一种驱动汽轮机热经济性的测定方法
技术领域
本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种驱动汽轮机热经济性的测定方法。
背景技术
随着我国加大对提高能源利用率以及对降低污染排放的要求，300MW及其以上的大功率火电机组中能耗量大的辅助设备越来越多的选用驱动汽轮机驱动，其主要优点在于，减少了一次能源的转换；在机组中、低负荷时，能效较高；节省辅机厂用电耗，增大上网供电量。因此全面了解驱动汽轮机的热经济性指标对于指导电厂经济安全运行具有重要意义。
驱动汽轮机的末级叶片工作在湿蒸汽区，直接测量蒸汽湿度比较困难，因而无法准确求得驱动汽轮机的排汽焓，从而无法求得驱动汽轮机的热经济性。目前计算汽轮机热经济性的方法有很多，但都依赖于被驱动设备的轴功率，例如给水泵的轴功率、引风机的轴功率或发电机的电功率等，在不知道被驱动设备轴功率的情况下，驱动汽轮机的热经济性无法准确求得，且被驱动设备轴功率的测定也存在较大误差。
驱动汽轮机作为电厂的重要辅机，对电厂的经济安全运行起着重要作用。传统上计算大汽轮机热经济性的方法严格上也可以用于驱动汽轮机，但由于驱动汽轮机的特殊性，加装测点比较困难，若用热平衡法计算驱动汽轮机的热经济性则需要测量多级蒸汽参数，过程繁复，难以操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以有效测定驱动汽轮机热经济性的方法，该方法测量的参数非常少，测量成本低，测量误差对结果造成影响较小，且不受被驱动设备轴功率的限制。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种驱动汽轮机热经济性的测定方法，该方法基于的系统包括驱动汽轮机和凝汽器；其中，
凝汽器上设置有蒸汽进口、凝结水出口和循环水进出口，驱动汽轮机的进口处管道上设置有驱动汽轮机进汽压力变送器、驱动汽轮机进汽温度变送器，驱动汽轮机的排汽口连通至凝汽器的蒸汽进口，且驱动汽轮机的排汽口处设置有驱动汽轮机排汽绝对压力变送器，凝汽器的凝结水出口处管道上依次设置有热井凝结水压力变送器、热井凝结水孔板流量计和热井凝结水温度变送器，凝汽器的循环水进口处管道上依次设置有凝汽器循环水进水压力变送器、凝汽器循环水进水孔板流量计和凝汽器循环水进水温度变送器，凝汽器的循环水出口管道上设置有凝汽器循环水出水压力变送器和凝汽器循环水出水温度变送器；
该方法包括以下步骤：
步骤1：利用热井凝结水孔板流量计测得热井凝结水流量差压Dp热井，根据孔板流量计的设计资料，计算出热井凝结水流量Q热井；
步骤2：利用驱动汽轮机进汽压力变送器、驱动汽轮机进汽温度变送器分别测得驱动汽轮机进汽的压力p进汽、温度t进汽，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到驱动汽轮机进汽的焓h进汽、进汽熵s进汽；
步骤3：利用驱动汽轮机排汽绝对压力变送器测得驱动汽轮机的排汽压力p排汽，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到驱动汽轮机的排汽等熵焓hs进汽；
步骤4：利用热井凝结水压力变送器和热井凝结水温度变送器分别测得热井凝结水的压力p热井、温度t热井，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到热井凝结水的焓h热井；
步骤5：利用凝汽器循环水进水压力变送器和凝汽器循环水出水压力变送器分别测得凝汽器循环水进水压力Pin、出水压力Pout，凝汽器循环水进水温度变送器、凝汽器循环水出水温度变送器分别测得进水温度tw1、出水温度tw2，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到凝汽器循环水的定压比热容cp；
步骤6：利用凝汽器循环水孔板流量计测出凝汽器循环水进水流量差压Dp循，根据孔板资料计算出循环水质量流量Q循；
步骤7：根据质量守恒原理，驱动汽轮机排汽的流量Q排汽＝驱动汽轮机进汽流量-驱动汽轮机蒸汽泄漏量＝热井凝结水流量Q热井，设驱动汽轮机的排汽焓为h排汽，根据能量守恒原理得到：
Q排汽×(h排汽-h热井)＝cp×Q循×(tw2-tw1)
求得，
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明是把驱动汽轮机和凝汽器作为一个整体研究，基于热力学方法计算驱动汽轮机的排汽焓，进而求得驱动汽轮机内效率、汽耗率等热经济性指标。所需要测量的参数非常少，测量成本低，仅需测量：驱动汽轮机进汽压力、温度，凝汽器循环水进水压力、温度、流量，凝汽器循环水出水压力、温度，热井凝结水温度、压力、流量，测量误差对结果造成影响较小，且不受被驱动设备轴功率的限制。从而全面了解驱动汽轮机热经济性指标，以鉴定或考核驱动汽轮机是否达到设计或者保证值；为指导驱动汽轮机的经济、安全运行提供可靠的依据，为今后经济运行提出合理建议和改进方向，制定合理的运行指导。
附图说明
图1是本发明一种驱动汽轮机热经济性的测定方法示意图；
附图标记说明：
1、热井凝结水压力变送器，2、热井凝结水孔板流量计，3、热井凝结水温度变送器，4、驱动汽轮机，5、驱动汽轮机排汽绝对压力变送器，6、凝汽器，7、凝汽器循环水出水压力变送器，8、凝汽器循环水出水温度变送器，9、凝汽器循环水进水孔板流量计，10、凝汽器循环水进水压力变送器，11、凝汽器循环水进水温度变送器，12、驱动汽轮机进汽压力变送器，13、驱动汽轮机进汽温度变送器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种驱动汽轮机热经济性的测定方法，该方法基于的系统包括驱动汽轮机4和凝汽器6；其中，凝汽器6上设置有蒸汽进口、凝结水出口和循环水进出口，驱动汽轮机4的进口处管道上设置有驱动汽轮机进汽压力变送器12、驱动汽轮机进汽温度变送器13，驱动汽轮机4的出口连通至凝汽器6的蒸汽进口，且驱动汽轮机4的排汽口处设置有驱动汽轮机排汽绝对压力变送器5，凝汽器6的凝结水出口处管道上依次设置有热井凝结水压力变送器1、热井凝结水孔板流量计2和热井凝结水温度变送器3，凝汽器6的循环水进口处管道上依次设置有凝汽器循环水进水压力变送器10、凝汽器循环水进水孔板流量计9和凝汽器循环水进水温度变送器11，凝汽器6的循环水出口管道上设置有凝汽器循环水出水压力变送器7和凝汽器循环水出水温度变送器8；
实施示例1
如图1所示，本发明一种驱动汽轮机热经济性的测定方法，包括以下步骤：
步骤1：利用热井凝结水孔板流量计2测得热井凝结水流量差压Dp热井，根据孔板流量计的设计资料，计算出热井凝结水流量Q热井；
步骤2：利用驱动汽轮机进汽压力变送器12、驱动汽轮机进汽温度变送器13分别测得驱动汽轮机进汽的压力p进汽、温度t进汽，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到驱动汽轮机进汽的焓h进汽、进汽熵s进汽；
步骤3：利用驱动汽轮机排汽绝对压力变送器5测得驱动汽轮机的排汽压力p排汽，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到驱动汽轮机的排汽等熵焓hs进汽；
步骤4：利用热井凝结水压力变送器1和热井凝结水温度变送器3分别测得热井凝结水的压力p热井、温度t热井，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到热井凝结水的焓h热井；
步骤5：利用凝汽器循环水进水压力变送器10和凝汽器循环水出水压力变送器7分别测得凝汽器循环水进水压力Pin、出水压力Pout，凝汽器循环水进水温度变送器11、凝汽器循环水出水温度变送器8分别测得进水温度tw1、出水温度tw2，利用IFC-97工业用水和水蒸气热力性质模型计算得到凝汽器循环水的定压比热容cp；
步骤6：利用凝汽器循环水孔板流量计9测出凝汽器循环水进水流量差压Dp循，根据孔板资料计算出循环水质量流量Q循；
步骤7：根据质量守恒原理，驱动汽轮机排汽的流量Q排汽＝驱动汽轮机进汽流量-驱动汽轮机蒸汽泄漏量＝热井凝结水流量Q热井，
设驱动汽轮机的排汽焓为h排汽，根据能量守恒原理得到
Q排汽×(h排汽-h热井)＝cp×Q循×(tw2-tw1)
求得，
本发明是把驱动汽轮机和凝汽器作为一个整体研究，基于热力学方法计算驱动汽轮机的排汽焓，进而求得驱动汽轮机内效率、汽耗率等热经济性指标。所需要测量的参数非常少，测量成本低，仅需测量：驱动汽轮机进汽压力、温度，凝汽器循环水进水压力、温度、流量，凝汽器循环水出水压力、温度，热井凝结水温度、压力、流量，测量误差对结果造成影响较小，且不受被驱动设备轴功率的限制。从而全面了解驱动汽轮机热经济性指标，以鉴定或考核驱动汽轮机是否达到设计或者保证值；为指导驱动汽轮机的经济、安全运行提供可靠的依据，为今后经济运行提出合理建议和改进方向，制定合理的运行指导。
