專利名稱：基于能量平衡的火電機(jī)組低加系統(tǒng)疏水泵流量測算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種基于能量平衡的火電機(jī)組低加系統(tǒng)中疏水泵流量測算方法，屬
于軟測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著火電機(jī)組容量的擴(kuò)大，回?zé)嵯到y(tǒng)對機(jī)組的影響越來越受到關(guān)注?；?zé)峒訜崞?中，為改善表面式加熱器的回?zé)嵝Ч?，低壓加熱器通常會帶有疏水泵。疏水泵流量的測量對 于疏水泵的性能監(jiān)測、疏水泵的優(yōu)化運(yùn)行、加熱器組的運(yùn)行狀態(tài)分析乃至回?zé)嵯到y(tǒng)熱的平 衡計算都具有重要影響。因此有必要對疏水泵流量進(jìn)行在線監(jiān)測。目前還未見疏水泵流量 的測算以及疏水泵性能監(jiān)測方法的報道。 目前，在火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS (Supervisory Information System)或者 系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)DCS (Distribution Control System)中， 一般沒有疏水泵流量測點(diǎn)。電 廠中，流量測量的儀表包括差壓式流量計、速度式流量計、積式流量計、恒壓式流量計、動 壓式流量計、電磁流量計、耙式流量計。在熱力系統(tǒng)中增設(shè)疏水泵測點(diǎn)，需根據(jù)對它的性能 要求，流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費(fèi)用因素等來選擇合適的流量計。增設(shè)此測點(diǎn)后，對 流量將存在一定的影響，并需花費(fèi)人力物力對其進(jìn)行維護(hù)。因此，從硬件方面直接解決疏水 泵流量的問題耗時耗力，存在諸多不便。 另外一種監(jiān)測方式為通過熱平衡計算中的迭代計算得出疏水泵流量。 一般的熱力 系統(tǒng)計算中，當(dāng)存在帶有疏水泵的加熱器時先假設(shè)疏水泵中疏水和加熱器出口水混合后 的焓值，對相鄰的兩個加熱器進(jìn)行抽汽流量份額計算；得到相應(yīng)的抽汽流量份額之后，根據(jù) 抽汽流量份額和加熱器出口水流量份額，對混合點(diǎn)重新計算，得到一個新的混合焓值；將新 的焓值和原先假設(shè)的焓值比較，若誤差較大，則用新焓值重新進(jìn)行抽汽流量份額的計算，直 至滿足一定精度要求；迭代計算完畢后，可根據(jù)所計算的抽汽流量份額來計算疏水泵中流 量。由此可見，采用此種計算方法，不但需要人為預(yù)設(shè)誤差閾值，并且需要花費(fèi)一定的計算 時間來得到結(jié)果，因此也存在一定的弊端。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種能夠節(jié)約硬件和內(nèi)存資源的基于能量平衡火電機(jī)
組回?zé)嵯到y(tǒng)中疏水泵流量測算方法，該方法能夠通過軟測量方法實(shí)現(xiàn)對疏水泵流量的在線
監(jiān)測，具有成本低、精度高的優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) —種基于能量平衡火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中疏水泵流量測算方法，由串聯(lián)的第1 n 級低加組成，n = 2 4，其中，利用疏水泵將第1級加熱器的疏水與第1級加熱器出口的給 水混合，其他各級加熱器的疏水逐級自流，算法步驟如下 步驟1 :從火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中，獲取第 1級低加入口水溫度twin和壓力pwin，計算得到入口水焓值hwin ;獲取各加熱器的抽汽溫度
3tj，抽汽壓力Pj(j = 1 n)，計算得到各級加熱器的抽汽焓值hj;獲取各低加的出口水溫 度twj，壓力pwj，計算得到加熱器出口水焓值h' wl和hwi (i = 2 n);獲取各加熱器疏水溫 度tdl.，結(jié)合抽汽壓力，計算得到各級加熱器疏水焓值hdl.，流出第j級低加的疏水流量份額用
ddj表示； 步驟2 :設(shè)第1級低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份額為l，第1 級低加入口水流量份額為cU，第1級疏水流量份額為dp，根據(jù)流量平衡關(guān)系，dp = cU，加熱 器出口水焓值為h' w，疏水泵出口焓值為h^，混合點(diǎn)后的焓值為hwl ;(仏
7,)
其中，t ! = h，wl-hwin [，Y 2 — hd3_hd2 ， 其中，當(dāng)n = 2時，dd:
當(dāng)n二3時，cU二d3
h「hdl，， Yi = hd2_hd
=0 ;
w2
當(dāng)n = 4時，dd3 = d3+d4 ;"4 =
V3
、,
"3
步驟4 :根據(jù)步驟3所得到的疏水流量份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水流量Dn檢
計算出疏水泵流量Dp， Dp = 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1、隨著我國發(fā)電機(jī)組容:
:的擴(kuò)大，作為輔助設(shè)備的疏水泵的性能監(jiān)測也成為保證 機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性的因素之一。目前，未見疏水泵流量的測算以及疏水泵性能監(jiān)測方法 的報道。疏水泵流量即為能夠體現(xiàn)疏水泵性能的重要參數(shù)，本發(fā)明提出的基于能量平衡的 火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)疏水泵流量測算方法解決了疏水泵性能監(jiān)測的問題，能夠有效的對疏水 泵性能進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。 2、傳統(tǒng)流量測量中，為保證一定的測量精度、穩(wěn)定性和可靠性，測量元件需要具備 一定的前后主管段長度。軟測量的基本思想是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對難以測量或者暫時不能測 量的重要變量，選擇另外一些容易測量的變量，通過構(gòu)成某種數(shù)學(xué)關(guān)系來推斷或者估計，以 軟件來替代硬件的功能。因此軟測量不受傳統(tǒng)流量測量限制影響，不僅節(jié)約了成本，且增加 了應(yīng)用范圍。利用既有的測點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行計算，充分利用了現(xiàn)有資源；軟測量得到的計算結(jié)果 避免了新增測量元件帶來的誤差，保證了測量精度。本發(fā)明所提出的疏水泵出口水流量測 量屬于軟測量模型，其中所需參數(shù)一般均在SIS系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)中有相應(yīng)測點(diǎn)。因此，無需 在系統(tǒng)中特別另加測點(diǎn)測量，省去了測量元件的費(fèi)用和維護(hù)花費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了低成本的目的。
4
3、利用傳統(tǒng)的熱平衡方法求解出疏水泵出口水流量，需要進(jìn)行迭代計算，耗費(fèi)時 間、且需要制定計算誤差以保證計算精度。本發(fā)明采用能量平衡方程和流量平衡推導(dǎo)出流 量測算模型，此流量模型為顯式算法模型，無需迭代計算；和傳統(tǒng)算法相比，節(jié)約了計算時 間和內(nèi)存資源。
圖1為兩個低加和一個疏水泵組合的示意圖。
圖2為三個低加和一個疏水泵組合的示意圖。
圖3為四個低加和一個疏水泵組合的示意圖。
圖4為本發(fā)明的計算流程圖。
具體實(shí)施例方式
—種基于能量平衡火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中疏水泵流量測算方法，由串聯(lián)的第1 n 級低加組成，n = 2 4，其中，利用疏水泵將第1級加熱器的疏水與第1級加熱器出口的給 水混合，其他各級加熱器的疏水逐級自流，算法步驟如下 步驟1 :從火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中，獲取第 1級低加入口水溫度t^和壓力p^根據(jù)經(jīng)典的1997年國際水和水蒸汽性質(zhì)協(xié)會提出的 工業(yè)用水和水蒸汽熱力性質(zhì)模型IAPWS-IF97 (Association for theProperties of Water and Steam)，計算得到入口水焓值hwin ;獲取各加熱器的抽汽溫度t」，抽汽壓力Pj (j = 1 n)，根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97，計算得到各級加熱器的抽汽焓值hj ;獲取各低加的出口水溫度 twj，壓力pwj，根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97，計算得到加熱器出口水焓值h' wl和hwi (i = 2 n); 獲取各加熱器疏水溫度tdj，結(jié)合抽汽壓力，根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97，計算得到各級加熱器 疏水焓值hdj，流出第j級低加的疏水流量份額用dd,.表示； 步驟2 :設(shè)第1級低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份額為l，第1 份額為cL，第1級疏水流量份額為《，根據(jù)流量平衡關(guān)系，《=cU，加熱
'右"
級低加入口水流 .
器出口水焓值為h' w，疏水泵出口焓值為h^，混合點(diǎn)后的焓值為hwl ; 步驟3 :建立流量平衡方程 din+dp =1 (1) 建立混合點(diǎn)熱平衡計算方程 din*h， wl+dp*hdl = l*hwl (2) 建立加熱器傳熱平衡方程 din* (h， w「hwin) = 4* (h「hdl) +dd2* (hd2_hdl) (3) 由于dp = cU+d"結(jié)合(1)，代入(3)得到: din*(h，w「hwin) = (l-din-dd2)*(d「hdl)+dd2*(hd2-hdl) (4) 進(jìn)一步整理得到 din* (h， w「hwin) = (l-din) * (h「hdl) _dd2* (h「hd2) (5)
由于dd
dd3+d2， d2 = [hw2-hw「dd3*(hd3-hd2)]/(h2-hd2)^A (5)得到:
A,, ) = (l-《)*(/^l- )-
</3+
5
(《一;/,)
"'"(屮)+《 2*(仏1)
當(dāng)n = 3時，第3級低加疏水進(jìn)入第2級低加放熱，結(jié)構(gòu)圖見附圖2。 4
O，公式
(0)
(11)
w3
w2
4—=
'd化的公式變?yōu)?br>
仏—[r2 2 + (i - ^ /《2) * 一 ")
(12)
(r,+《)+《 /(仏一^)
進(jìn)一步得到疏水泵的流量份額dp為
當(dāng)n = 4時，第3級和第4級低加疏水進(jìn)入第2級低加放熱，結(jié)構(gòu)圖見附圖3<
(13)
dd3 = d3+dj，《=
一 &
& 一/
〃w1 〃w， V,/
一 'V;
^4
^，din的公式變?yōu)?br>
^ _仏—[r2 2+(卜乙
(14)
(15)
進(jìn)一步得到疏水泵的流量份額dp為
r,+[《 2+r2 2+(l-;K2 2)*(y3-")
步驟4 :根據(jù)步驟3所得到的疏水流量份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水流量Dn ,
計算出疏水泵流量Dp:
Dp = dp*Dn (16)
下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出更為詳細(xì)的說明
針對在火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)低壓加熱器組中設(shè)置疏水泵的三種典型加熱器組形式兩個表面式加熱器帶一個疏水泵(簡記為FF(P))、三個表面式加熱器帶一個疏水泵(簡記 為F2F(P))、四個表面式加熱器帶一個疏水泵(簡記為F3F(P))。其中，F(xiàn)(P)表示帶疏水泵 的表面式加熱器，F(xiàn)表示普通表面式加熱器?；跓崞胶庠恚⒘藷o需迭代計算的疏水
右，
泵出水流 回?zé)嵯到y(tǒng)中，存在不同的低壓加熱器和疏水泵組合的可能。設(shè)帶有疏水泵的低加 為第1級低加，對于不同的低壓加熱器疏水泵組合分別討論如下
I FF(P) 當(dāng)一個F和一個F(P)組合時，設(shè)F(P)為第l級加熱器，F(xiàn)為第2級加熱器。第l 級疏水流入第2級加熱器放熱。此時，n等于2，結(jié)構(gòu)圖如附圖1所示。
從經(jīng)典的SIS或DCS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，獲取第1級低加入口水溫度t^和壓力pwin， 根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到入口水焓值hwin ;獲取各加熱 器的抽汽溫度t"^ ;抽汽壓力pp^ ;根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計
算得到各加熱器的抽汽焓值h"^ ;獲取各低加的出口水溫度U，U ;出口水壓力p^，p^ ;根
據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到各加熱器出口水焓值h、，、；獲 取加熱器疏水溫度tdl， td2 ;結(jié)合Pl， p^根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式， 計算得到各級加熱器疏水焓值hdl， hd2。
建立流量平衡方程 din+dp = 1 建立混合點(diǎn)熱平衡計算方程 din*h， wl+dp*hdl = l*hwl 建立加熱器傳熱平衡方程 din* (h' w「hwin) (h「hdl) +dd2* (hd2_hdl) 由于dp = ，結(jié)合(1)，代入(3)得到 din* (h， w「hwin) = (l-din-dd2) * (h「hdl) +dd2* (h, 進(jìn)一步整理得到 din* (h， w「hwin) = (l-din) * (h「hdl) _dd2* (h「hd2) 由于drt2 = drt3+d2 ， d2 = [hw2_hwl _drt3* (hd3_hd2) ] / (h:/^)=(卜之)*(/^—'
(1)
(2)
(3)
hdl)
(4)
(5)
-h必)，代入(5)得到
u,》
^一^
M-&) (6)
=h 9—
變換(2)得:
hwl = hdl+din*(h， wl_hdl) 將(7)代入(6)得到:
《
^一^
,廣、
(7)
*d/7rf2)(8)
由(8)可以得到CU的計算公式如下
A —[5 2 +(l_y2 2)*《3](《一;k,)
(r+A) +《/d^)
其中，= h「h『t ! = h' wl_hwin， e
g2
(9)
7
當(dāng)n = 2時，沒有疏水進(jìn)入第2級低加放熱，結(jié)構(gòu)圖見附圖1, (9)中(1-Y2/g2)*dd3 = 0， din的公式變?yōu)? 仏一r2/《2*(^ —^)
于是C^二0，公式
《=.
(^+仏)+物2*(《,
進(jìn)一步得到疏水泵的效
d = 1 —《.—=
右，
力)
〖份額dp為: 八+[物2+^/《2](仏-")
(10)
(11) 根據(jù)所得到的疏水泵流j
(16)即可計算出疏水泵出口水沒
'右"
右-
t份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水流 tDP:
(16)
t檢測值Dn，利用式 Dp = dp*Dn
II F2F(P) 當(dāng)兩個F和一個F(P)組合時，按照抽汽壓力從低到高，F(xiàn)(P)為第1級加熱器，兩 個F分別為第2、3級加熱器，第2、3級抽汽作為疏水流入第1級低加放熱。此時，n等于3， 結(jié)構(gòu)圖如附圖2所示。 從經(jīng)典的SIS或DCS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，獲取第l級低加入口水溫度t^和壓力p^，根 據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到入口水焓值hwin ;獲取各加熱器 的抽汽溫度t2， t3 ;抽汽壓力Pl， p2， p3 ;根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公
式，計算得到各加熱器的抽汽焓值^，112，113 ;獲取各低加的出口水溫度twl，tw2，tw3 ;出口水壓
力Pwl， Pw2， Pw3 ;根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到各加熱器出口 水焓值h' wl ， hw2， hw3 ;獲取加熱器疏水溫度tdl， td2， td3 ;結(jié)合Pl， p2， p3，根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-ID97 標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到各級加熱器疏水焓值hdl， hd2， hd。 0103] 建立流量平衡方程 din+dp = 1
建立混合點(diǎn)熱平衡計算方程 din*h， wl+dp*hdl = l*hwl
建立加熱器傳熱平衡方程
din*(h， wl_hwin) = d浐(h「hdl)+dd2* (hd2-hdl) 由于dp = dd2+dp結(jié)合(l)，代入(3)得到 din*(h， w「hwin) = (l-din-dd2)*(h「hdl)+dd2*(hd2-hdl)
進(jìn)一步整理得到
din*(h， w「hwin) = (l-din)氺(h「hd》-dd^(h「hd2)
dd3+d2， d2 = [hw2-hwl-dd3*(hd3-hd2)]/(h2-hd2)，KA (5)得到
0104] 0105] 0106] 0107] 0108] 0109] 0110]
(1)
(2)
(3)
(4)
0112] 0113]
(5)
0114]
0115] 0116] 0117]
由于dd
'"2
(6)
變換(2)得:
hwl = hdl+din*(h， wl_hdl) 將(7)代入(6)得到:
(7) &
+1*
8
由(8)可以得到din的計算公式如下《_《- 2 +(W2 2)*《3](《-X) (f, +仏)+物2*(仏-")
g2
(9) 其中，qi = h「h『t ， —hdl_h wl， y2 — hd3_hd2 ; 當(dāng)n = 3時，第3級低加疏水進(jìn)入第2級低加放熱，結(jié)構(gòu)圖見附圖2。由流〗
t平衡
關(guān)系，dd3二d3，",
_ 3
din的公式變?yōu)?
^-^
《—[5 2 + (1 — y2 2) *《)](& _ ^ ) (j,+《)+《/^(仏一r,)
(12)
進(jìn)一步得到疏水泵的流量份額dD為
5 + [《 2 + r2 2 + (1 _72 2)*《)](仏-
(13) 根據(jù)所得到的疏水泵流j
(16)即可計算出疏水泵出口水沒
'右"
右-
t份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水流 tDP:
(16)
t檢測值Dn，利用式 Dp = dp*Dn
III F3F(P) 熱力系統(tǒng)中，一般最多只有4個低加。當(dāng)三個F和一個F(P)組合時，按照抽汽壓 力從低到高，F(xiàn)(P)為第1級低加，三個F分別為第1、2、3級低加。第2、3、4級抽汽作為疏 水流入第1級低加放熱。n等于4，結(jié)構(gòu)圖如附圖3所示。 從經(jīng)典的SIS或DCS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，獲取第1級低加入口水溫度t^和壓力pwin， 根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到入口水焓值hwin ;獲取各加熱 器的抽汽溫度tn t2， t3， t4 ;抽汽壓力Pl， p2， p3， p4 ;根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參
數(shù)計算公式，計算得到各加熱器的抽汽焓值hn h2， h3， h4 ;獲取各低加的出口水溫度twl， tw2， tw3， tw4 ;出口水壓力pwl， pw2， pw3， pw4 ;根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計
算得到各加熱器出口水焓值h' wl，hw2，hw3，hw4 ;獲取加熱器疏水溫度tdl， td2， td3， td4 ;結(jié)合Pl，
P2，P3，P4，根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到各級加熱器疏水焓值 hdi， hd2， hd3， hd4。
建立流量平衡方程
din+dp = 1
建立混合點(diǎn)熱平衡計算方程
din*hwl+dp*hdl = l*hwl
建立加熱器傳熱平衡方程
din*(h， wl_hwin) = d浐(h「hdl)+dd2* (hd2-hdl) 由于dp = dd2+dp結(jié)合(l)，代入(3)得到 din*(h， w「hwin) = (l-din-dd2)*(h「hdl)+dd2*(hd2-
進(jìn)一步整理得到
din*(h， wl_hwin) = (l-din)氺(h「hd》-dd^(h「hd2)
(1)
(2)
(3)
hrtl)
(4)
(5)
由于dd2 = dd3+d2， d2 = [hw2-hwl-dd3*(hd3-hd2)]/(h2-hd2)，代入(5)得到
9
射
=hw2_hdi， Y2當(dāng)ndd3 =《=
0153,
0154:
0155: 16) :0156 :0157
口水#
:0158 :0159
0160: 0161:
0162: 0163: 0164: 0165: :0166 :0167 :0168 :0169 ■0170
變換(2)得:
hwl = hdl+din*(h， wl_hdl)
將(7)代入(6)得到:
乂,廣
*d(6)
(7)
&一~
*d&2)(8)
由(8)可以得到din的計算公式如下
0",+&)+《 2*(仏—,,)
h,',-h，
g2
(9)
h2一hd2，g、 = h「hd
，l = 4
,W3 一
人2—《4
(n)
，山 的公式變?yōu)?br>
(r,+^) +《 2
進(jìn)一步得到疏水泵的流量份額dD為
力)
文
(14)
力)
流j
(15)
檢測值Dn，利用式
1 —《_^+,2+^ 2+(1_72/^)*"+夂胸
"'" (r, 2*(仏1,)
根據(jù)所得到的疏水泵流量份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水^ 即可計算出疏水泵出口水流量DP :
Dp = dp*Dn (16)
參照圖4，以IOOO麗機(jī)組為例，實(shí)現(xiàn)基于能量平衡火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中疏水泵出 測算。該IOOO麗機(jī)組具有4級低加(#1 #4低加)。 疏水泵出口水流量測算的詳細(xì)步驟如下
①從SIS實(shí)時數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)實(shí)時數(shù)據(jù)，某時刻的運(yùn)行工況下數(shù)據(jù)如下 #1加熱器抽汽參數(shù)(壓力和溫度)分別為0. 0235Mpa，63. 6°C ; #2加熱器抽汽參數(shù)(壓力和溫度)分別為0. 0622Mpa，86. 85°C ; #3加熱器抽汽參數(shù)(壓力和溫度)分別為0. 2361Mpa， 167°C ; #4低壓加熱器抽汽參數(shù)(壓力和溫度)分別為:0. 578MPa，202. 3°C ; #1加熱器入口參數(shù)(壓力和溫度)分別為1. 557Mpa，35. 7°C ; #1加熱器出口參數(shù)(壓力和溫度)分別為1. 385Mpa，60. 7°C ; #2加熱器出口參數(shù)(壓力和溫度)分別為1.341Mpa，84。C ; #3加熱器出口參數(shù)(壓力和溫度)分別為1. 295Mpa， 122. 7°C ; #4加熱器出口參數(shù)(壓力和溫度)分別為1. 25Mpa， 154. 6°C ; #1加熱器疏水溫度為63. 5°C ; #2加熱器疏水溫度為88. 8°C ;
10
#3加熱器疏水溫度為125. 5°C ;
#4加熱器疏水溫度為128. 7°C ; 根據(jù)經(jīng)典的IAPWS-IF97標(biāo)準(zhǔn)水蒸氣參數(shù)計算公式，計算得到對應(yīng)焓值為
h! h4(抽汽烚值)分別為2493. 2kJ/kg ;2437. 7kJ/kg ;2801. 6kJ/kg ;2856. 8kJ/ kg 5 h， wl， hw2 hw4(加熱器出口水焓值)分別為255. 2kJ/kg ;352. 7kJ/kg ;515. 9kJ/ kg ;652.4kJ/kg ; hdl hd4(加熱器疏水焓值)分別為540. 8kJ/kg ;527. 2kJ/kg ;371. 9kJ/kg ; 265.8k/kg; #1低加入口水焓值為151. lkj/kg ;
Dn為596. 91t/h。 ②FF(P)計算。#1為帶一個疏水泵的表面式低壓加熱器，#2為表面式低壓加熱 器，如附圖l所示。利用FF(P)測算模型，根據(jù)①中的參數(shù)，計算得到，相對于除氧器入口流 量份額為1時，疏水泵出口水流量份額為0. 0872 ;凝結(jié)水流量測得為596. 91t/h，因此疏水 泵出口水流量為52. 05t/h。 ⑧F2F(P)計算。#1為帶有一個疏水泵的表面式低壓加熱器，#2、#3為表面式低壓 加熱器，如附圖2所示。利用F2F(P)測算模型，根據(jù)①中的參數(shù)，計算得到，相對于除氧器 入口流量份額為1時，疏水泵出口水流量份額為0. 1489 ;凝結(jié)水流量測得為596. 91t/h，因 此疏水泵出口水流量為88. 85t/h。 ④F3F(P)計算。#1為帶一個疏水泵的表面式低壓加熱器，#2、#3、#4為表面式加 熱器，如附圖3所示。利用F3F(P)測算模型，根據(jù)①中的參數(shù)，計算得到，相對于除氧器入 口流量份額為1時，疏水泵出口水流量份額為0. 1992 ;除氧器入口流量測得為596. 91t/h， 因此疏水泵出口水流量為118. 87t/h。
權(quán)利要求
一種基于能量平衡火電機(jī)組低加系統(tǒng)中疏水泵流量測算方法，由串聯(lián)的第1～n級低加組成，n＝2～4，其中，利用疏水泵將第1級加熱器的疏水與第1級加熱器出口的給水混合，其他各級加熱器的疏水逐級自流，其特征在于，步驟1從火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中，獲取第1級低加入口水溫度twin和壓力pwin，計算得到入口水焓值hwin；獲取各加熱器的抽汽溫度tj，抽汽壓力pj(j＝1～n)，計算得到各級加熱器的抽汽焓值hj；獲取各低加的出口水溫度twj，壓力pwj，計算得到加熱器出口水焓值h’w1和hwi(i＝2～n)；獲取各加熱器疏水溫度tdj，結(jié)合抽汽壓力，計算得到各級加熱器疏水焓值hdj，流出第j級低加的疏水流量份額用ddj表示；步驟2設(shè)第1級低加的疏水泵中疏水和低加出口水混合后的流量份額為1，第1級低加入口水流量份額為din，第1級疏水流量份額為dp，根據(jù)流量平衡關(guān)系，dp＝dd1，加熱器出口水焓值為h’w1，疏水泵出口焓值為hd1，混合點(diǎn)后的焓值為hw1；步驟3建立流量平衡方程din+dp＝1建立混合點(diǎn)熱平衡計算方程din*h′w1+dp*hd1＝1*hw1建立加熱器傳熱平衡方程din*(h’w1-hwin)＝d1*(h1-hd1)+dd2*(hd2-hd1)并由此得到疏水泵的流量份額dp <mrow><msub> <mi>d</mi> <mi>p</mi></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub> <mi>d</mi> <mi>in</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>τ</mi> <mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mo>[</mo><msub> <mi>θ</mi> <mn>1</mn></msub><mo>/</mo><msub> <mi>q</mi> <mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msubsup> <mi>τ</mi> <mn>2</mn> <mo>′</mo></msubsup><mo>/</mo><msub> <mi>q</mi> <mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub><mi>γ</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>/</mo> <msub><mi>q</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>*</mo><msub> <mi>d</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>3</mn> </mrow></msub><mo>]</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>q</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>γ</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>τ</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>q</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>θ</mi> <mn>1</mn></msub><mo>/</mo><msub> <mi>q</mi> <mn>2</mn></msub><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>q</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>γ</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mrow>其中，τ1＝h′w1-hwin，θ1＝hd1-h′w1，q2＝h2-hd2，q1＝h1-hd1，，γ1＝hd2-hd1，τ′2＝hw2-hd1，γ2＝hd3-hd2，其中，當(dāng)n＝2時，dd3＝0；當(dāng)n＝3時，dd3＝d3； <mrow><msub> <mi>d</mi> <mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>3</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>2</mn> </mrow></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>3</mn> </mrow></msub> </mrow></mfrac> </mrow>當(dāng)n＝4時，dd3＝d3+d4； <mrow><msub> <mi>d</mi> <mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>4</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>3</mn> </mrow></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mn>4</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>4</mn> </mrow></msub> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow>dd4＝d4； <mrow><msub> <mi>d</mi> <mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>3</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>w</mi><mn>2</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>d</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>4</mn> </mrow></msub><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>h</mi><mrow> <mi>d</mi> <mn>4</mn></mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>h</mi><mrow> <mi>d</mi> <mn>3</mn></mrow> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>h</mi> <mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>3</mn> </mrow></msub> </mrow></mfrac> </mrow>步驟4根據(jù)步驟3所得到的疏水流量份額dp，結(jié)合SIS或DCS中的凝水流量Dn檢測值，計算出疏水泵流量Dp，Dp＝dp*Dn。
全文摘要
一種基于能量平衡火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中疏水泵流量測算方法。本發(fā)明所述熱力系統(tǒng)由串聯(lián)的低壓加熱器(簡稱低加)組成；其中，利用疏水泵將第1級低加的疏水與其出口凝水混合，其他各級低加疏水逐級自流。從火電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS或分散控制系統(tǒng)DCS的數(shù)據(jù)庫中，獲取各低加的抽汽溫度和抽汽壓力、各低加的出口水溫度和壓力、各低加疏水溫度；計算得到各低加的抽汽焓值、低加出口水焓值和低加疏水焓值。對各低加建立熱平衡方程，對第1級低加的疏水泵出口水和出口水的混合點(diǎn)建立流量平衡方程和混合點(diǎn)熱平衡方程；由平衡方程可推導(dǎo)出無需迭代的軟測量模型，計算得到疏水泵流量份額。最后，根據(jù)凝水流量檢測值，計算出疏水泵流量。
文檔編號F04B51/00GK101737311SQ20091026451
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者劉莎, 彭獻(xiàn)永, 王培紅, 蘇志剛, 錢瑾 申請人:東南大學(xué)