CN104615857A - 一种凝汽式汽轮机凝汽器热负荷的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凝汽式汽轮机热负荷的确定方法，可方便地确定凝汽式汽轮机凝汽器热负荷。开展大型汽轮发电机组冷端优化工作，监视凝汽器热负荷的变化是重要的手段之一。本发明的特征在于利用汽轮机组的热力特性，以整个汽轮发电机组热力系统为对象，根据能量守恒原理，直接得到了凝汽器的热负荷。常规的凝汽器热负荷计算方法以凝汽器为对象，本发明与之相比避免了计算或测量带来的误差。本发明采用凝汽式汽轮机热耗率和负荷的关系曲线，利用图表或公式将影响汽轮机热耗率的运行参数(方式)进行反向修正，得到汽轮机运行的热耗率，进而求得对应的凝汽器热负荷。

Description

一种凝汽式汽轮机凝汽器热负荷的确定方法

技术领域

本发明涉及一种凝汽式汽轮机凝汽器热负荷的确定方法。

背景技术

凝汽器热负荷的测量一般有两种方法，一种是正平衡计算方法，计算进入凝汽器的当量蒸汽流量和当量蒸汽焓，直接求解蒸汽释放的热量；另一种是反平衡计算方法，通过测量流过凝汽器的冷却水流量，利用冷却水的比热和凝汽器进出口冷却水温来计算凝汽器的热负荷。第一种方法通常要求解汽轮机的排汽焓和驱动给水泵汽轮机的排汽焓，由于排汽焓是通过整机的能量平衡计算得到的，存在较大的误差，因此计算得到的凝汽器热负荷也存在较大的误差。第二种方法需要测量流经凝汽器的冷却水量和冷却水温升，一方面，一般情况下冷却水量只能用超声波流量计测量，大型汽轮机组凝汽器的冷却水管直径达2～3米，现场没有足够长的直管段，测量得到的冷却水流量存在较大的误差，有的机组甚至无法测得数据；另一方面，冷却水温升一般不超过10℃，即使较小的温度测量误差，也会给凝汽器热负荷的计算带来较大的误差。

上述两种方法都是围绕着凝汽器的热量交换来计算热负荷，前者是计算凝汽器汽侧的放热量，后者是计算凝汽器水侧的吸热量。从汽轮机组整个热力系统来看，凝汽器承担着带走系统“废热”的任务，如果知道进入整个汽轮机组热力系统的纯热量(扣除系统返回的热量)，减去整个系统提供的有用能量(对于纯冷凝机组就是汽轮机轴功所表征的热量)，得到的差值就是排入凝汽器的热量，即凝汽器的热负荷。

汽轮机热耗率的定义是汽轮发电机组从外部热源所取得的热量与其出线端电功率的比值，因此知道了汽轮机的热耗率和发电机组的负荷，便可以得到凝汽器的热负荷。

按照《节能技术监督导则》的要求，机组一般要进行汽轮机热耗率试验。通过该项试验可以得到汽轮机热耗率随负荷的变化关系曲线，如果机组没有发生大的系统内漏和系统外漏，对依据曲线查取的热耗率进行相关修正计算，可以得到 汽轮机运行的热耗率。如果机组加装了经济指标在线计算系统，则可以直接从该系统中获得汽轮机运行的热耗率。

发明内容

本发明的目的就是提供一种简单计算凝汽器热负荷的方法，该方法能够方便地确定凝汽器热负荷，克服了从汽侧间接测量或水侧直接测量相关参数，导致计算凝汽器热负荷的误差大的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1、如果机组加装了经济指标在线计算系统，可直接根据该系统的计算结果得到汽轮机组的运行热耗率，跳过步骤2～3。

2、利用汽轮机热耗率随负荷的变化关系曲线查目标负荷对应的热耗率。

3、步骤2得到的热耗率经过了各种参数(方式)修正，一般包括主蒸汽压力和温度、再热蒸汽温度、排汽压力、功率因数、再热减温水流量、过热减温水流量、调门阀位等。经过这些运行参数(方式)的反向修正即可得到汽轮机运行的热耗率。

4、根据纯冷凝汽轮发电机组热耗率的计算公式可知，汽轮发电机组从锅炉吸收的热量为GO×HR，驱动发电机的内功率为GO/η_m/η_g，则凝汽器的热负荷为：

$Q=\mathrm{GO}\×\mathrm{HR}-\frac{\mathrm{GO}}{{\mathrm{\η}}_m{\mathrm{\η}}_g}\×3600$

式中，GO为发电机功率，HR为汽轮机热耗率，η_m、η_g分别为机械效率和发电机效率，机械效率为常数，发电机效率一般与功率因数有关。

本发明的优点：本发明的计算方法可方便地应用于凝汽式汽轮机凝汽器热负荷的计算。该方法利用汽轮机组的热力特性，以整个汽轮发电机组热力系统为对象，根据能量守恒原理，直接得到了凝汽器的热负荷。常规的凝汽器热负荷计算方法以凝汽器为对象，本发明与之相比避免了正平衡计算带来的误差或反平衡测量带来的误差。

附图说明

图1为汽轮机热耗率随负荷的变化关系曲线图；

图2为汽轮机热耗率修正因子随排汽压力的变化关系曲线图。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面结合实例对本发明作进一步的说明。

本发明的具体测试方法为：

1、如果机组加装了经济指标在线计算系统，可直接根据该系统的计算结果得到汽轮机组的运行热耗率，跳过步骤2～4。

2、利用试验得到的汽轮机热耗率随负荷的变化关系曲线(图1)查目标负荷的热耗率HR_C，HR_C为经过主蒸汽压力和温度、再热蒸汽温度、排汽压力、功率因数、再热减温水流量、过热减温水流量、调门阀位等运行参数(方式)修正后的热耗率。

3、以运行汽轮机排汽压力P_k为例，对HR_C进行反向修正，求运行实际的热耗率HR_r：

HR_r＝HR_c(1+f(P_k)/100) 

式中，f(P_k)为依据图2查得的热耗率修正因子。

4、对步骤2所列其他运行参数(方式)进行类似的修正计算。

5、依据步骤1～4得到的热耗率HR_r计算凝汽器的热负荷：

$Q=\mathrm{GO}\×(H{R}_r-\frac{3600}{{\mathrm{\η}}_m{\mathrm{\η}}_g})$ 。

Claims (5)

1.一种凝汽式汽轮机凝汽器热负荷的确定方法，其特征在于：利用汽轮机组的热力特性，以整个汽轮发电机组热力系统为研究对象，根据能量守恒原理，直接得到了凝汽器的热负荷。

2.根据权利要求1得到的方法，其特征在于凝汽器热负荷可以用以下公式进行计算：Q＝GO×(HR_r-3600/η_m/η_g)，公式中，GO为发电机功率，HR_r为汽轮机热耗率，η_m、η_g分别为机械效率和发电机效率。

3.根据权利要求2计算凝汽器热负荷的方法，其特征在于汽轮机热耗率可以通过机组经济指标在线计算系统得到，或通过机组热力性能试验的关系曲线HR＝f(GO)得到。通过前者得到的热耗率可直接用于凝汽器热负荷的计算，通过后者得到的热耗率需要经过运行参数(方式)的反向修正。

4.根据权利要求2计算得到的凝汽器热负荷，可结合冷却水温升进一步计算冷却水流量。

5.根据权利要求1得到的方法，可使用机组经济指标在线计算系统提供的热耗率，计算供热机组凝汽器的热负荷。