專利名稱：汽輪發(fā)電機(jī)組在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)儀表，通過對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷，達(dá)到監(jiān)視電廠汽輪機(jī)的熱耗率與絕對(duì)電效率以及循環(huán)水出入口溫度、凝結(jié)水溫度、排汽溫度。從而更科學(xué)地指導(dǎo)機(jī)組的運(yùn)行和管理。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)有著至關(guān)重要的影響，保證汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是汽輪機(jī)專業(yè)技術(shù)人員和運(yùn)行人員的主要職責(zé)。為了保證汽輪機(jī)良好的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，必須首先掌握其實(shí)際的熱力特性以及工況變化時(shí)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能的影響。對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)組，其綜合性經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是熱耗率，為了掌握汽輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下實(shí)際的熱耗率，就必須進(jìn)行汽輪機(jī)的熱耗率監(jiān)測(cè)。目前還沒有一種儀表能實(shí)現(xiàn)熱耗率的監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
這里提出一種在線監(jiān)視汽輪機(jī)絕對(duì)電效率的熱力近似方法。該方法基于汽輪機(jī)熱力循環(huán)的基本原理，以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的一種新的算法。采用一些容易測(cè)量的熱力參數(shù)來推算汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓的難題。通過與汽輪機(jī)熱力實(shí)驗(yàn)的比較，證明該方法足以滿足工程上對(duì)計(jì)算精度的要求。
能耗分析的運(yùn)行指標(biāo)可分為可控參數(shù)(運(yùn)行人員調(diào)整)和不可控參數(shù)。主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、排汽壓力和溫度、給水溫度等指標(biāo)屬于可控參數(shù)，運(yùn)行人員應(yīng)通過操作使各參數(shù)盡量接近相應(yīng)的應(yīng)達(dá)數(shù)值來提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。而加熱器端差、凝結(jié)器過冷度、再熱蒸汽壓損、抽汽管道壓損等不可控參數(shù)則是反映設(shè)備的運(yùn)行健康狀況。汽輪機(jī)的熱耗率是衡量火電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試、運(yùn)行管理等環(huán)節(jié)的綜合指標(biāo)。當(dāng)設(shè)備性能偏差過大，說明該設(shè)備需要進(jìn)行檢修，汽輪機(jī)組的智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷為機(jī)組運(yùn)行提供了科學(xué)依據(jù)。
汽輪機(jī)組額定工況熱耗率定義q0＝[D0(h0-hfw)+Drhhrh-Drchrc]/(Pel+Pfw)式中D0為主蒸汽流量h0為主蒸汽焓值；hfw為鍋爐給水焓值；Drh為再熱蒸汽熱段流量；hrh為再熱蒸汽熱端焓值；Drc為再熱蒸汽管道冷段流量；hrc為再熱蒸汽冷端焓值；Pel為發(fā)電機(jī)輸出功率；Pfw為電動(dòng)給水泵電動(dòng)機(jī)耗功。由于機(jī)組變工況運(yùn)行焓值需通過計(jì)算才能得到，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)熱耗率在線較困難。為了克服汽輪機(jī)不能直接監(jiān)視熱耗率而提出的一種汽輪機(jī)在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷的方法。該方法不僅能測(cè)出熱耗率和絕對(duì)電效率，而且能比較出兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行和一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及機(jī)組滑壓運(yùn)行最佳工況點(diǎn)、判斷出汽輪機(jī)組循環(huán)水量大小、銅管積垢情況、過冷度大小。達(dá)到指導(dǎo)運(yùn)行人員操作的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由熱力學(xué)第一定律知道一定量的熱消失時(shí)，必將產(chǎn)生一定量的功；消耗了一定量的功時(shí)，必出現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的一定量的熱。熱力學(xué)第一定律的原則應(yīng)用于系統(tǒng)中的能量變化時(shí)可用進(jìn)入系統(tǒng)能量-離開系統(tǒng)能量＝系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加。因此我們可以這樣認(rèn)為主蒸汽、和再熱蒸汽為進(jìn)入汽輪機(jī)系統(tǒng)的能量，汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成凝結(jié)水被循環(huán)水帶走的熱量、管道散熱損失掉的熱量轉(zhuǎn)換成功為離開系統(tǒng)的能量，兩者之差為系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加。系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加全部轉(zhuǎn)化為功即應(yīng)發(fā)的電量與進(jìn)入系統(tǒng)的能量之比就是汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率。由絕對(duì)電效率ηel＝3600/q0得汽輪機(jī)的熱耗率q0＝3600/ηel。我們通過測(cè)量汽輪機(jī)的循環(huán)水流量和循環(huán)水出入口溫度就可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)絕對(duì)電效率的監(jiān)測(cè)及汽輪機(jī)的熱耗率的監(jiān)測(cè)。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于正常運(yùn)行的汽輪機(jī)，無法采用常規(guī)熱力試驗(yàn)所采用的求解汽輪機(jī)質(zhì)量和能量平衡方程的方法求解排汽焓，從而使在線準(zhǔn)確確定汽輪機(jī)電效率存在一定困難。但是我們可以測(cè)量出循環(huán)水流量和循環(huán)水出入口溫度，由此可求得排汽凝結(jié)成凝結(jié)水被循環(huán)水帶走的熱量折算成電量用Nx表示；管道的散熱損失折算成電量用Ns表示；發(fā)電機(jī)輸出功率用Pel表示；汽輪機(jī)絕對(duì)電效率可用下式表示ηel＝Pel/(Pel+Nx+Ns)邏輯關(guān)系見附圖
(1)汽輪發(fā)電機(jī)組智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷主要功能 該軟件信號(hào)取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機(jī)組實(shí)際負(fù)荷，通過對(duì)三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度的斜率、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度的斜率、排汽溫度與凝結(jié)水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機(jī)運(yùn)行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結(jié)器銅管臟污程度、凝結(jié)器內(nèi)是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率。為運(yùn)行人員操作及機(jī)組大修提供了可靠的依據(jù)。
該軟件由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及終端顯示三部分組成。汽輪發(fā)電機(jī)組智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷顯示儀具有的功能如附圖(2)，操作面板左上方布置有循環(huán)水入口溫度、出口溫度、排汽溫度、凝結(jié)水溫度棒圖，左下方有5位數(shù)字顯示汽輪發(fā)電機(jī)組熱耗率與絕對(duì)電效率，其右上方顯示汽輪機(jī)負(fù)荷，右下方是2位數(shù)字顯示，顯示＞1、＜1或＝1，通過顯示從而確定循環(huán)泵2臺(tái)運(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的比較。
標(biāo)號(hào)說明1.棒圖顯示2.負(fù)荷顯示3.負(fù)荷單位顯示4.效率比較器顯示5.電效率單位顯示6.熱耗率單位顯示7.熱耗率\電效率顯示8.溫度單位顯示9.復(fù)位鍵10.熱耗率\電效率功能切換11.電源開關(guān)
權(quán)利要求
1.一種能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷分析儀，該分析儀是基于汽輪機(jī)熱力循環(huán)的基本原理，以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的一種簡(jiǎn)便算法設(shè)計(jì)出的儀表，采用一些容易測(cè)量的熱力參數(shù)來推算汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓及主蒸汽、再熱蒸汽焓的難題，通過與汽輪機(jī)熱力實(shí)驗(yàn)的比較，證明該方法足以滿足工程上對(duì)計(jì)算精度的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)組在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷，其特征是求解汽輪發(fā)電機(jī)組熱耗率與電效率采用簡(jiǎn)便算法，采用一些容易測(cè)量的熱力參數(shù)來推算汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓及主蒸汽、再熱蒸汽焓的難題。通過公式ηel＝Pel/(Pel+Nx+Ns)確定汽輪發(fā)電機(jī)組熱耗率與絕對(duì)電效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)組在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷，其特征是該軟件信號(hào)取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機(jī)組實(shí)際負(fù)荷，通過對(duì)三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度的斜率、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度的斜率、排汽溫度與凝結(jié)水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機(jī)運(yùn)行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結(jié)器銅管臟污程度、凝結(jié)器內(nèi)是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率。為運(yùn)行人員操作及機(jī)組大修提供了可靠的依據(jù)。
全文摘要
一種能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組在線智能分析與經(jīng)濟(jì)性診斷分析儀，通過監(jiān)視汽輪機(jī)的熱耗率、循環(huán)水出入口溫度、凝結(jié)水溫度、機(jī)組排汽，更科學(xué)地指導(dǎo)機(jī)組的運(yùn)行和管理。且能比較出兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行和一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及機(jī)組滑壓運(yùn)行最佳工況點(diǎn)。該軟件信號(hào)取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機(jī)組負(fù)荷，通過對(duì)三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度、排汽溫度與凝結(jié)水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機(jī)運(yùn)行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結(jié)器銅管臟污程度、凝結(jié)器內(nèi)是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機(jī)的絕對(duì)電效率和熱耗率。為運(yùn)行人員操作及機(jī)組大修提供了可靠的依據(jù)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK1611920SQ20031010393
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月1日
發(fā)明者許建壯 申請(qǐng)人:許建壯