一种汽轮机热耗率在线监测系统及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107201921A(43)申请公布日2017.09.26(21)申请号201710141452.5(22)申请日2017.03.10(71)申请人国电科学技术研究院地址210046江苏省南京市栖霞区仙境路10号申请人南京电力设备质量性能检验中心(72)发明人杨文正马晓峰谭锐黄启龙李呈桐马靖磊(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人张立荣(51)Int.Cl.F01D21/00(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种汽轮机热耗率在线监测系统及测量方法(57)摘要本发明涉及一种汽轮机热耗率在线监测系统及测量方法，该系统包括在线数据收集模块、数据预处理模块、性能试验标定模块和数据计算分析模块，使用该系统计算热耗率时，主蒸汽流量和再热蒸汽流量分别依据阀位相同，体积流量基本相同的原理和弗留戈尔公式获得，不受系统隔离影响，适合在线计算。除性能试验标定模块中的相关数据是通过高精度ASME试验提前获取外，本方法采用的其余在线计算相关数据均由在线监测获得，精确度较高，实时性好。CN107201921ACN107201921A权利要求书1/2页1.一种汽轮机热耗率在线监测系统，用于在线监测火力发电机组中汽轮机的热耗率，其特征在于：包括在线数据收集模块、数据预处理模块、性能试验标定模块和数据计算分析模块，所述在线数据收集模块与数据预处理模块连接，数据预处理模块连接与性能试验标定模块连接，性能试验标定模块与数据计算分析模块连接，所述在线数据收集模块包括若干个压力温度传感器、机组自带的发电机电功率计和抽汽流量传感器，若干个所述压力温度传感器分别设置于主蒸汽管路、再热蒸汽管路、供热抽汽管路、供热抽汽回水管路、最终给水管路、冷再蒸汽管路、再热减温水管路、再热减温器的入口与出口和三段抽汽管路处，所述在线数据收集模块用于收集在线数据，所述数据预处理模块用于对在线数据进行预处理，所述性能试验标定模块用于存储通过高精度ASME试验标定过的基准数据，并接收预处理后的数据，且根据预处理后的数据得到主蒸汽体积流量和再热蒸汽质量流量等基准数据，所述数据计算分析模块用于对在线数据与基准数据进行计算分析得到汽轮机热耗率。2.根据权利要求1所述汽轮机热耗率在线监测系统，其特征在于：所述数据计算分析模块包括数据转换模块和数据计算模块，所述数据转换模块用于通过水和蒸汽性质计算软件包将压力和温度数据转换为密度和焓值等数据。3.根据权利要求2所述汽轮机热耗率在线监测系统，其特征在于：还包括终端显示模块，所述终端显示模块与数据计算分析模块连接，用于接收汽轮机热耗率数据并进行显示。4.一种采用权利要求3所述汽轮机热耗率在线监测系统的测量方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、通过压力温度传感器收集火力发电机组中各个管道内蒸汽与水的压力和温度等在线数据，并收集火力发电机组DCS系统中的发电机功率和供热抽汽量等在线数据；步骤2、通过ASME试验标定计算所需的基准数据；步骤3、根据步骤1收集的压力和温度数据利用水和蒸汽性质计算软件包计算出蒸汽与水的密度和焓值数据；步骤4、利用步骤1、2和3中得到的数据计算火力发电机组中的各管道中蒸汽与水的质量流量；步骤6、计算汽轮机热耗率HR；式中：HR为汽轮机热耗率，Fm为主蒸汽流量，hm为主蒸汽焓值，Fr为再热蒸汽流量，hr为再热蒸汽焓值，Fw为最终给水流量，hw为最终给水焓值，Fcr为冷再蒸汽流量，hcr为冷再蒸汽焓值，Frhs为再热减温水流量，hrhs为再热减温水焓值，Fcq为供热抽汽流量，hcq为供热抽汽焓值，hhs为供热抽汽回水焓值，Wc为发电机有功功率。5.根据权利要求4所述汽轮机热耗率在线测量方法，其特征在于：所述步骤2中ASME试验的内容为：①通过高精度的热力性能试验测试若干组不同汽轮机综合阀位对应的主蒸汽体积流量；②通过高精度热力性能试验测试若干组不同综合阀位对应的再热蒸汽质量流量、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度和三段抽汽压力等参数；③通过变汽温试验测试高中压缸合缸处的过桥漏汽量Dg。2CN107201921A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述汽轮机热耗率在线测量方法，其特征在于：所述步骤4中计算的质量流量包括主蒸汽质量流量、最终给水流量、冷再蒸汽流量、再热减温水量和再热蒸汽流量。7.根据权利要求6所述汽轮机热耗率在线测量方法，其特征在于：所述主蒸汽质量流量的计算方法为：①采集汽轮机综合阀位值ψi，根据步骤2的基准数据获取当前综合阀位值ψi对应的主蒸汽体积流量Qi；②采集主蒸汽压力值Pm和主蒸汽温度值tm，通过水和蒸汽性质计算软件包计算出主蒸汽密度ρm；③利用主蒸汽体积