CN114459784B - 汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法及装置，建立合体低压加热器憋气故障与合体低压加热器温升、加热器正常疏水调门开度、加热器疏水端差等参数的定量关系，给出六个合体低压加热器憋气故障判断依据，为避免偶然因素影响，优化选取两个及以上判断依据发生作为合体低压加热器憋气故障的最终判断依据。与现有技术相比，本发明建立合体低压加热器憋气与运行参数的定量关系，搭建数据模型并开发出合体低压加热器憋气故障智能预警系统，可及时、准确判断合体低压加热器憋气故障，提高抽汽回热系统运行经济性。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤发电领域，尤其是涉及一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法及装置。
背景技术
在电力行业新形势下，燃煤发电机组低负荷运行时间增加、启停频繁，对机组运行安全性产生不利影响。与此同时，对燃煤发电机组运行安全性的要求不断提高，运用新技术提升机组运行安全性及经济性成为迫切需求。
加热器作为一种热量转换装置，广泛应用于大型火电机组回热系统，其工作原理为：从汽轮机抽出高温高压的蒸汽，加热加热器内的凝结水，提升换热效率。合体低压加热器为表面式结构，作为凝结水初级加热装置，加热器进汽和凝结水之间温差、压差较小。汽轮机末级、次末级抽汽分别进入合体低压加热器加热凝结水，汽轮机抽汽在此温度及压力区间容易发生气化，所产生不凝结气体若不能及时排出，会积聚在合体低压加热器内，形成憋气现象。合体低压加热器憋气后，对机组运行安全性及经济性的影响有：(1)合体低压加热器憋气故障造成该段汽轮机抽汽量减少，引起轴向推力发生变化，影响运行安全性；(2)憋气故障造成合体低压加热器进汽量减少，加热器换热量及出水温度随之减小，引起抽汽回热系统经济性下降；(3)憋气故障使得加热器出水温度降低，造成机组给水温度偏低，影响机组经济运行。
可以看出，合体低压加热器憋气对机组运行安全性和经济性有重要影响，因此，及时、准确的发现合体低压加热器憋气故障是非常必要的：(1)可及时采取运行措施，防止因机组轴向推力变化而引发安全事故；(2)避免因憋气使回热系统经济性下降。
目前，对于合体低压加热器憋气现象以人为判断为主，由于该温度区间各温度值比较接近、初级低压加热器温升较小等原因，给人为判断增加了难度，加之运行人员对初级低压加热器参数不敏感，实际运行中发现合体低压加热器憋气故障的可能性较小，迫切需要合体低压加热器憋气故障的智能评判系统。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，包括：
步骤S1：当接收到憋气故障检测指令后，执行步骤S2；
步骤S2：获取合体低压加热器温升和工况信息，并根据工况信息获取该工况下的温升设计值，并计算当前合体低压加热器的温升与设计值的比值和差值，
若当前合体低压加热器的温升与设计值的差值的相反数小于第一设定阈值，且当前合体低压加热器的温升与设计值比值大于第二设定阈值，则退出本次检测，反之则执行步骤S3；
步骤S3：获取合体低压加热器中各加热器的正常疏水调门的开度以及疏水端差，并针对各加热器，若以下条件任一项成立，则判定对应加热器存在憋气故障：
(1)正常疏水调门的开度减小比例超过第三设定阈值，
(2)疏水端差小于或等于0摄氏度；
步骤S4：若任一加热器存在憋气故障，则对外发送故障预警。
所述第一设定阈值为12摄氏度。
所述第二设定阈值为五分之三。
所述第三设定阈值为10％。
所述憋气故障检测指令周期性发送。
一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，包括存储器、处理器，以及存储于存储器中，并由所述处理器执行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)可以及时准确地发现汽轮机合体低压加热器憋气故障事故，发出憋气预警，发电企业可及时采取措施，避免因轴向推力不平衡而引发安全事故；
2)合体低压加热器憋气故障检测方法，适用于合体低压加热器憋气故障预警，也适用于#1合体低压加热器和#2合体低压加热器分别预警，实用性强，可满足发电企业不同需求；
3)建立憋气与六个运行参数的一一对应关系，并将六个判断依据进行优化组合作为最终判断依据，提高了判断准确性；
4)可以及时发现合体低压加热器憋气故障，减少合体低压加热器憋气故障时间，降低合体低压加热器憋气造成的经济损失。
附图说明
图1是本发明实施例检测方法结构示意图；
图2是本发明实施例检测方法合体低压加热器局部示意图；
其中：1、#1合体低压加热器，2、#2合体低压加热器，3、#3低压加热器，4、#4低压加热器，5、五级抽汽管路，6、六级抽汽管路，7、七级抽汽管路，8、八级抽汽管路，10、汽轮机低压缸，11、凝汽器，12、凝结水泵，13、低压缸进汽管路，14、低压缸排汽管路，15、凝结水管道，16、#1合体低压加热器正常疏水调门，17、#2合体低压加热器正常疏水调门，18、#3低压加热器正常疏水调门，19、#4低压加热器正常疏水调门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
燃煤发电机组合体低压加热器憋气故障对机组运行安全性和经济性有重要影响，及时、准确的发现合体低压加热器憋气是非常必要的。
本实施例中公开了一种汽轮机合体低压加热器憋气故障的检测方法，可及时、准确的发现合体低压加热器憋气。参见图1，检测系统包括#1合体低压加热器1、#2合体低压加热器2、#3低压加热器3、#4低压加热器4、五级抽汽管路5、六级抽汽管路6、七级抽汽管路7、八级抽汽管路8、汽轮机低压缸10、凝汽器11、凝结水泵12、低压缸进汽管路13、低压缸排汽管路14、凝结水管道15、#1合体低压加热器正常疏水调门16、#2合体低压加热器正常疏水调门17、#3低压加热器正常疏水调门19、#4低压加热器正常疏水调门19。
蒸汽通过低压缸进汽管道13进入汽轮机低压缸10做功，做功后蒸汽通过低压缸排汽管道14进入凝汽器11，排汽在凝汽器11内被冷凝为凝结水，凝结水经过凝结水泵12升压后，依次经过#1合体低压加热器1、#2合体低压加热器2、#3低压加热器3、#4低压加热器4，凝结水经过加热后转变为蒸汽进入汽轮机做功，完成汽水循环。
汽轮机低压缸10排汽端与凝汽器11进汽端连接，凝汽器11出水端凝结水泵12进水端连接，凝结水泵12出水端与#1合体低压加热器1进水端连接，#1合体低压加热器1出水端与#2合体低压加热器2进水端连接，#2合体低压加热器2出水端与#3低压加热器3进水端连接，#3低压加热器3出水端与#4低压加热器4进水端连接；#4低压加热器4底部疏水出口连接#3低压加热器3，#3低压加热器3底部疏水出口连接#2合体低压加热器2，#2合体低压加热器2底部疏水出口连接#1合体低压加热器1，#1合体低压加热器1底部疏水出口连接凝汽器11。
八级抽汽管路8两端分别连接汽轮机低压缸10和#1合体低压加热器，七级抽汽管路两端分别连接汽轮机低压缸和#2合体低压加热器，六级抽汽管路两端分别连接汽轮机低压缸和#3低压加热器，五级抽汽管路两端分别连接汽轮机低压缸和#4低压加热器。
本实施例中#1合体低压加热器正常疏水调门安装在#1合体低压加热器疏水管路上，#2合体低压加热器正常疏水调门安装在#2合体低压加热器疏水管路上，#3低压加热器正常疏水调门安装在#3低压加热器疏水管路上，#4低压加热器正常疏水调门安装在#4低压加热器疏水管路上。
本实施例中，研究合体低压加热器憋气故障对运行参数的影响，建立合体低压加热器憋气故障与合体低压加热器温升、正常疏水调门开度、疏水端差等参数的定量关系，明确合体低压加热器憋气故障判断依据，及时发现合体低压加热器憋气故障。
本实施例中提供了汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，采用上述的检测方法进行实施，步骤如下：
步骤一：合体低压加热器出现憋气现象，造成合体加热器换热效果变差，合体低压加热器温升降低，将合体低压加热器温升相比该工况设计值降低12摄氏度以上，即(t02cs-t01js)-(t2cs-t1js)≥12℃作为憋气故障的判断依据之一；
步骤二：合体低压加热器出现憋气现象，造成合体加热器换热效果变差，合体低压加热器温升降低，将合体低压加热器温升降低至该工况设计值五分之三及以下时，即(t2cs-t1js)/(t02cs-t01js)≤0.60作为憋气故障的判断依据之一；
步骤三：合体低压加热器出现憋气现象，气体在合体低压加热器内聚集，使得加热器进汽量和疏水量同步减少，将同负荷工况下#1合体低压加热器正常疏水调门开度减小10％作为憋气故障的判断依据之一；
步骤四：合体低压加热器出现憋气现象，气体在合体低压加热器内聚集，使得加热器进汽量和疏水量同步减少，将同负荷工况下#2合体低压加热器正常疏水调门开度减小10％作为憋气故障的判断依据之一；
步骤五：合体低压加热器出现憋气现象，气体在合体低压加热器内聚集，使得加热器进汽量减少，加热器换热量降低，加热器疏水温度降低，加热器疏水端差减小，将#1合体低压加热器疏水端差不高于零摄氏度，即(t1ss-t1js)≤0℃作为憋气故障的判断依据之一；
步骤六：合体低压加热器出现憋气现象，气体在合体低压加热器内聚集，使得加热器进汽量减少，加热器换热量降低，加热器疏水温度降低，加热器疏水端差减小，将#2合体低压加热器疏水端差不高于零摄氏度，即(t2ss-t12)≤0℃作为憋气故障的判断依据之一。
合体低压加热器憋气故障判断依据为①②③④⑤⑥，为提高检测准确性，将①②发生一个及以上+③⑤发生一个及以上作为#1合体低压加热器憋气故障的最终判断依据；将①②发生一个及以上+④⑥发生一个及以上作为#2合体低压加热器憋气故障的最终判断依据，#1合体低压加热器、#2合体低压加热器任一触发憋气最终判断逻辑皆会引发合体低压加热器憋气故障预警。
具体的，以上逻辑通过计算机程序的形式由计算机系统实现，包括：
步骤S1：当接收到憋气故障检测指令后，执行步骤S2；
步骤S2：获取合体低压加热器温升和工况信息，并根据工况信息获取该工况下的温升设计值，并计算当前合体低压加热器的温升与设计值的比值和差值，
若当前合体低压加热器的温升与设计值的差值的相反数小于12摄氏度，且当前合体低压加热器的温升与设计值比值大于五分之三，则退出本次检测，反之则执行步骤S3；
步骤S3：获取合体低压加热器中各加热器的正常疏水调门的开度以及疏水端差，并针对各加热器，若以下条件任一项成立，则判定对应加热器存在憋气故障：
(1)正常疏水调门的开度减小比例超过10％，
(2)疏水端差小于或等于0摄氏度；
步骤S4：若任一加热器存在憋气故障，则对外发送故障预警。
下面进行实例应用分析：
以国内某电厂600MW机组为例进行实施例分析，该机组配置四台低压加热器。上述设备按照实施例结构示意图进行安装和编号命名，#1合体低压加热器1、#2合体低压加热器2、#3低压加热器3、#4低压加热器4。
该机组额定功率600MW工况下，合体低压加热器温升为42.8℃，#2合体低压加热器正常疏水调门开度为75％，#2低压加热器疏水端差为5.8℃，机组各运行参数稳定。
随着机组启停次数增加，合体低压加热器相关阀门状态频繁调整，某次机组启动后出现合体低压加热器温升逐渐降低的情况，合体低压加热器温升降低至25.7℃，#2合体低压加热器正常疏水调门开度降低至65％，疏水端差降低至2℃。同负荷工况合体低压加热器温升与该工况设计值的比值降低至0.6以下、正常疏水调门开度减少超10％，两个判断依据触发#2合体低压加热器憋气故障报警。机组运行中#2合体低压加热器正常疏水调门开度逐步减少，并伴随合体低压加热器出水温度及疏水端差降低等现象，进一步明确了#2合体低压加热器憋气故障的判断。
机组运行人员加强运行参数监护，现场工作人员对合体低压加热器、连接管道及阀门状态进行逐一排除，检查确认#2合体低压加热器运行排气手动门处于关闭状态，逐渐开启运行排气手动门，观察合体低压加热器参数变化，随着#2合体低压加热器内聚集气体被排空，合体低压加热器温升、疏水调门开度及疏水端差等参数逐渐恢复正常。
汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法应用案例表明：人为判断合体低压加热器憋气故障的准确率不足50％，检测装置触发憋气故障预警2次，准确率为100％；合体低压加热器憋气故障发生三个月无人发现，而检测装置在24小时内触发憋气预警；检测装置能够及时、准确的发现合体低压加热器憋气故障并预警。
汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，分析合体低压加热器憋气故障对运行参数的影响，建立憋气故障与运行参数的对应关系，开发出合体低压加热器憋气故障智能预警系统，可及时、准确判断合体低压加热器憋气故障，系统实用性强，具有广泛应用前景。
Claims (10)
1.一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1：当接收到憋气故障检测指令后，执行步骤S2；
步骤S2：获取合体低压加热器温升和工况信息，并根据工况信息获取该工况下的温升设计值，并计算当前合体低压加热器的温升与设计值的比值和差值，
若当前合体低压加热器的温升与设计值的差值的相反数小于第一设定阈值，且当前合体低压加热器的温升与设计值比值大于第二设定阈值，则退出本次检测，反之则执行步骤S3；
步骤S3：获取合体低压加热器中各加热器的正常疏水调门的开度以及疏水端差，并针对各加热器，若以下条件任一项成立，则判定对应加热器存在憋气故障：
(1)正常疏水调门的开度减小比例超过第三设定阈值，
(2)疏水端差小于或等于0摄氏度；
步骤S4：若任一加热器存在憋气故障，则对外发送故障预警。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，其特征在于，所述第一设定阈值为12摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，其特征在于，所述第二设定阈值为五分之三。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，其特征在于，所述第三设定阈值为10％。
5.根据权利要求1所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测方法，其特征在于，所述憋气故障检测指令周期性发送。
6.一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，包括存储器、处理器，以及存储于存储器中，并由所述处理器执行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤S1：当接收到憋气故障检测指令后，执行步骤S2；
步骤S2：获取合体低压加热器温升和工况信息，并根据工况信息获取该工况下的温升设计值，并计算当前合体低压加热器的温升与设计值的比值和差值，
若当前合体低压加热器的温升与设计值的差值的相反数小于第一设定阈值，且当前合体低压加热器的温升与设计值比值大于第二设定阈值，则退出本次检测，反之则执行步骤S3；
步骤S3：获取合体低压加热器中各加热器的正常疏水调门的开度以及疏水端差，并针对各加热器，若以下条件任一项成立，则判定对应加热器存在憋气故障：
(1)正常疏水调门的开度减小比例超过第三设定阈值，
(2)疏水端差小于或等于0摄氏度；
步骤S4：若任一加热器存在憋气故障，则对外发送故障预警。
7.根据权利要求6所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，其特征在于，所述第一设定阈值为12摄氏度。
8.根据权利要求6所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，其特征在于，所述第二设定阈值为五分之三。
9.根据权利要求6所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，其特征在于，所述第三设定阈值为10％。
10.根据权利要求6所述的一种汽轮机合体低压加热器憋气故障检测装置，其特征在于，所述憋气故障检测指令周期性发送。
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| Title |
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| 300MW汽轮机组低压加热器故障分析与对策;林广德;《科技资讯》(第12期);第7-8页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114459784A (zh) | 2022-05-10 |
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Legal Events
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