不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法与流程

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法。

背景技术：

小容积流量工况在汽轮机的运行中是大量存在的。随着我国电网容量的不断增大和大功率机组的增长，提出200mw以上机组能参与调峰。在电力需求较少时，调峰机组的工作负荷小于设计负荷，其实际流过的容积流量也小于设计容积流量；对于冷凝式汽轮机，负荷变动时，流过的蒸汽流量也发生变化，引起冷却水温的变化，背压也就变了，最终引起容积流量的变化；在热电联产中，需要实行中间抽汽供暖，这也会造成抽汽后的几级的容积流量小于设计容积流量；在空冷机组中，其背压随大气温度的变化而变化，当工作背压高于设计背压时，也会使得机组低压缸末级处于小容积流量下工作。因此，小容积流量问题是一个较普遍的问题。因此，需要一种不同蒸汽和背压情况下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，以完成背压与低压缸最小流量关系式拟合，进而提高机组运行经济性及机组调峰能力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，包括：

基于电厂运行热电负荷特性，完成热力系统ebsilon建模，结合实际运行数据，进行模型修正；

提取电厂所在地区气温特性，进行背压趋势模拟，进行末级叶片设计工况质量流量与容积流量换算；

结合背压变化情况，完成背压与低压缸最小流量关系式拟合；

以低压缸最小流量为限制条件，分别以tmcr和75％mcr工况主蒸汽流量为基准，调整ebsilon模型得出不同背压下对应的最大抽汽热平衡图，并绘制流量、背压关系曲线。

进一步地，该方法还包括：

进行不同主蒸汽流量及背压下低压缸末级最小安全流量热力试验，通过试验验证ebsilon模型的模拟结果，并在试验过程中，形成低压缸小流量运行工况的控制方法，供运行人员调整机组排汽量接近对应工况下低压缸最小流量设计值，以提高机组供热抽汽运行效率。

借由上述方案，通过不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，采用对低压缸流量试验测量与数值拟合相结合的方式，得出不同蒸汽量和背压情况下，机组运行低压缸最小安全流量，以及机组对应流量下，相关系统和设备具体参数，并在试验过程中，形成低压缸小流量运行工况的成熟控制方法，以提高机组运行经济性及机组调峰能力。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法的流量和背压拟合曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例提供了不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，本次计算针对已针对电厂运行热电负荷特性，通过电厂采暖季背压趋势分析，结合背压变化情况，完成背压与低压缸最小流量关系式拟合，具体包括：

模型建立

针对电厂运行热电负荷特性，完成热力系统ebsilon建模，结合实际运行数据，进行模型修正；提取电厂所在地区气温特性，进行背压趋势模拟，进行末级叶片设计工况质量流量与容积流量换算。结合背压变化情况，完成背压与低压缸最小流量关系式拟合。以低压缸最小流量为限制条件，分别以tmcr和75％mcr工况主蒸汽流量为基准，调整ebsilon模型得出背压在4.9kpa、4.0kpa、3.0kpa、2.0kpa对应的最大抽汽热平衡图。

计算结果

调整ebsilon模型得出背压在4.9kpa、4.0kpa、3.0kpa、2.0kpa对应的最大抽汽热平衡图，根据热平衡图数据得出流量和背压拟合曲线，随着背压的降低，最小流量逐渐降低，趋势如图1所示。

在得出流量和背压拟合曲线之后，该方法还包括：

进行不同主蒸汽流量及背压下低压缸末级最小安全流量热力试验，通过试验验证ebsilon模型的模拟结果，并在试验过程中，形成低压缸小流量运行工况的控制方法，供运行人员调整机组排汽量接近对应工况下低压缸最小流量设计值，以提高机组供热抽汽运行效率。

下面以某电厂3号机组为例，进行低压缸末级最小安全流量试验。

3号机组在主蒸汽流量为663.567t/h、发电机负荷为142.997mw、工业抽汽流量为112t/h、采暖抽汽流量为204.039t/h、背压为5.061kpa条件下，1号低压缸进汽蝶阀关到最小20％，2号低压缸进汽蝶阀关到最小20％，机组低压缸进汽流量为150.259t/h，低压缸末级最小安全流量为136.210t/h。

3号机组在主蒸汽流量为661.424t/h、发电机负荷为172.291mw、工业抽汽流量为0t/h、采暖抽汽流量为327.544t/h、背压为4.926kpa条件下，1号低压缸进汽蝶阀关到最小11.22％，2号低压缸进汽蝶阀关到最小11.07％，机组低压缸进汽流量为147.734t/h，低压缸末级最小安全流量为132.609t/h。

试验结果与eb模拟结果略有偏差，但在误差允许范围内且趋势相同。在各试验工况下，3号机组的轴系振动水平整体良好，各轴振及轴承座振动合格，轴瓦金属温度均低于安全运行限值，排汽温度未超试验前规定的45℃。

通过对设计工况最小流量进行校核，最终通过改变机组背压和出力，得出由于背压升高、质量流量不变和背压不变、质量流量减少情况下，机组最小流量控制线。

进行试运行调整，确保运行安全基础上，参考机组最小流量控制线，对照背压及电负荷，调整机组排汽量接近对应工况下低压缸最小流量，不仅限于特定工况机组最大抽汽量，可最大限度提高机组经济性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，其特征在于，包括：

基于电厂运行热电负荷特性，完成热力系统ebsilon建模，结合实际运行数据，进行模型修正；

提取电厂所在地区气温特性，进行背压趋势模拟，进行末级叶片设计工况质量流量与容积流量换算；

结合背压变化情况，完成背压与低压缸最小流量关系式拟合；

以低压缸最小流量为限制条件，分别以tmcr和75％mcr工况主蒸汽流量为基准，调整ebsilon模型得出不同背压下对应的最大抽汽热平衡图，并绘制流量和背压拟合曲线。

2.根据权利要求1所述的不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，其特征在于，还包括：

进行不同主蒸汽流量及背压下低压缸末级最小安全流量热力试验，通过试验验证ebsilon模型的模拟结果，并在试验过程中，形成低压缸小流量运行工况的控制方法，供运行人员调整机组排汽量接近对应工况下低压缸最小流量设计值，以提高机组供热抽汽运行效率。

技术总结
本发明涉及一种不同蒸汽和背压下机组运行低压缸最小安全流量计算方法，包括：基于电厂运行热电负荷特性，完成热力系统ebsilon建模，结合实际运行数据，进行模型修正；提取电厂所在地区气温特性，进行背压趋势模拟，进行末级叶片设计工况质量流量与容积流量换算；结合背压变化情况，完成背压与低压缸最小流量关系式拟合；以低压缸最小流量为限制条件，分别以TMCR和75％MCR工况主蒸汽流量为基准，调整ebsilon模型得出不同背压下对应的最大抽汽热平衡图，并绘制流量和背压拟合曲线。本发明能够得出不同蒸汽量和背压情况下，机组运行低压缸最小安全流量，并在试验过程中，形成低压缸小流量运行工况的成熟控制方法，进而提高机组运行经济性及机组调峰能力。

技术研发人员：康剑南;王文铁;余海鹏;郝雨光;高岩松;李孝言;包丽华;王小明;张济凡
受保护的技术使用者：大唐东北电力试验研究院有限公司
技术研发日：2019.07.29
技术公布日：2019.12.17