汽轮机在线性能计算中排汽焓的确定_任浩仁
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图 3 混合式加热器
0 0 0 0
0 0 0 0
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8
式中 q i —— 第 i 级加热器的抽汽放热量
i i
——第 i 级加热器的给水焓升 ——第 i 级加热器的疏水放热量
第 i+ 1 级加热器给 t i、 t i+ 1 ——第 i 级、 水的出口焓 t si 、 tsi - 1 —— 第 i 级、 第 i - 1 级加热器 的疏水焓 对 1 号、 2 号、 3 号高压加热器及除氧器 来说, 其给水流量为一定值 mtw 1, 对于 5 号、 6 号、 7 号、 8 号低压加热器来说 , 其流量为一 定值 m tw 2( 图 4) , 这 2 个流量在电厂是分别 有测点的, 可以直接调用。 设各级抽汽量分别 为 D 1～ D 8( 指直接加热各加热器的蒸汽流 量 , 另外考虑到四抽还有蒸汽去小汽轮机等 , 该级抽汽量还需另作修正) , 则各级加热器的 热平衡方程式若以矩阵形式表达为: b=
简写为 : A × D = b ; 其中, mtw 1 × mtw 1 × mtw 1 × mtw 1 ×
4 1 2 3
- Hg
5 6 7 8
mtw 2 × mtw 2 × mtw 2 × mtw 2 ×
b 4 中的 H g 为考虑到除氧器的轴封加热 汽影响而引入的。 另外 , 考虑到四抽除进入除 氧器外, 还去给水泵小汽轮机, 故 D 4 将要加 上去小汽轮机的汽量。 火电厂 热力系统实际 循环热效率 的计 算 , 采用的方法很多, 如循环函数法。这种方 法对概念的要求较高 , 特别是在有混合式的 加热单元中 , 抽汽热量的概念比较抽象, 而且 凝汽系数的推导过程及结果繁琐 , 简化及概 括性不够理想。 在这里 , 我们采用矩阵方法计 算各级抽汽量, 易于编程, 很好地解决了上述
第 6 期
动 力 工 程
・3 ・
q1
2 3 4
0 q2
3 4
0 0 q3
4
0 0 0 q4 0 0 0 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 =
0 0 0 0 q5
6 7 8
0 0 0 0 0 q6
7 8
0 0 0 0 0 0 q7
8
0 0 0 0 0 0 0 q8 ×
0 0 0 0
图 1 中不难看出 , 其结果是一致的。 这里值得注意的是, 当第一次计算排汽 焓精度不够 时, 需进行第 二、 第三次曲 线拟 合。 这就要求每次除用到已知点外, 还得将上 一次通过热平衡计算得到的排汽焓值作为一 个已知点参与到曲线拟合中, 这样才能更新 估计值 , 以达到逐步逼近的效果。 采用曲线拟合的最大优点是能跟踪当前 工况, 由当前工况各点参数拟合曲线 , 动态地 求出最接近实际值的各未知点的初值进行迭 代计算 , 增加了程序的可靠性, 大大提高了计 算效率。 2. 2 各级抽汽量的计算 对回热系统进行热平衡计算时, 需要计 算汽轮机各级抽汽流量。抽汽流量的计算是 一个十分繁琐的工作。 在实时计算系统中 , 我 们应用矩阵理论, 利用已知实测参数对各级 抽汽流量进行了计算。 首先对 不同的加热器 定义抽汽放 热量 给水焓升 i 以及疏水放热量 i。 如图 2 所 qi 、 示的表面式加热器:
图 4 热力系统简图
问题。
・ 4・
动 力 工 程
第 18 卷
2. 3 热功平衡计算排汽焓 在求得机组各级抽汽量以后 , 可以对整 个回热系统作热平衡计算, 从而求出汽轮机 的排汽焓 , 再将此排汽焓与曲线拟合的排汽 焓相比较, 以达到逐步逼近的效果。 至于排汽 干度, 在已知排汽焓和排汽量的情况下也就 迎刃而解了。 对于有再热的回热式汽轮机 , 如图 4 点 划线框内所示 , 热平衡方程应为 : Wi = P ge n m ×
1997 10 29 收到来稿
2 排汽焓在线计算的原理
计算汽轮机末级排汽焓, ASM E P T C6A1982 中推荐 2 种方法。 一种是根据汽轮机总 的输入、 输出热量的平衡, 通过计算汽轮机功 率确定排汽焓, 即利用热平衡方程, 物质平衡 方程和汽轮机 的功率方程这 3 个基本 方程 式 , 对回热机组的热力系统进行计算。 该方法 需首先假定 1 个排汽焓为初值 , 然后得出相 应湿抽汽点焓值进行迭代计算。 ASM E PT C6A-1982 推 荐的 另 一种 方 法是根据已知的再热段入口蒸汽状态点和抽 汽状态点作出做功膨胀线, 然后将此曲线平 滑外推到湿蒸汽区, 得出处于湿蒸汽区的抽 汽及排汽焓。 这种方法很简单, 程序实现也没 什么困难, 但由于曲线拟合点数目较少, 精度 较差。德国 DIN 1943, 1975. 2 推荐采用后一 种方法, 而国家标准 GB 8117-87 采用前一种 方法。 我们在总结计算经验后 , 对以上 2 种方 法取长补短 , 即借助常规计算法的基本原理, 在加热单元的基础上 , 以反应热平衡方程式 的拓扑矩阵为基本工具 , 并与膨胀线外推法 相结合, 成功地完成了 300M W 火电机组低
考
文
献
[ 1] 陈海平等. 实际循 环热效率矩阵分析法的研究 . 中国电
3 程序计算可靠性与快速性验 证
电厂中很难保证所有测点的测量数据都 准确无误。为了考核该算法是否对测量误差 有积累作用或有多少积累, 笔者做了许多测 试 , 如 : 假设在其它测点都准确的情况下, 某 测点如六抽压力测点 P 6 值突然波动 10% ,
第 18 卷 第 6 期 1998 年 12 月
动 力 工 程 POW ER ENGIN EERING
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V ol . 18 N o. 6 Dec. 1998 ・ 1・
・汽轮机技术・
汽轮机在线性能计算中排汽焓的确定
任浩仁 盛德仁 卢学锋 陈坚红 徐 东
( 杭州 浙江大学) 摘 要
根 据机组在线 性能计算的 要求 , 针对汽轮机 低压缸运 行的特点 , 运用最 小二乘法和 矩阵原理 对汽轮 机排汽焓的 确定进行了 探讨 , 实现了电厂 监测系统 中汽轮机排 汽焓的在 线计算 , 为汽轮机 内效率的计算提供了依据。图 4 参 4
・ 2・
动 力 工 程
第 18 卷
压缸效率的在线计算。 由本算法流程图 1 可知 , 整个计算关键 在于如下 3 步 : 2. 1 通过曲线拟合, 动态确定初值 为了进行系统热平衡计算 , 需事先知道 各抽汽点( 包括处在湿蒸汽区的抽汽点) 的焓 值 , 这就需要用试探的方法进行迭代。 若用常 规经验值作为初值进行迭代计算 , 对于工况 变动较大的机组, 这个初值就很难兼顾各种 工况, 从而有可能使得所估计初值远离真实 值 , 导致迭代效率降低甚至失败。 如何确定这些湿蒸汽区的初始焓值也正 是我们计算的重点。 在本算法中 , 我们根据当 前工况的已知点, 通过最小二乘法拟合出 1 条光滑的压力-焓 ( P -H ) 曲线, 然后外推, 即 由湿蒸汽区各未知点的压力 P 得出各未知 点的焓值 H 。 一般火电机组仅最末一级或两级抽汽处 于湿蒸汽区, 故本算法不对六抽进行判断( 若 需要可自行判断) 。若八抽为过热蒸汽, 本可 以直接计算汽轮机排汽焓, 但为了减少代码 长度, 降低程序复杂性 , 也进入到循环中。从
W i = D 0 × h0 + D r h × q rh -
∑D j × h j - D c × hc
式中 P ge n ——发电功率
m g
——机械效率 ——发电机效率
由上式 , 在已知 W i 及各级抽汽量 D j 的 情况下 , 就可求得排汽焓 h c , 此为流程图中的 hc 1。当 hc 1与曲线拟合得到的 h c2 ( 即上一次计 算得到的 h c1 ) 满足 hc 2 - h c1 < e 时即退出循 环。此 e 可以人为设定 , 一般取为 0. 001。
・ 70 ・
动 力 工 程
第 18 卷
ABSTRACT
Ren Hao-ren ( Hangzhou, Zhejiang University ) , Sheng De ren, Lu Xue -feng , Chen Jianhong , Xu Dong・Calcul ation of Turbine Exhaust Enthalpy i n Online System・Power Engineering, 1998, 18 ( 6) : 1～4 T his paper discusses that how t o calculat e t he ex haust ent halpy of a st eam t ur bine. Accor ding to the request of an online perf orm ance calculatio n, some t ools such as mat rix t heo ry and ot her alg orit hm s are being used to solv e t he problem, and t he result will be helpful t o calcul at e t he eff iciency o f t he st eam t ur bine. F ig s4 and r ef s 4. Liu Dong-yuan( Xi'an, Thermal Power Research Institute of MEP ) , Meng Qing -ji. Fatigue Resistance Reliability Design and Check for Steam Turbine Blades . Power Engineering, 1998, 18( 6) : 5～8 T he probabilit y dist ribut io ns o f mat erial m echanical pr opert ies and t he f at igue st reng th in f luence facto rs are analy zed in t his paper . By t he co ncept of f at ig ue dam age resitance st rengt h , t he probabilit y model o f st eam turbine blade f at igue damage accumulat ion and fatig ue rel iability analysis m et hod are set up . An ex ample of 680m m bl ade is g iv en . T ables 4 and ref s 6. Lin Ru-mou( Beijing, Institute of Engineering Thermophysics for Chinese Academy of Sciences ) , Cai Rui-xian, Xiao Yun-han. Study of New Concept of Designing and Optimization for Total Energy System. Power Engineering, 1998 , 18( 6) : 9 ～13 , 54 Based o n t he relev ant research w or ks of our inst it ut e , t he new idea of desig ning and o ptim ization fo r T ES ( to tal energ y syst em ) is pro posed in t his paper , w hich includes t he new co ncept T ES and g eneral perfo rmance in fully oper ating reg ions, the m et hod of opt im ization and analysis fo r thermo dynamics sy st em , t he new ev al uat ion crit erion , syst em opt im ization and synt hesis , syst em m odular modeling fo r t he t her modynam ics perf orm ance in f ull y operating regions, etc. Ti an Zi-ping ( Shanghai , Shanghai Jiaotong University) , Xu Qin-xian. Correct Measurement of Drum Water Level . Power Engineering, 1998 , 18( 6 ) : 14 ～16 Because o f t he inf luence of expanding level and shrinking lev el , it beco mes an import ant pr obl em e of boiler saf ety operat ion whet her t he level indicat or gives correct w at er lev el of t he dr um . Based on the t heor et ic analysis and calculat ion as w ell as com parison wit h t he t est data , t his paper discusses t he aut hent icit y of w at er level indicated by t he lev el indicat or . It is w ort hful for boiler desig n and o perat io n. F ig s 2, t ables 2 and refs 3. Zhang Xinyu ( Hangzhou, Zhej iang University ) , Xia Zhen-hai , Fan Jian-ren, Cen ke -fa. Study of Computer-Ai ded-Test ( CAT) for the Dense / Sparse Pulveri zed Coal Separator . Power Engineering , 1998, 18( 6 ) : 17 ～20 T he numerical simulat io n research of t he coll ision t ype densell/ sparse pul ver ized coal separ at or has described in t his paper based o n t he CAT method. It analy ses and reveals t he mechanism of so me aspects in separat ing pro cess by mult iphase flo w theory , and co mes t o t he conclusio n w it h application value. Figs 7, t able 1 and refs 5. Li Xiao-dong ( Hangzhou, Zhejiang Uni versity) , Huang Guo-quan, Li Ai-min Chi Yong,
主题词: 汽轮机 在线 排汽焓 确定
1 汽轮机排汽焓计算的特点
目前, 在大型火电机组在线性能计算中 , 低压缸的效率计算一直都很麻烦 , 其原因是 尚不具备在线测量湿蒸汽湿度的手段。当最 末几级抽汽处于湿蒸汽区时, 其压力和温度 不再是独立参数。因此, 在实时热平衡计算 中 , 其焓值不能由蒸汽图表查得 , 从而低压缸 效率的计算不能采用常规算法。为了避免这 一问题 , 德国西门子公司在 对某厂 300M W 机组在线性能计算中要用了近似算法, 只计 算到最后一个过热抽汽点为止。这样做不能 正确反映低压缸的运行状况, 且在工况变动 较大、 汽轮机低压缸湿蒸汽区扩大时 , 计算精 度就更难保证, 这对大型火电厂的自身管理 和考核都是相当不利的。 另外, 机组在线性能计算要求具有很高 的实时性 , 这就要求整个计算周期要小于数 据采集的周期 , 以避免出现计算的滞后。 而低 压缸排汽焓的在线计算一般需要多次迭代 , 这就需要在不延长数据采集周期的前提下 , 尽量减少迭代次数。
g
即由 0. 145MP a 为 0. 1305M Pa 时, 排汽焓的 波动为 0. 001709921% , 即由2370. 108154kJ / kg 变为 2370. 067627kJ/ kg, 说明程 序计 算 结果可靠。 由于本算法含有迭代过程 , 而迭代效率 取决于迭代次数的多少。 为了监测迭代次数, 我们在程序循环中设置参数 tim e。经考核, t ime ≤3。
图 2 表面式加热器
q i = h i - tsi
i i
= ti - ti + 1 = tsi - 1 - tsi
如图 3 所示的混式加热器或汇集式加热 器 , 则相应计算公式为 : q i = h i - ti + 1
i i
= t i - ti + 1 = t si - 1 - ti + 1
图 1 程序算法流程图
4 结论
本文采用热平衡法计算汽轮机排汽焓, 在迭代初值问题上采用曲线拟合的方法动态 确定, 而计算汽轮机各级抽汽量时利用矩阵 理论, 这些为准确、 快速地在线计算汽轮机低 压缸排汽焓提供了良好的手段。该方法已在 某电厂投运 , 效果良好 , 能够较好地满足电厂 的实际需要。 参
力 , 1996, 29( 1) [ 2] 刘吉臻 , 李子连 . 火电厂 6 种分散控制系统技术性能介 绍 ( 之 二 ) —— TE LEPERM M E 系 统 . 中国 电力 , 1995 ( 1) [ 3] 郑体宽主编 . 热力发电厂 . 重庆大学 , 1995, 8 [ 4 ] SIM EE N S J IA XIN G 2 × 300M W PO W ERPLA N T PERFO R M A N CE CA LCU LA T IO N S . S IEM EN SK WU L E 31 HER TW ECK 93, 11, 10 第一作者简介 任浩仁 , 男, 生于 1942 年 , 浙江大学能 源工程系教授。主要从事火力发电厂性能监测、 故障诊断 , 以及计算机在电厂中应用的研究。
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b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8
式中 q i —— 第 i 级加热器的抽汽放热量
i i
——第 i 级加热器的给水焓升 ——第 i 级加热器的疏水放热量
第 i+ 1 级加热器给 t i、 t i+ 1 ——第 i 级、 水的出口焓 t si 、 tsi - 1 —— 第 i 级、 第 i - 1 级加热器 的疏水焓 对 1 号、 2 号、 3 号高压加热器及除氧器 来说, 其给水流量为一定值 mtw 1, 对于 5 号、 6 号、 7 号、 8 号低压加热器来说 , 其流量为一 定值 m tw 2( 图 4) , 这 2 个流量在电厂是分别 有测点的, 可以直接调用。 设各级抽汽量分别 为 D 1～ D 8( 指直接加热各加热器的蒸汽流 量 , 另外考虑到四抽还有蒸汽去小汽轮机等 , 该级抽汽量还需另作修正) , 则各级加热器的 热平衡方程式若以矩阵形式表达为: b=
简写为 : A × D = b ; 其中, mtw 1 × mtw 1 × mtw 1 × mtw 1 ×
4 1 2 3
- Hg
5 6 7 8
mtw 2 × mtw 2 × mtw 2 × mtw 2 ×
b 4 中的 H g 为考虑到除氧器的轴封加热 汽影响而引入的。 另外 , 考虑到四抽除进入除 氧器外, 还去给水泵小汽轮机, 故 D 4 将要加 上去小汽轮机的汽量。 火电厂 热力系统实际 循环热效率 的计 算 , 采用的方法很多, 如循环函数法。这种方 法对概念的要求较高 , 特别是在有混合式的 加热单元中 , 抽汽热量的概念比较抽象, 而且 凝汽系数的推导过程及结果繁琐 , 简化及概 括性不够理想。 在这里 , 我们采用矩阵方法计 算各级抽汽量, 易于编程, 很好地解决了上述
第 6 期
动 力 工 程
・3 ・
q1
2 3 4
0 q2
3 4
0 0 q3
4
0 0 0 q4 0 0 0 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 =
0 0 0 0 q5
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0 0 0 0 0 q6
7 8
0 0 0 0 0 0 q7
8
0 0 0 0 0 0 0 q8 ×
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图 1 中不难看出 , 其结果是一致的。 这里值得注意的是, 当第一次计算排汽 焓精度不够 时, 需进行第 二、 第三次曲 线拟 合。 这就要求每次除用到已知点外, 还得将上 一次通过热平衡计算得到的排汽焓值作为一 个已知点参与到曲线拟合中, 这样才能更新 估计值 , 以达到逐步逼近的效果。 采用曲线拟合的最大优点是能跟踪当前 工况, 由当前工况各点参数拟合曲线 , 动态地 求出最接近实际值的各未知点的初值进行迭 代计算 , 增加了程序的可靠性, 大大提高了计 算效率。 2. 2 各级抽汽量的计算 对回热系统进行热平衡计算时, 需要计 算汽轮机各级抽汽流量。抽汽流量的计算是 一个十分繁琐的工作。 在实时计算系统中 , 我 们应用矩阵理论, 利用已知实测参数对各级 抽汽流量进行了计算。 首先对 不同的加热器 定义抽汽放 热量 给水焓升 i 以及疏水放热量 i。 如图 2 所 qi 、 示的表面式加热器:
图 4 热力系统简图
问题。
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2. 3 热功平衡计算排汽焓 在求得机组各级抽汽量以后 , 可以对整 个回热系统作热平衡计算, 从而求出汽轮机 的排汽焓 , 再将此排汽焓与曲线拟合的排汽 焓相比较, 以达到逐步逼近的效果。 至于排汽 干度, 在已知排汽焓和排汽量的情况下也就 迎刃而解了。 对于有再热的回热式汽轮机 , 如图 4 点 划线框内所示 , 热平衡方程应为 : Wi = P ge n m ×
1997 10 29 收到来稿
2 排汽焓在线计算的原理
计算汽轮机末级排汽焓, ASM E P T C6A1982 中推荐 2 种方法。 一种是根据汽轮机总 的输入、 输出热量的平衡, 通过计算汽轮机功 率确定排汽焓, 即利用热平衡方程, 物质平衡 方程和汽轮机 的功率方程这 3 个基本 方程 式 , 对回热机组的热力系统进行计算。 该方法 需首先假定 1 个排汽焓为初值 , 然后得出相 应湿抽汽点焓值进行迭代计算。 ASM E PT C6A-1982 推 荐的 另 一种 方 法是根据已知的再热段入口蒸汽状态点和抽 汽状态点作出做功膨胀线, 然后将此曲线平 滑外推到湿蒸汽区, 得出处于湿蒸汽区的抽 汽及排汽焓。 这种方法很简单, 程序实现也没 什么困难, 但由于曲线拟合点数目较少, 精度 较差。德国 DIN 1943, 1975. 2 推荐采用后一 种方法, 而国家标准 GB 8117-87 采用前一种 方法。 我们在总结计算经验后 , 对以上 2 种方 法取长补短 , 即借助常规计算法的基本原理, 在加热单元的基础上 , 以反应热平衡方程式 的拓扑矩阵为基本工具 , 并与膨胀线外推法 相结合, 成功地完成了 300M W 火电机组低
考
文
献
[ 1] 陈海平等. 实际循 环热效率矩阵分析法的研究 . 中国电
3 程序计算可靠性与快速性验 证
电厂中很难保证所有测点的测量数据都 准确无误。为了考核该算法是否对测量误差 有积累作用或有多少积累, 笔者做了许多测 试 , 如 : 假设在其它测点都准确的情况下, 某 测点如六抽压力测点 P 6 值突然波动 10% ,
第 18 卷 第 6 期 1998 年 12 月
动 力 工 程 POW ER ENGIN EERING
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V ol . 18 N o. 6 Dec. 1998 ・ 1・
・汽轮机技术・
汽轮机在线性能计算中排汽焓的确定
任浩仁 盛德仁 卢学锋 陈坚红 徐 东
( 杭州 浙江大学) 摘 要
根 据机组在线 性能计算的 要求 , 针对汽轮机 低压缸运 行的特点 , 运用最 小二乘法和 矩阵原理 对汽轮 机排汽焓的 确定进行了 探讨 , 实现了电厂 监测系统 中汽轮机排 汽焓的在 线计算 , 为汽轮机 内效率的计算提供了依据。图 4 参 4
・ 2・
动 力 工 程
第 18 卷
压缸效率的在线计算。 由本算法流程图 1 可知 , 整个计算关键 在于如下 3 步 : 2. 1 通过曲线拟合, 动态确定初值 为了进行系统热平衡计算 , 需事先知道 各抽汽点( 包括处在湿蒸汽区的抽汽点) 的焓 值 , 这就需要用试探的方法进行迭代。 若用常 规经验值作为初值进行迭代计算 , 对于工况 变动较大的机组, 这个初值就很难兼顾各种 工况, 从而有可能使得所估计初值远离真实 值 , 导致迭代效率降低甚至失败。 如何确定这些湿蒸汽区的初始焓值也正 是我们计算的重点。 在本算法中 , 我们根据当 前工况的已知点, 通过最小二乘法拟合出 1 条光滑的压力-焓 ( P -H ) 曲线, 然后外推, 即 由湿蒸汽区各未知点的压力 P 得出各未知 点的焓值 H 。 一般火电机组仅最末一级或两级抽汽处 于湿蒸汽区, 故本算法不对六抽进行判断( 若 需要可自行判断) 。若八抽为过热蒸汽, 本可 以直接计算汽轮机排汽焓, 但为了减少代码 长度, 降低程序复杂性 , 也进入到循环中。从
W i = D 0 × h0 + D r h × q rh -
∑D j × h j - D c × hc
式中 P ge n ——发电功率
m g
——机械效率 ——发电机效率
由上式 , 在已知 W i 及各级抽汽量 D j 的 情况下 , 就可求得排汽焓 h c , 此为流程图中的 hc 1。当 hc 1与曲线拟合得到的 h c2 ( 即上一次计 算得到的 h c1 ) 满足 hc 2 - h c1 < e 时即退出循 环。此 e 可以人为设定 , 一般取为 0. 001。
・ 70 ・
动 力 工 程
第 18 卷
ABSTRACT
Ren Hao-ren ( Hangzhou, Zhejiang University ) , Sheng De ren, Lu Xue -feng , Chen Jianhong , Xu Dong・Calcul ation of Turbine Exhaust Enthalpy i n Online System・Power Engineering, 1998, 18 ( 6) : 1～4 T his paper discusses that how t o calculat e t he ex haust ent halpy of a st eam t ur bine. Accor ding to the request of an online perf orm ance calculatio n, some t ools such as mat rix t heo ry and ot her alg orit hm s are being used to solv e t he problem, and t he result will be helpful t o calcul at e t he eff iciency o f t he st eam t ur bine. F ig s4 and r ef s 4. Liu Dong-yuan( Xi'an, Thermal Power Research Institute of MEP ) , Meng Qing -ji. Fatigue Resistance Reliability Design and Check for Steam Turbine Blades . Power Engineering, 1998, 18( 6) : 5～8 T he probabilit y dist ribut io ns o f mat erial m echanical pr opert ies and t he f at igue st reng th in f luence facto rs are analy zed in t his paper . By t he co ncept of f at ig ue dam age resitance st rengt h , t he probabilit y model o f st eam turbine blade f at igue damage accumulat ion and fatig ue rel iability analysis m et hod are set up . An ex ample of 680m m bl ade is g iv en . T ables 4 and ref s 6. Lin Ru-mou( Beijing, Institute of Engineering Thermophysics for Chinese Academy of Sciences ) , Cai Rui-xian, Xiao Yun-han. Study of New Concept of Designing and Optimization for Total Energy System. Power Engineering, 1998 , 18( 6) : 9 ～13 , 54 Based o n t he relev ant research w or ks of our inst it ut e , t he new idea of desig ning and o ptim ization fo r T ES ( to tal energ y syst em ) is pro posed in t his paper , w hich includes t he new co ncept T ES and g eneral perfo rmance in fully oper ating reg ions, the m et hod of opt im ization and analysis fo r thermo dynamics sy st em , t he new ev al uat ion crit erion , syst em opt im ization and synt hesis , syst em m odular modeling fo r t he t her modynam ics perf orm ance in f ull y operating regions, etc. Ti an Zi-ping ( Shanghai , Shanghai Jiaotong University) , Xu Qin-xian. Correct Measurement of Drum Water Level . Power Engineering, 1998 , 18( 6 ) : 14 ～16 Because o f t he inf luence of expanding level and shrinking lev el , it beco mes an import ant pr obl em e of boiler saf ety operat ion whet her t he level indicat or gives correct w at er lev el of t he dr um . Based on the t heor et ic analysis and calculat ion as w ell as com parison wit h t he t est data , t his paper discusses t he aut hent icit y of w at er level indicated by t he lev el indicat or . It is w ort hful for boiler desig n and o perat io n. F ig s 2, t ables 2 and refs 3. Zhang Xinyu ( Hangzhou, Zhej iang University ) , Xia Zhen-hai , Fan Jian-ren, Cen ke -fa. Study of Computer-Ai ded-Test ( CAT) for the Dense / Sparse Pulveri zed Coal Separator . Power Engineering , 1998, 18( 6 ) : 17 ～20 T he numerical simulat io n research of t he coll ision t ype densell/ sparse pul ver ized coal separ at or has described in t his paper based o n t he CAT method. It analy ses and reveals t he mechanism of so me aspects in separat ing pro cess by mult iphase flo w theory , and co mes t o t he conclusio n w it h application value. Figs 7, t able 1 and refs 5. Li Xiao-dong ( Hangzhou, Zhejiang Uni versity) , Huang Guo-quan, Li Ai-min Chi Yong,
主题词: 汽轮机 在线 排汽焓 确定
1 汽轮机排汽焓计算的特点
目前, 在大型火电机组在线性能计算中 , 低压缸的效率计算一直都很麻烦 , 其原因是 尚不具备在线测量湿蒸汽湿度的手段。当最 末几级抽汽处于湿蒸汽区时, 其压力和温度 不再是独立参数。因此, 在实时热平衡计算 中 , 其焓值不能由蒸汽图表查得 , 从而低压缸 效率的计算不能采用常规算法。为了避免这 一问题 , 德国西门子公司在 对某厂 300M W 机组在线性能计算中要用了近似算法, 只计 算到最后一个过热抽汽点为止。这样做不能 正确反映低压缸的运行状况, 且在工况变动 较大、 汽轮机低压缸湿蒸汽区扩大时 , 计算精 度就更难保证, 这对大型火电厂的自身管理 和考核都是相当不利的。 另外, 机组在线性能计算要求具有很高 的实时性 , 这就要求整个计算周期要小于数 据采集的周期 , 以避免出现计算的滞后。 而低 压缸排汽焓的在线计算一般需要多次迭代 , 这就需要在不延长数据采集周期的前提下 , 尽量减少迭代次数。
g
即由 0. 145MP a 为 0. 1305M Pa 时, 排汽焓的 波动为 0. 001709921% , 即由2370. 108154kJ / kg 变为 2370. 067627kJ/ kg, 说明程 序计 算 结果可靠。 由于本算法含有迭代过程 , 而迭代效率 取决于迭代次数的多少。 为了监测迭代次数, 我们在程序循环中设置参数 tim e。经考核, t ime ≤3。
图 2 表面式加热器
q i = h i - tsi
i i
= ti - ti + 1 = tsi - 1 - tsi
如图 3 所示的混式加热器或汇集式加热 器 , 则相应计算公式为 : q i = h i - ti + 1
i i
= t i - ti + 1 = t si - 1 - ti + 1
图 1 程序算法流程图
4 结论
本文采用热平衡法计算汽轮机排汽焓, 在迭代初值问题上采用曲线拟合的方法动态 确定, 而计算汽轮机各级抽汽量时利用矩阵 理论, 这些为准确、 快速地在线计算汽轮机低 压缸排汽焓提供了良好的手段。该方法已在 某电厂投运 , 效果良好 , 能够较好地满足电厂 的实际需要。 参
力 , 1996, 29( 1) [ 2] 刘吉臻 , 李子连 . 火电厂 6 种分散控制系统技术性能介 绍 ( 之 二 ) —— TE LEPERM M E 系 统 . 中国 电力 , 1995 ( 1) [ 3] 郑体宽主编 . 热力发电厂 . 重庆大学 , 1995, 8 [ 4 ] SIM EE N S J IA XIN G 2 × 300M W PO W ERPLA N T PERFO R M A N CE CA LCU LA T IO N S . S IEM EN SK WU L E 31 HER TW ECK 93, 11, 10 第一作者简介 任浩仁 , 男, 生于 1942 年 , 浙江大学能 源工程系教授。主要从事火力发电厂性能监测、 故障诊断 , 以及计算机在电厂中应用的研究。