一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置及方法
【专利摘要】一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置及方法，所述装置包括功率测量装置、绝对压力测量装置、数据采集单元和计算及显示单元。所述功率测量装置包括分别测量汽轮发电机功率和四台循环水泵电机功率的第一功率变送器（1）、第二功率变送器（2）、第三功率变送器（3）、第四功率变送器（4）、第五功率变送器（5）。所述绝对压力测量装置包括分别测量汽轮机高、低压凝汽器压力的第一绝对压力变送器（6）、第二绝对压力变送器（7）。所述方法采用监测装置采集现场实时数据进行循环水系统经济调度运行指标的计算。本发明系统简捷、测量计算结果准确，能直观地显示循环水系统运行方式调整前、后的实际节能效果，满足电站经济运行的需要。
【专利说明】
一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置及方法，属电站辅 机运行技术领域。
【背景技术】
[0002] 循环水系统是电站汽轮机组的重要组成部分，其所耗用的电能约占汽轮发电机组 发电量的1.0%左右。作为汽轮机凝汽器压力的主要可调节因素，合理选择循环水系统的运 行方式，对节约厂用电率、提高电站热经济性有着重要意义。目前，电站广泛采用试验单位 推荐的循环水系统运行方式优化方案来指导现场生产。众所周知，汽轮机组及其附属设备 运行状态、冷却水水质、环境温度等边界条件总是复杂多变的，这使得基于试验条件得出的 优化方案可能在某种情形下与现场实际情况不相符，预期的节能潜力将会被削弱。同时，上 网电价与标煤单价的不定期波动也直接影响着电站循环水系统运行方式调整的节能效果。 如何监测循环水系统运行方式调整前、后的经济性变化情况，是电站循环水系统运行管理 亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明拟解决的技术问题是提供一种系统简捷、稳定、准确的电站循环水系统运 行方式调整经济性监测装置及方法。
[0004] 本发明的技术方案是，一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置，包括 功率测量装置、绝对压力测量装置、数据采集单元和计算及显示单元。
[0005] 所述功率测量装置包括分别测量汽轮发电机功率和四台循环水栗电机功率的第 一功率变送器1、第二功率变送器2、第三功率变送器3、第四功率变送器4、第五功率变送器 5;所述绝对压力测量装置包括分别测量汽轮机高、低压凝汽器压力的第一绝对压力变送器 6、第二绝对压力变送器7;所述计算及显示单元包含循环水系统经济调度运行指标计算程 序及界面;所述第一功率变送器1、第二功率变送器2、第三功率变送器3、第四功率变送器4、 第五功率变送器5、第一绝对压力变送器6和第二绝对压力变送器7分别连接数据采集单元 的输入端;所述数据采集单元的输出端连接计算及显示单元的输入端。
[0006] 所有功率变送器的精度均为±0.2% ;所有绝对压力变送器的精度均为±0.1 % ; 数据采集单元的精度为±〇. 05 %，并配有标准RS232/485/USB通讯接口，支持标准MODBUS通 讯协议，支持有线连接、局域网连接等多种通讯模式。
[0007] -种电站循环水系统运行方式调整经济性监测监测方法按照下述步骤进行：
[0008] 1)将所述述监测装置进行正确安装并连接;采集汽轮发电机及四台循环水栗电机 的功率信号及高压、低压凝汽器压力信号，并将采集的信号通过数据采集单元传送至计算 及显示单元；
[0009] 2)根据采集的信号对循环水系统经济调度运行指标进入计算程序：
[0010] 循环水系统运行方式调整前的平均凝汽器压力为：
[0011] % = ρξ+ρξ (1)
[0012] 式中，g、分别为循环水系统运行方式调整前的平均凝汽器压力、高 压凝汽器压力、低压凝汽器压力，单位kPa;
[0013] 循环水系统运行方式调整后的平均凝汽器压力为：
[0014] = pi + pi (2)
[0015]式中，民、p丨、p丨分别为循环水系统运行方式调整后的平均凝汽器压力、高压 凝汽器压力、低压凝汽器压力，单位kPa;
[0016] 循环水系统运行方式调整前、后平均凝汽器压力的差值为：
[0017] (3)
[0018] 式中，Δρ为循环水系统运行方式调整前、后平均凝汽器压力的差值，单位kPa;
[0019] 对于采用扩大单元制的循环水系统而言：
[0020] 循环水系统运行方式调整前单台机组所耗循环水栗功率为：
[0021 ] -(^+^+^ + ^)/2 (4)
[0022] 式中，y/、<、分别为循环水系统运行方式调整前单台机 组所耗循环水栗功率以及四台循环水栗电机功率，单位kW;
[0023] 循环水系统运行方式调整后单台机组所耗循环水栗功率为：
[0024] Σ W! = {wl2 +wl + W5l)/2 (5)
[0025] 式中，SWi、砂、砂^1、汗；1分别为循环水系统运行方式调整后单台机 组所耗循环水栗功率以及四台循环水栗电机功率，单位kW;
[0026] 循环水系统运行方式调整前、后单台机组所耗循环水栗功率差值为：
[0027] Δ Iff= Iffi-Iff2 (6)
[0028] 式中，Δ 2W为循环水系统运行方式调整前、后单台机组所耗循环水栗功率差值， 单位kW;
[0029] 拟合典型工况不同汽轮发电机功率下的凝汽器压力单位变化量对应的机组发电 煤耗的变化幅度为：
[0030] δΒ = ?·(Ν，ρ)*10-2*g(N) (7)
[0031] 式中，δΒ为凝汽器压力单位变化量对应的机组发电煤耗的变化幅度，单位为g/ (kPa*kW.h);函数f(N，p)为不同汽轮发电机功率下的凝汽器压力修正系数的拟合公式，单 位为％ AkPa);函数g(N)为不同汽轮发电机功率下的发电煤耗的拟合公式，单位为g/ (kW · h); N为汽轮发电机功率，单位为kW; p为凝汽器压力，单位kPa。
[0032]对于汽轮发电机组而言，机组性能逐年老化对于凝汽器压力修正系数的影响较 小，但对发电煤耗的影响较大，这将引起凝汽器压力单位变化量对应的机组发电煤耗的变 化幅度SB出现明显变化；因此，在循环水系统经济调度运行指标计算程序中可依据定期常 规热力性能试验，重新拟合并替换发电煤耗函数g(N)。
[0033]循环水系统运行方式调整前、后因凝汽器压力变化所引起的运行成本变化量：
[0035] 式中，Δ 分别为循环水系统运行方式调整前、后因凝汽器压力变化所 引起的运行成本变化量、标煤单价，单位分别为元A、元/t;
[0036] 当标煤单价出现变化时，应在循环水系统经济调度运行指标计算程序中相应修改 coal 〇
[0037] 循环水系统运行方式调整前、后单台机组所耗循环水泵功率变化所引起的运行成 本变化量：
[0038] Δ Ypump= A Zff*Yelec (9)
[0039] 式中Δ Ypump、Yelec分别为循环水系统运行方式调整前、后单台机组所耗循环水栗 功率变化所引起的运行成本变化量、供电价格，单位分别为元/h、元/ (kW. h);
[0040] 当上网电价出现变化时，应在循环水系统经济调度运行指标计算程序中相应修改 elec 〇
[0041 ]循环水系统运行方式调整前、后机组运行成本综合变化量：
[0042] Δ Υ = Δ Ycoai+Δ Ypump (10)
[0043] 式中，△ Y循环水系统运行方式调整前、后机组运行成本综合变化量，单位为元/ h〇
[0044] 3)若运行成本综合变化量△ Y为负，表示发电成本下降，电站经济性提高;若运行 成本综合变化量A Y为正，表示发电成本上升，电站经济性降低；同时，在运行方式调整前、 后，尽量保持汽轮发电机组功率不变。
[0045] 本发明的有益效果是，直观地显示循环水系统运行方式调整前、后的实际节能效 果及金额多少，系统简捷、测量计算结果稳定、可靠，可为指导循环水系统经济运行提供依 据，满足电站节能降耗、经济运行的需要。
【附图说明】
[0046] 图1为本发明的功能框图；
[0047]图2为本发明的计算程序界面。
【具体实施方式】
[0048] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0049] 某电厂两台超超临界700MW汽轮发电机组循环水系统采用扩大单元制循环供水系 统，共配置了四台92LKSA-23.8型循环水栗。为降低机组发电成本，该厂委托试验单位完成 了 1号机组循环水系统经济调度试验，并依据试验单位推荐循环水系统运行方式优化方案 来指导现场生产。为准确计算试验优化方案在实际运行过程中的具体节能效果，提高循环 水系统运行管理水平，急需开发一套循环水系统运行方式调整经济性监测装置。
[0050] 本实施例一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置及方法包括功率测 量装置、绝对压力测量装置、数据采集单元和计算及显示单元。功率测量装置包括分别测量 汽轮发电机功率和四台循环水栗电机功率的第一功率变送器1、第二功率变送器2、第三功 率变送器3、第四功率变送器4、第五功率变送器5。
[0051]本实施例的绝对压力测量装置包括分别测量汽轮机高、低压凝汽器压力的第一绝 对压力变送器6、第二绝对压力变送器7;计算及显示单元包含循环水系统经济调度运行指 标计算程序及界面;第一功率变送器1、第二功率变送器2、第三功率变送器3、第四功率变送 器4、第五功率变送器5、第一绝对压力变送器6和第二绝对压力变送器7分别接数据采集单 元的输入端;数据采集单元的输出端连接计算及显示单元的输入端。
[0052]本实施例中功率变送器的精度为± 0.2 % ;绝对压力变送器的精度为± 0.1 % ;数 据采集单元的精度为±〇. 05 %，并配有标准RS232/485/USB通讯接口，支持标准MODBUS通讯 协议，支持有线连接、局域网连接等多种通讯模式。
[0053]本实施例的计算及显示单元为笔记本电脑或者电脑主机与显示器。
[0054]本实施例的笔记本电脑或电脑主机装载有循环水系统经济调度运行指标计算程 序及界面。
[0055]本实施例的功率变送器、绝对压力变送器可提供4~20mA的输出信号，数据采集单 元可接收所述功率变送器、绝对压力变送器的输出信号；
[0056]本实施例所有测量器件的连接线通过螺栓紧固在所述数据采集单元输入端;所述 数据采集单元输出端与计算及显示单元输入端之间通过USB通讯线连接，通讯协议采用 USB2.0；
[0057]综上，采用上述技术方案的装置进行监测的方法，按照下述步骤进行：
[0058]将上述监测装置进行正确安装并连接；
[0059] 用上述五台功率变送器分别采集汽轮发电机及四台循环水栗电机的功率信号，用 上述两台绝对压力变送器采集高压、低压凝汽器压力信号，并将采集的信号通过数据采集 单元传送至计算及显示单元。
[0060] 本实施例在调整循环水系统运行方式前、后，应尽量保持汽轮发电机组功率不变； 待现场参数稳定后，在图2计算程序界面的价格数据栏一一第1~2行分别输入当前电价和 标煤单价;在数据输入部分栏一一第3~15行填入现场测试数据;随后，在结果显示栏一一 第16~22行会自动计算、显示循环水系统运行方式调整前、后的相关参数;其中，第22行显 示循环水系统运行方式前、后运行成本综合变化量。说明：若运行成本综合变化量为负，表 示发电成本下降，电站经济性提高;若运行成本综合变化量为正，表示发电成本上升，电站 经济性降低。
[0061] 本实施例可在循环水系统经济调度运行指标计算程序中依据定期常规热力性能 试验，重新拟合并替换发电煤耗函数g(N);当上网电价或标煤单价出现变化时，可在价格数 据栏相应修改Yele。或Υ_1 〇
【主权项】
1. 一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置，其特征在于:所述装置包括功 率测量装置、绝对压力测量装置、数据采集单元和计算及显示单元； 所述功率测量装置包括分别测量汽轮发电机功率和四台循环水栗电机功率的第一功 率变送器、第二功率变送器、第三功率变送器、第四功率变送器和第五功率变送器； 所述绝对压力测量装置包括分别测量汽轮机高压凝汽器压力的第一绝对压力变送器 和汽轮机低压凝汽器压力的第二绝对压力变送器； 所述第一功率变送器、第二功率变送器、第三功率变送器、第四功率变送器、第五功率 变送器、第一绝对压力变送器和第二绝对压力变送器分别连接数据采集单元的输入端； 所述数据采集单元的输出端连接计算及显示单元的输入端； 所述计算及显示单元包含循环水系统经济调度运行指标计算程序及界面。2. 根据权利要求1所述一种电站循环水系统运行方式调整经济性监测装置，其特征在 于:所述第一功率变送器至第五功率变送器的精度均为±〇. 2 % ;所述第一绝对压力变送器 和第二绝对压力变送器的精度均为±0.1%;所述数据采集单元的精度为±0.05%，并配有 标准RS232/485/USB通讯接口，支持标准MODBUS通讯协议，支持有线连接、局域网连接的多 种通讯模式。3. -种电站循环水系统运行方式调整经济性监测方法，其特征在于：所述监测方法包 括下述步骤： 1) 将上述监测装置进行正确安装并连接;采集汽轮发电机及四台循环水栗电机的功率 信号及高压、低压凝汽器压力信号，并将采集的信号通过数据采集单元传送至计算及显示 单元； 2) 拟合典型工况不同汽轮发电机功率下的凝汽器压力单位变化量对应的机组发电煤 耗的变化幅度为： 5B = f(N，p)*10-2*g(N) 式中，SB为凝汽器压力单位变化量对应的机组发电煤耗的变化幅度，单位SgAkPa* kW.h);函数f(N，p)为不同汽轮发电机功率下的凝汽器压力修正系数的拟合公式，单位 S%/(kPa);函数g(N)为不同汽轮发电机功率下的发电煤耗的拟合公式，单位为g/(kW.h); N为汽轮发电机功率，单位为kW; p为凝汽器压力，单位kPa; 3) 循环水系统运行方式调整前、后机组运行成本综合变化量按下式进行计算： A Y - Δ Ycoal+ Δ Ypump 式中，A Y循环水系统运行方式调整前、后机组运行成本综合变化量，单位为元/h; Δ 为循环水系统运行方式调整前、后因凝汽器压力变化所引起的运行成本变化量，单位 为元/h; △ YPU_为循环水系统运行方式调整前、后因单台机组所耗循环水栗功率变化所引 起的运行成本变化量，单位为元A; 4) 若运行成本综合变化量△ Y为负，表示发电成本下降，电站经济性提高;若运行成本 综合变化量A Y为正，表示发电成本上升，电站经济性降低；同时，在运行方式调整前、后， 尽量保持汽轮发电机组功率不变。
【文档编号】G06Q10/04GK105869063SQ201610147624
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】万忠海, 晏涛, 王小波, 吴杨辉, 鲁锦
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司