燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法
【专利摘要】本发明提供了一种燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，步骤包括：步骤1：根据锅炉运行设计规程，建立过热通道结构参数数据库；步骤2：根据覆盖全工况的工质物性参数库，结合现场厂级监控信息系统服务器信息，实时计算当前时刻k过热通道内、汽包出口和高压缸入口处工质的物性参数；步骤3：建立过热通道工质质量衡算模型，结合厂级监控信息系统服务器中记录的主蒸汽质量流量计算汽包出口饱和蒸汽质量流量Dbh。本发明能用于汽包出口饱和蒸汽质量流量的在线计量，还能用于炉膛出口烟气能量和锅炉实时燃烧功率在线估计。
【专利说明】燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电【技术领域】，具体地，涉及一种基于过热通道中工质质量平衡的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法。
【背景技术】
[0002]大多数亚临界燃煤机组汽包出口的饱和蒸汽质量流量的无直接测量装置，而是通过高压缸前后调节级的压力测点，获得调节级前后压差，经第三方软件计算后获得主蒸汽质量流量，然后直接将其等效为汽包出口的饱和蒸汽质量流量，经现场厂级监控信息系统服务器记录后上传至监控界面。
[0003]然而，燃煤机组中汽包出口的饱和蒸汽质量流量和高压缸入口的主蒸汽质量流量有着较大的偏差。主要原因是连接汽包出口和高压缸入口的过热通道是一个容积大、结构复杂且操作工况频繁变化的中间环节，该中间环节的动态特性直接导致了汽包出口饱和蒸汽质量流量的变化在时域上滞后于高压缸入口出主蒸汽质量流量的变化，譬如，对300MW机组而言，该滞后时间约为1-2分钟，而在负荷变化过程中，由于过热通道换热器和汽包气容的影响，动态偏差也比较大。事实上，缺乏汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计算会直接影响锅炉侧控制(如汽包三冲量控制)品质。
[0004]对现有技术的检索发现，中国专利申请号201210360382.X，
【公开日】2012-12-26，
记载了一种高压缸入口主蒸汽质量流量的软测量方法，该方法以贝努利能量守恒方程为基础，利用高压缸前后调节级压力测点，实时计算主蒸汽的质量流量；但是该技术仅适用于稳态负荷时的主蒸汽流量的计算，并且还要默认为已知，但实际生产过程中往往只能获得工质的压力和温度，没有密度测量值。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于过热通道中工质质量平衡的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，该方法考虑了过热通道换热器中工质质量变化的动态特性，以工质物性参数数据库和锅炉侧关键设备结构参数数据库(本发明中具体指过热通道结构数据库)为基础，实时计算过热通道换热器中工质质量的变化率；最后基于该变化率和高压缸入口处主蒸汽质量流量测点准确计量汽包出口饱和蒸汽质量流量。
[0006]为实现以上目的，本发明提供一种燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，该方法具体步骤包括:
[0007]步骤1:根据锅炉运行设计规程，建立过热通道结构参数数据库:所述过热通道结构参数数据库包含以下信息:过热通道管道沿工质流动方向的总长度L，并将总长度L分为η段等长的短管；过热通道沿工质流动方向的换热管截面积分布A (i)，即第i段短管的截面积；从厂级监控信息系统服务器实时数据库读取该时刻下的汽包压力Pqb、过热蒸汽压力P-过热蒸汽温度过热蒸汽质量流量D-过热通道内所有测点处的工质温度和压力；[0008]步骤2:根据可覆盖全操作工况的工质物性参数数据库，结合现场厂级监控信息系统服务器上传的工质状态参数即温度压力，实时计算当前时刻k，汽包出口饱和蒸汽温度Tqb、过热通道各段短管工质温度Tgz(i)和压力Pgz(i)、各级换热器各处的工质密度pgz(i)；
[0009]步骤3:建立过热通道工质质量衡算模型计算过热通道中的工质质量变化率，并结合由测点获得的过热蒸汽质量流量Dy实时计算汽包出口处饱和蒸汽质量流量Dbh ；
[0010]以时刻h为计时起点，使用汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计算方法，以时间先后为序，分别确定h、V At, t0+2At,……、h+n At时刻下相应的饱和蒸汽质量流量Dbh (t0)、Dbh (t0+ Δ t)、Dbh (t0+2 At)、……、Dbh (t0+n Δ t)，并绘制 Dbh 随时间变化的趋势曲线。
[0011]优选地，步骤2中，所述过热通道各段短管工质温度Tgz(i)压力pgz(i)由过热通道(以汽包出口为起点，高压缸入口为终点)内工质测点处的温度Tgz和压力Pgz线性计算获得。
[0012]优选地，步骤2中，所述各级换热器各处的工质密度Pgz(i)由当前时刻k各段工质温度Tgz(i)和压力pgz(i)计算获得。
[0013]优选地，步骤3中，所述过热通道工质质量衡算模型具体为:
【权利要求】
1.一种燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，其特征在于，该方法具体步骤包括: 步骤1:根据锅炉运行设计规程，建立过热通道结构参数数据库；所述过热通道结构参数数据库包含以下信息:过热通道管道沿工质流动方向的总长度L，并将总长度L分为η段等长的短管；过热通道沿工质流动方向的换热管截面积分布A(i)，即第i段短管的截面积；从厂级监控信息系统服务器实时数据库读取该时刻下的汽包压力Pqb、过热蒸汽压力P-过热蒸汽温度T-过热蒸汽质量流量D# ； 步骤2:根据覆盖全操作工况的工质物性参数数据库，结合现场厂级监控信息系统服务器上传的工质状态参数即温度压力，实时计算当前时刻k，汽包出口饱和蒸汽温度Tqb、过热通道各段短管工质温度Tgz (i)和压力pgz (i)、各级换热器各处的工质密度Pgz(i)； 步骤3:建立过热通道工质质量衡算模型计算过热通道中的工质质量变化率，并结合由测点获得的过热蒸汽质量流量Dy实时计算汽包出口处饱和蒸汽质量流量Dbh ； 以时刻h为计时起点，使用汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计算方法，以时间先后为序，分别计算Δ t>t0+2 Δ t、......Α+η Δ t时刻下相应的饱和蒸汽质量流量Dbh (tQ)、Dbh(t0+ Δ t)、Dbh(t0+2 Δ t)、……、Dbh(t0+n Δ t)，并绘制Dbh随时间变化的趋势曲线； 步骤3中，所述过热通道工质质量衡算模型具体为:
2.根据权利要求1所述的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，其特征在于，步骤2中，所述工质物性参数数据库由IF97公式建立。
3.根据权利要求1或2所述的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，其特征在于，步骤2中，所述过热通道各段短管工质压力pgz (i)由过热通道内测点处的温度Tgz和压力Pgz线性计算获得。
【文档编号】G01F1/86GK103697958SQ201310697754
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】袁景淇, 于彤, 徐亮, 胡斌, 刘欣, 潘玉霖, 曾豪骏, 成宝琨, 惠兆宇 申请人:上海交通大学