專利名稱：汽輪發(fā)電機組在線智能分析與經濟性診斷的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)儀表，通過對汽輪發(fā)電機組智能分析與經濟性診斷，達到監(jiān)視電廠汽輪機的熱耗率與絕對電效率以及循環(huán)水出入口溫度、凝結水溫度、排汽溫度。從而更科學地指導機組的運行和管理。
背景技術：
汽輪機運行的經濟性對電廠的經濟性指標有著至關重要的影響，保證汽輪機的經濟運行，是汽輪機專業(yè)技術人員和運行人員的主要職責。為了保證汽輪機良好的經濟運行狀態(tài)和經濟運行工況，必須首先掌握其實際的熱力特性以及工況變化時對機組經濟性能的影響。對于凝汽式汽輪機組，其綜合性經濟指標是熱耗率，為了掌握汽輪機在各種運行工況下實際的熱耗率，就必須進行汽輪機的熱耗率監(jiān)測。目前還沒有一種儀表能實現熱耗率的監(jiān)測。

發(fā)明內容
這里提出一種在線監(jiān)視汽輪機絕對電效率的熱力近似方法。該方法基于汽輪機熱力循環(huán)的基本原理，以熱力學第一定律為基礎的一種新的算法。采用一些容易測量的熱力參數來推算汽輪機的絕對電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓的難題。通過與汽輪機熱力實驗的比較，證明該方法足以滿足工程上對計算精度的要求。
能耗分析的運行指標可分為可控參數(運行人員調整)和不可控參數。主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、排汽壓力和溫度、給水溫度等指標屬于可控參數，運行人員應通過操作使各參數盡量接近相應的應達數值來提高機組的經濟性。而加熱器端差、凝結器過冷度、再熱蒸汽壓損、抽汽管道壓損等不可控參數則是反映設備的運行健康狀況。汽輪機的熱耗率是衡量火電機組設計、制造、安裝調試、運行管理等環(huán)節(jié)的綜合指標。當設備性能偏差過大，說明該設備需要進行檢修，汽輪機組的智能分析與經濟性診斷為機組運行提供了科學依據。
汽輪機組額定工況熱耗率定義q0＝[D0(h0-hfw)+Drhhrh-Drchrc]/(Pel+Pfw)式中D0為主蒸汽流量h0為主蒸汽焓值；hfw為鍋爐給水焓值；Drh為再熱蒸汽熱段流量；hrh為再熱蒸汽熱端焓值；Drc為再熱蒸汽管道冷段流量；hrc為再熱蒸汽冷端焓值；Pel為發(fā)電機輸出功率；Pfw為電動給水泵電動機耗功。由于機組變工況運行焓值需通過計算才能得到，實現汽輪機熱耗率在線較困難。為了克服汽輪機不能直接監(jiān)視熱耗率而提出的一種汽輪機在線智能分析與經濟性診斷的方法。該方法不僅能測出熱耗率和絕對電效率，而且能比較出兩臺循環(huán)泵運行和一臺循環(huán)泵運行的經濟性及機組滑壓運行最佳工況點、判斷出汽輪機組循環(huán)水量大小、銅管積垢情況、過冷度大小。達到指導運行人員操作的目的。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是由熱力學第一定律知道一定量的熱消失時，必將產生一定量的功；消耗了一定量的功時，必出現與之對應的一定量的熱。熱力學第一定律的原則應用于系統中的能量變化時可用進入系統能量-離開系統能量＝系統中儲存能量的增加。因此我們可以這樣認為主蒸汽、和再熱蒸汽為進入汽輪機系統的能量，汽輪機排汽凝結成凝結水被循環(huán)水帶走的熱量、管道散熱損失掉的熱量轉換成功為離開系統的能量，兩者之差為系統中儲存能量的增加。系統中儲存能量的增加全部轉化為功即應發(fā)的電量與進入系統的能量之比就是汽輪機的絕對電效率。由絕對電效率ηel＝3600/q0得汽輪機的熱耗率q0＝3600/ηel。我們通過測量汽輪機的循環(huán)水流量和循環(huán)水出入口溫度就可以實現汽輪機絕對電效率的監(jiān)測及汽輪機的熱耗率的監(jiān)測。
具體實施例方式
對于正常運行的汽輪機，無法采用常規(guī)熱力試驗所采用的求解汽輪機質量和能量平衡方程的方法求解排汽焓，從而使在線準確確定汽輪機電效率存在一定困難。但是我們可以測量出循環(huán)水流量和循環(huán)水出入口溫度，由此可求得排汽凝結成凝結水被循環(huán)水帶走的熱量折算成電量用Nx表示；管道的散熱損失折算成電量用Ns表示；發(fā)電機輸出功率用Pel表示；汽輪機絕對電效率可用下式表示ηel＝Pel/(Pel+Nx+Ns)邏輯關系見附圖
(1)汽輪發(fā)電機組智能分析與經濟性診斷主要功能 該軟件信號取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機組實際負荷，通過對三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度的斜率、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度的斜率、排汽溫度與凝結水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機運行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結器銅管臟污程度、凝結器內是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機的絕對電效率和熱耗率。為運行人員操作及機組大修提供了可靠的依據。
該軟件由數據采集、數據處理及終端顯示三部分組成。汽輪發(fā)電機組智能分析與經濟性診斷顯示儀具有的功能如附圖(2)，操作面板左上方布置有循環(huán)水入口溫度、出口溫度、排汽溫度、凝結水溫度棒圖，左下方有5位數字顯示汽輪發(fā)電機組熱耗率與絕對電效率，其右上方顯示汽輪機負荷，右下方是2位數字顯示，顯示＞1、＜1或＝1，通過顯示從而確定循環(huán)泵2臺運行與單臺運行經濟性的比較。
標號說明1.棒圖顯示2.負荷顯示3.負荷單位顯示4.效率比較器顯示5.電效率單位顯示6.熱耗率單位顯示7.熱耗率\電效率顯示8.溫度單位顯示9.復位鍵10.熱耗率\電效率功能切換11.電源開關
權利要求
1.一種能夠實現汽輪發(fā)電機組在線智能分析與經濟性診斷分析儀，該分析儀是基于汽輪機熱力循環(huán)的基本原理，以熱力學第一定律為基礎的一種簡便算法設計出的儀表，采用一些容易測量的熱力參數來推算汽輪機的絕對電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓及主蒸汽、再熱蒸汽焓的難題，通過與汽輪機熱力實驗的比較，證明該方法足以滿足工程上對計算精度的要求。
2.根據權利要求1所述的汽輪發(fā)電機組在線智能分析與經濟性診斷，其特征是求解汽輪發(fā)電機組熱耗率與電效率采用簡便算法，采用一些容易測量的熱力參數來推算汽輪機的絕對電效率和熱耗率，避開了常規(guī)的求解排汽焓及主蒸汽、再熱蒸汽焓的難題。通過公式ηel＝Pel/(Pel+Nx+Ns)確定汽輪發(fā)電機組熱耗率與絕對電效率。
3.根據權利要求1所述的汽輪發(fā)電機組在線智能分析與經濟性診斷，其特征是該軟件信號取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機組實際負荷，通過對三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度的斜率、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度的斜率、排汽溫度與凝結水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機運行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結器銅管臟污程度、凝結器內是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機的絕對電效率和熱耗率。為運行人員操作及機組大修提供了可靠的依據。
全文摘要
一種能夠實現汽輪發(fā)電機組在線智能分析與經濟性診斷分析儀，通過監(jiān)視汽輪機的熱耗率、循環(huán)水出入口溫度、凝結水溫度、機組排汽，更科學地指導機組的運行和管理。且能比較出兩臺循環(huán)泵運行和一臺循環(huán)泵運行的經濟性及機組滑壓運行最佳工況點。該軟件信號取自循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水流量及機組負荷，通過對三條曲線斜率(即循環(huán)水出入口溫度、循環(huán)水出口溫度與排汽溫度、排汽溫度與凝結水溫度的斜率)的分析，判斷出汽輪機運行工況。從而分析出循環(huán)水量的大小、傳熱情況好壞凝結器銅管臟污程度、凝結器內是否漏入空氣及過冷度情況，且可分析出汽輪機的絕對電效率和熱耗率。為運行人員操作及機組大修提供了可靠的依據。
文檔編號G01D21/02GK1611920SQ20031010393
公開日2005年5月4日 申請日期2003年11月1日 優(yōu)先權日2003年11月1日
發(fā)明者許建壯 申請人:許建壯