疏水泵的性能监测也成为保证机组安全性和经济性的因素之一。目前，未见疏水泵流量的测算以及疏水泵性能监测方 法的报道。疏水泵流量即为能够体现疏水泵性能的重要参数，本发明提出的基于能量平衡 的火电机组回热系统疏水泵流量测算方法解决了疏水泵性能监测的问题，能够有效的对疏 水泵性能进行实时监测。 5-2、传统流量测量中，为保证一定的测量精度、稳定性和可靠性，测量元件需要具 备一定的前后主管段长度。软测量的基本思想是应用计算机技术对难以测量或者暂时不能 测量的重要变量，选择另外一些容易测量的变量，通过构成某种数学关系来推断或者估计， 以软件来替代硬件的功能。因此软测量不受传统流量测量限制影响，不仅节约了成本，且增 加了应用范围。利用既有的测点参数进行计算，充分利用了现有资源；软测量得到的计算结 果避免了新增测量元件带来的误差，保证了测量精度。本发明所提出的疏水泵出口水流量 测量属于软测量模型，其中所需参数一般均在SIS系统或DCS系统中有相应测点。因此，无 需在系统中特别另加测点测量，省去了测量元件的费用和维护花费，实现了低成本的目的。
图1为疏水泵效率计算的示意图。
图2为独立低加和疏水泵组合的示意图。
图3为疏水泵流量计算流程图。
图4为本发明的计算流程图。
具体实施例方式
—种基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法，由一个独立的低加和一 个疏水泵组成，没有其他疏水进入低加。其中，利用疏水泵将加热器的疏水与加热器出口的 给水混合，算法步骤如下 步骤1 :从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取带 疏水泵加热器出口水压力Pw ;获取疏水泵的入口水的温度tp，计算得到疏水泵的入口水压 力PP及疏水平均比容;，计算疏水泵压差A p为带疏水泵加热器出口水压力pw与疏水泵的 入口水压力Pp之差，疏水泵流量Dp由基于能量平衡的火电机组低加系统中疏水泵流量测算 方法计算得出，计算疏水泵输出功率用W。ut表示
W。ut = DpAp;p 所述的疏水泵流量Dp采用如下方法得到 步骤1-1 :从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获 取低加入口水温度twin和压力p^，根据经典的1997年国际水和水蒸汽性质协会提出的工 业用水和水蒸汽热力性质模型IAPWS-IF97 (Association for theProperties of Water and Steam)，计算得到入口水焓值h由；获取加热器的抽汽温度t"抽汽压力p^根据经典的 IAPWS-IF97，计算得到各级加热器的抽汽焓值^ ;获取低加的出口水温度U，压力p^，根据 经典的IAPWS-IF97，计算得到加热器出口水焓值h、；获取加热器疏水温度t^结合抽汽压 力，根据经典的IAPWS-IF97，计算得到各级加热器疏水焓值h^疏水流量份额用ddl表示；
步骤1-2 :设低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份额为l，低加入口 水流量份额为din，第1级疏水流量份额为dp，根据流量平衡关系，dp = cU，加热器出口水焓
5值为h'
i，疏水泵出口焓值为h^，混合点后的焓值为hw
步骤1-3 :建立流量平衡方程 din+dp = 1
建立混合点热平衡计算方程
din*h， wl+dp*hdl = l*hwl
建立加热器传热平衡方程
din*(h， w「hwin) = d^(h厂hd》 由于dp二dp结合(l)，代入(3)得到 din*(h， w「hwin) = (l-din)*(h「hdl)
进一步整理得到
din*(h， wl-hwin+h「hdl) = W
由(5)可以得到din的计算公式如下:
din = (h「hd》/(h， w「hwin+h「hd》
由(1)和(6)得到疏水流量份额如下 5
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
r， +仏
(7)
其中，
h， wl_hwin，= h「hd
t检测值Dn，利用式
根据所得到的疏水泵流量份额dp，结合SIS或DCS中的凝水流〗 (8)即可计算出疏水泵出口水流量Dp :
Dp = dp*Dn (8) 步骤2 :从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取疏 水泵配置电机实时电流I实时电压U，并从疏水泵配置电机铭牌上读取疏水泵配置电机效 率n与功率因数cosp，计算疏水泵输入功率Win:
cosp
步骤3:计算疏水泵效率np:
7P = I, /1 = /加勿cos p
参照图4，以IOOO丽机组为例，实现基于能量平衡火电机组回热系统中独立加热
器疏水泵出口水流量测算。该IOOO丽机组第1级低加为独立加热器，没有其他疏水进入放 热，加热器疏水由疏水泵加压和加热器出口水混合。 1.从SIS实时数据库中读取相关实时数据，某时刻的运行工况下数据如下获取 带疏水泵加热器出口水压力为1. 385Mpa，获取疏水泵的入口水的温度为63. 5。C，根据经典 的IAPWS-IF97标准水蒸气参数计算公式，计算得到疏水泵的入口水压力为0. 023378Mpa， 疏水平均比容为0. 001019m3/kg。 1-1疏水泵出口水流量测算的详细步骤如下 ①从SIS实时数据库中读取相关实时数据，某时刻的运行工况下数据如下
加热器抽汽参数为0. 0235Mpa， 63. 6°C ;
加热器入口参数为1. 557Mpa，35. 7°C ;
6
加热器出口参数为1. 385Mpa，60. 7°C ;
加热器疏水参数为63. 5°C ; 根据经典的IAPWS-IF97标准水蒸气参数计算公式，计算得到对应烚值为 ^ (抽汽焓值)为2493. 2kj/kg ;h'wl为255. 2kj/kg ;hdl (加热器疏水焓值)为
540. 8kJ/kg; h由(低加入口水焓值)为:151. lkj/kg ;
Dn为596. 91t/h。 ②利用疏水泵流量测算模型，根据①中的参数，计算得到，相对于除氧器入口流量 份额为1时，疏水泵出口水流量份额为0. 0446 ;凝结水流量测得为596. 91t/h，因此疏水泵 出口水流量为26. 64t/h。
2、计算疏水泵输出功率为 利用疏水泵流量测算模型，#1为带一个疏水泵的表面式低压加热器。利用疏水泵 流量测算模型，根据1中的参数，计算得到，疏水泵输出功率为10. 26kw
3、计算疏水泵输入功率为 从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取疏水泵配 置电机实时电流I实时电流U，并从疏水泵配置电机铭牌上读取疏水泵配置电机电机效率 n为0.98与功率因数cosp为0.85，利用F(P)测算模型，#1为带一个疏水泵的表面式低 压加热器。从SIS实时数据库中读取相关实时数据计算得到疏水泵配置电机实时电流为 8. 87A，疏水泵配置电机实时电压为1002v，疏水泵输入功率为12. 83kw。
4、计算疏水泵效率为 利用疏水泵流量测算模型，#1为带一个疏水泵的表面式低压加热器。疏水泵效率 为80%。
权利要求
一种基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法，由一个独立的低加和一个疏水泵组成，没有其他疏水进入低加。其中，利用疏水泵将低加疏水与低加出口的给水混合，其特征在于，步骤1从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取带疏水泵加热器出口水压力pw；获取疏水泵的入口水的温度tp，计算得到疏水泵的入口水压力pp及疏水平均比容vp，计算疏水泵压差Δp为带疏水泵加热器出口水压力pw与疏水泵的入口水压力pp之差，疏水泵流量Dp由基于能量平衡的火电机组低加系统中疏水泵流量测算方法计算得出，计算疏水泵输出功率用Wout表示Wout＝DpΔpvp所述的疏水泵流量Dp采用如下方法得到步骤1-1从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取低加入口水温度twin和压力pwin，计算得到入口水焓值hwin；获取加热器的抽汽温度t1，抽汽压力p1，计算得到各级加热器的抽汽焓值h1；获取低加的出口水温度tw1，压力pw1，计算得到加热器出口水焓值h’w1；获取加热器疏水温度td1，结合抽汽压力，计算得到各级加热器疏水焓值hd1，疏水流量份额用dd1表示；步骤1-2设低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份额为1，低加入口水流量份额为din，第1级疏水流量份额为dp，根据流量平衡关系，dp＝dd1，加热器出口水焓值为h’w1，疏水泵出口焓值为hd1，混合点后的焓值为hw1；步骤1-3建立流量平衡方程din+dp＝1建立混合点热平衡计算方程din*h′w1+dp*hd1＝1*hw1建立加热器传热平衡方程din*(h′w1-hwin)＝d1*(h1-hd1)并由此得到疏水泵的流量份额dp <mrow><msub> <mi>d</mi> <mi>p</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>τ</mi><mn>1</mn> </msub> <mrow><msub> <mi>τ</mi> <mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>q</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>其中，τ1＝h′w1-hwin，q1＝h1-hd1，步骤1-4根据步骤3所得到的疏水流量份额dp，结合SIS或DCS中的凝水流量Dn检测值，计算出疏水泵流量Dp，Dp＝dp*Dn。步骤2从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取疏水泵配置电机实时电流I实时电压U，并从疏水泵配置电机铭牌上读取疏水泵配置电机效率η与功率因数计算疏水泵输入功率Win步骤3计算疏水泵效率ηpF2009102645147C00022.tif,F2009102645147C00023.tif,F2009102645147C00024.tif
全文摘要
一种基于独立低加疏水泵流量软测量的泵效率测算方法。本发明所述热力系统由独立的低压加热器(简称低加)和一个疏水泵组成。从火电厂厂级监控信息系统SIS或分散控制系统DCS的数据库中，获取带疏水泵加热器的出口水压力，获取疏水泵的入口水的温度，获取疏水泵配置电机实时电流实时电压、电机效率与功率因数，计算得到疏水泵的入口水压力及疏水平均比容，计算疏水泵压差为带疏水泵加热器出口水压力与疏水泵的入口水压力之差，应用基于能量平衡的火电机组独立低加疏水泵流量测算方法计算疏水泵流量，根据以上数据计算出疏水泵输出功率及输入功率。计算输出功率与输入功率的比值为疏水泵效率。
文档编号F04B51/00GK101737312SQ20091026451
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者刘莎, 彭献永, 王培红, 苏志刚, 钱瑾 申请人:东南大学