一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法、设备及介质与流程

本发明涉及火力发电，具体涉及一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法、设备及介质。

背景技术：

1、在大型火力发电厂中，凝汽式汽轮机的末几级和核电汽轮机的所有级都工作在湿蒸汽区，部分蒸汽在湿蒸汽区内发生自发凝结，以十分细小水滴的形式悬浮于汽相中，形成湿蒸汽。目前尚无准确测量排汽湿度的方法，也无法直接测量汽轮机排汽焓值。

2、随着风电、太阳能等新能源并网容量的逐年增加，传统火电机组往往长期处于低负荷运行。汽轮机排汽湿度随负荷降低而增加，湿蒸汽对汽轮机运行的安全性和经济性产生了重要影响。湿蒸汽中高速流动的水滴撞击叶片表面造成低压级叶片水蚀，水蚀使得叶片的强度和振动特性向着有害的方向变化，使叶片变得粗糙，出现凹坑，甚至断裂，造成叶片事故，威胁汽轮机组的安全运行。与此同时，水蚀也增加了叶片通流部分的流动损失，导致汽轮机的级效率降低可多达0.664％。现在行的汽轮机排汽湿度在线计算方法主要有节流法、加热法、凝结法、蒸汽-空气混合法等，但都难以实现在线计算。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法、设备及介质。

2、一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法，包括以下步骤：

3、s1:在线计算系统通过数据采集仪获取汽轮机循环水参数，循环水参数包括循环水流量dw、凝汽器循环水进口温度tix、凝汽器循环水进口压力pix、凝汽器循环水出口温度tox和凝汽器循环水出口压力pox；

4、s2:在线计算系统根据s1中的凝汽器循环水进口温度tix和凝汽器循环水进口压力pix查阅水和水蒸汽参数表确定凝汽器循环水进口焓hix和凝汽器循环水进口水定压比容cip；根据凝汽器循环水出口温度tox和凝汽器循环水出口压力pox查阅水和水蒸汽参数表确定凝汽器循环水出口焓hox，通过公式计算出循环水吸热量qc；

5、s3:在线计算系统在线测量凝汽器内热量的变化；测量凝汽器热井内水位l0，凝汽器热井水温t0，汽轮机排汽压力pc，并通过公式计算出一个时间步长凝汽器内热井水的热量变化qn；

6、s4:在线计算系统通过数据采集仪获得凝结水泵出口凝水流量dn、小汽轮机进汽流量dbp和低加疏水泵的流量dss；

7、s5:在线计算系统在线测量与低压缸相连的低压加热器运行参数；测量各低压加热器汽侧入口压力p(i)in、低压加热器入口温度t(i)in、低压加热器疏水压力p(i)out和温度t(i)out、低压加热器水侧进口压力p(w)in和温度t(w)in、低压加热器水侧出口压力p(w)out和温度t(w)out；根据各加热器运行参数并查询水和水蒸汽表确定加热器水侧进口焓值hi(w)in、加热器水侧出口焓值hi(w)out、加热器汽侧进口焓值h(i)in和加热器汽侧出口焓值h(i)out；根据加热器热平衡计算出与低压缸相连的各加热器进口抽汽流量d(i)；

8、s6:在线计算系统测量汽轮机高压缸、中压缸和低压缸的进汽参数；测量高压缸、中压缸、低压缸的进口蒸汽压力pin和进口蒸汽温度tin，根据汽轮机热力说明书计算出高压缸、中压缸、低压缸轴封漏汽至凝汽器中的流量d(i)s和焓值h(i)s；

9、s7:在线计算系统测量根据凝汽器物质平衡计算汽轮机排汽流量dc；根据计算出的汽轮机排汽流量dc和凝汽器热平衡计算出汽轮机排汽焓hc；由汽轮机排汽焓值hc和汽轮机排汽压力pc并查找水和水蒸汽表确定汽轮机排汽湿度。

10、进一步，所述步骤s2中循环水吸热量qc计算公式如下：

11、qc＝dw(hox-hix)；

12、式中：dw为循环水流量；hix为凝汽器循环水进口焓。

13、进一步，所述步骤s3中凝汽器内热井水的热量变化qn计算公式如下：

14、qn＝δgcp(t0i-t0i-1)；

15、式中：δg为凝汽器热井水流量的变化量，cp为凝汽器热井水的平均定压比容，t0i和t0i-1分别为计算时的凝汽器热井水温和上一计算时刻的凝汽器热井的水温。

16、进一步，所述步骤s5中加热器进口抽汽流量d(i)表示为：

17、d(i)＝dn(hi(w)out-hi(w)in)/(h(i)in-h(i)out)；

18、进一步，所述步骤s7中凝汽器物质平衡方程为：

19、dc+dbp+d(imax)+∑d(i)s＝dn+δg；

20、式中：dc为汽轮机排汽流量；dbp为小汽轮机排汽流量，若现场采用电动给水泵，则dbp＝0，d(imax)为最后一级加热器的疏水流量，∑d(i)s汽轮机高压缸、中压缸、低压缸轴封漏汽流量的总和。

21、进一步，所述最后一级加热器的疏水流量d(imax)表示为：

22、d(imax)＝∑d(i)-dss；

23、对于没有疏水泵的系统，低加疏水泵的流量dss＝0。

24、进一步，所述步骤s7中凝汽器热平衡方程为：

25、dchc+dbphbp+∑d(imax)h(imax)out+∑d(i)sh(i)s＝qn+qc；

26、式中：hc为汽轮机排汽焓；hbp为小汽轮机排汽焓；h(imax)out为最后一级加热器的疏水焓；h(i)s汽轮机高压缸、中压缸、低压缸轴封漏汽焓。

27、一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

28、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

29、本发明技术方案，具有如下优点：

30、1.本发明提供的方法可在线测量排汽湿度，同时也可以直接测量汽轮机排汽焓值；

31、2.本发明提供的方法计算简单，计算精度高，可通过在线计算系统实现对汽轮机低压缸排汽的实时计算与在线监测。

技术特征：

1.一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中循环水吸热量qc计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中凝汽器内热井水的热量变化qn计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s5中加热器进口抽汽流量d(i)表示为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s7中凝汽器物质平衡方程为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述最后一级加热器的疏水流量d(imax)表示为：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s7中凝汽器热平衡方程为：

8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明涉及一种汽轮机低压缸排汽湿度在线计算方法、设备及介质，本方法通过在线计算系统中设置相关程序通过数据采集仪自动测量相关参数，并结合物质平衡方程和能量平衡方程可实现汽轮机排汽湿度的实时计算，本方法可在线计算汽轮机低压缸排汽湿度，同时也可以直接计算汽轮机排汽焓值，本方法计算简单，计算精度高，可通过在线计算系统实现对汽轮机低压缸排汽的实时计算与在线监测。

技术研发人员：潘同洋,付振春,闫广岐,刘喜峰,张济凡,刘刚,高勇,王超然
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：
技术公布日：2024/1/14