本發(fā)明屬于火電機組過程參數(shù)測量領域，特別涉及一種低壓缸末級排汽焓測量裝置及計算方法。
背景技術：
汽輪機末級排汽焓的準確測量，有助于確定濕蒸汽區(qū)末級效率，了解末級工作狀態(tài)，為汽輪機的安全經(jīng)濟運行及末級的優(yōu)化設計、結構改進提供指導與參考。但由于汽輪機排汽處于濕蒸汽區(qū)域而無法利用測量儀表直接得到其焓值，現(xiàn)有的汽輪機排汽焓在線計算主要是基于基于模型的理論計算方式，包括能量平衡法、等效焓降法、曲線外推法以及曲線迭代法等。然而現(xiàn)有的基于理論計算的排汽焓軟測量方法存在以下問題：
(1)能量平衡法將汽輪機回熱系統(tǒng)看做一個封閉的熱力單元，利用物質(zhì)和能量平衡方程和汽輪機功率方程，根據(jù)單元能量守恒原則計算排汽焓。然而計算過程很難全面的將單元的能量進出因素考慮在內(nèi)，因此目前很少使用。
(2)等效焓降法利用汽輪機回熱加熱系統(tǒng)物質(zhì)與能量平衡，利用等效焓降和級間效率計算排汽焓。其在穩(wěn)態(tài)工況下具有較高的計算精度，但不適用于變負荷工況。
(3)曲線外推法根據(jù)汽輪機在過熱蒸汽區(qū)入口狀態(tài)點和抽汽狀態(tài)點做熱力過程先，平滑外推到濕蒸汽區(qū)以確定排汽焓。然而其精度較差，尤其是在汽輪機低負荷時。
(4)曲線迭代法類似于曲線外推法，只是增加收斂條件進行迭代計算。其精度較高但手收斂條件的限制計算時間周期長，影響了熱經(jīng)濟性在線計算的實時性。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種低壓缸末級排汽焓測量裝置，所述測量裝置與低壓缸末級排汽管道和除氧器相連，測量裝置包括：低壓缸末級旁路、電加熱單元、測量單元、升壓單元以及除氧器依次連接，測量單元與計算模塊連接；
所述低壓缸末級旁路為從汽輪機末級通往凝汽器管道即低壓缸末級排汽管道上引出的旁路，對汽輪機末級濕蒸汽進行采樣；對采樣蒸汽進行處理測量；
所述電加熱單元中設定固定電加熱功率，將采樣濕蒸汽加熱至過熱蒸汽狀態(tài)；
所述測量單元測量加熱后過的蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps和蒸汽流量Ds，并將它們轉(zhuǎn)換為4mA～20mA的電信號，然后經(jīng)變送器送往計算模塊；
所述升壓單元采用機械增壓方式將采樣過熱蒸汽升壓后送往除氧器；
所述計算模塊接收來自測量單元的蒸汽參數(shù)信號，利用排汽焓計算方法對末級排汽焓進行計算。
所述低壓缸末級旁路采用DN50金屬不銹鋼管，內(nèi)徑尺寸50mm，外加保溫層，旁路管道總長度200m，旁路的進口側安裝逆止閥，出口側安裝電動調(diào)節(jié)閥。
所述電加熱單元采用熱功率可調(diào)節(jié)的防爆電加熱器，加熱工質(zhì)為采樣末級排汽，應用運行功率20kW～100kW。
所述測量單元中的測量儀表包括蒸汽溫度測量儀表、蒸汽壓力測量儀表和蒸汽流量測量儀表。
所述蒸汽溫度測量儀表選用熱電阻，應用待測溫度140℃～200℃。
所述蒸汽壓力測量儀表選用智能壓力變送器，應用待測壓力0.01MPa～0.03MPa。
所述蒸汽流量測量儀表為標準噴嘴和智能差壓變送器，應用工作溫度180℃，智能差壓變送器差壓值根據(jù)噴嘴的工作壓力而定。
所述升壓單元采用離心式壓縮機，利用機械升壓方式將采樣蒸汽升壓至除氧器的壓力水平，設定排汽壓力0.901MPa～0.912MPa。
所述計算模塊采用PLC控制器，根據(jù)獲得的蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps和蒸汽流量Ds，采用排汽焓計算方法對末級排汽焓進行計算。
一種基于低壓缸末級排汽焓測量裝置的排汽焓計算方法的步驟為：
步驟1、初始化電加熱單元中的電加熱功率Nh，設定初始的電加熱器有效功率值為當前電加熱器功率；
步驟2、根據(jù)測量單元測量獲得的加熱后蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps，利用IFC97水和蒸汽性質(zhì)計算公式計算加熱后采樣蒸汽焓值Hs；
步驟3、計算采樣蒸汽焓升dH：
dH＝Nh/Ds (1)
步驟4、計算排汽焓Hc：
Hc＝Hs-dH (2)。
有益效果
本發(fā)明能夠在線精確計算汽輪機末級排汽焓值，將計算結果送往機組DCS可以提高機組控制性能和經(jīng)濟指標，能夠?qū)⒉蓸诱羝皽y量過程中使用的能量送往汽輪機回熱系統(tǒng)繼續(xù)利用，不會造成工質(zhì)和能源的浪費，有利于機組的節(jié)能經(jīng)濟運行。
附圖說明
圖1為低壓缸末級排汽焓測量裝置示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出了一種低壓缸末級排汽焓測量裝置及計算方法，下面結合附圖和具體實施方式對本申請作進一步詳細的說明。
如圖1，所述低壓缸末級排汽測量裝置與低壓缸末級排汽管道和除氧器相連，低壓缸末級旁路、電加熱單元、測量單元、升壓單元以及除氧器依次連接，測量單元與計算模塊連接；
所述低壓缸末級旁路為從汽輪機末級通往凝汽器管道即低壓缸末級排汽管道上引出的旁路，對汽輪機末級濕蒸汽進行采樣；對采樣蒸汽進行處理測量
所述電加熱單元中設定固定電加熱功率，將采樣濕蒸汽加熱至過熱蒸汽狀態(tài)；
所述測量單元測量加熱后過的蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps和蒸汽流量Ds，并將它們轉(zhuǎn)換為4mA～20mA的電信號，然后經(jīng)變送器送往計算模塊；
所述升壓單元采用機械增壓方式將采樣過熱蒸汽升壓后送往除氧器；
所述計算模塊接收來自測量單元的蒸汽參數(shù)信號，利用排汽焓計算方法對末級排汽焓進行計算。
低壓缸末級旁路采用DN50金屬不銹鋼管，內(nèi)徑尺寸50mm，外加保溫層，旁路管道總長度200m，旁路進口側安裝逆止閥，出口側安裝電動調(diào)節(jié)閥。
電加熱單元采用JRQ0816型防爆電加熱器，功率范圍5kW～3000kW，使用溫度0℃～685℃，工作狀態(tài)下維持熱功率恒定。
參數(shù)測量單元測量參數(shù)包括蒸汽溫度測量儀表，蒸汽壓力測量儀表和蒸汽流量測量儀表。蒸汽溫度測量儀表選用WZPK2-230型熱電阻，分度號Pt100；蒸汽壓力測量儀表選用智能壓力變送器，量程0～0.25MPa；蒸汽流量測量儀表選用標準噴嘴+智能差壓變送器，噴嘴工作壓力-90kPa，工作溫度180℃，智能差壓變送器差壓值隨噴嘴的工作壓力定。
升壓單元采用離心式壓縮機，選用H160-9.8/0.85型蒸汽壓縮機，最大通流量7000m3/h，最大排汽壓力0.98MPa。
計算模塊采用GE-RX3i型PLC控制器，采集測量單元測量獲得的蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps和蒸汽流量Ds，使用上位機下載排汽焓計算方法對末級排汽焓進行計算。
一種基于低壓缸末級排汽焓測量裝置的排汽焓計算方法的步驟為：
步驟1、初始化電加熱單元中的電加熱功率Nh，設定初始的電加熱器有效功率值為當前電加熱器功率；
步驟2、根據(jù)測量單元測量獲得的加熱后蒸汽溫度Ts、蒸汽壓力Ps，利用IFC97水和蒸汽性質(zhì)計算公式計算加熱后采樣蒸汽焓值Hs；
步驟3、計算采樣蒸汽焓升dH：
dH＝Nh/Ds (1)
步驟4、計算排汽焓Hc：
Hc＝Hs-dH (2)。