一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法及測量系統技術方案

本發明專利技術涉及一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法及測量系統，通過在汽輪機首級葉片前、后或汽缸中流量與壓力成線性關系的葉片級組前、后設置壓力檢測點8和溫度檢測點7，測得的壓力和溫度信號根據汽輪機理論中弗留格爾公式計算得到汽缸內主蒸汽的流量值，根據主蒸汽系統有無旁路系統的投入運行對應的主蒸汽修正方案，得到準確的主蒸汽流量值；一種應用該主蒸汽測量方法的測量系統通過對壓力和溫度信號源進行標記，運算模塊根據信號來源運行對應的計算方案和修正方案，得到準確的汽輪機主蒸汽流量值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法及測量系統，屬于 聯合循環電廠主蒸汽測量方法及測量系統

技術介紹
聯合循環機組的蒸汽輪機在運行方式上，一般摒棄常規電站中蒸汽輪機采用蒸汽 壓力恒定不變的調節方式，而改用滑壓運行方式，這種運行方式使得汽輪機可以多發出一 些附加功率。因此，對于滑壓運行的聯合循環機組蒸汽輪機，一般不裝調節級，有利于提高 蒸汽透平的級組效率。 目前，所有聯合循環電廠中廣泛采用直接測量技術測量主蒸汽流量。在余熱鍋爐 供給汽輪機的主蒸汽管道上安裝標準節流元件，例如流量噴嘴或孔板。在標準節流元件前、 后安裝壓力和溫度測點，從而測得節流元件前、后的壓力信號，此壓力差通過壓差變送器傳 至計算機計算測得流量信號。這樣的測量方法存在如下缺點： 1)測量范圍受限制、測量精度較低。在計算流量的過程中，除了壓差和溫度信號， 還需要蒸汽流量系數、流速膨脹系數及蒸汽密度等參數參與計算。在機組滑參數運行或機 組負荷變動時，蒸汽流量系數和蒸汽密度數值變化較大，蒸汽密度可以通過壓力和溫度進 行補償修正，而蒸汽流量系數與流量變化本身有關，為了保證測量精度，通常需要限制流量 系數的變化范圍，即圍繞機組額定工況運行下的蒸汽流量理論計算值左右變化，但變化幅 度需限制。因此，在工程實際應用中，直接測量僅在機組額定工況參數附近運行時能夠保證 測量較高的精度，而在深度變工況的情況下很難獲得滿意的測量結果。 2)流量計標定困難，降低機組運行的安全性。由于聯合循環機組最大的功能是用 于電負荷調峰，因此其運行負荷波動幅度較大，蒸汽參數通常在非額定值運行，導致流量修 正及蒸汽流量計標定困難。在實際工程中直接測量技術測量主蒸汽流量不能作為機組效率 計算的依據，也就不能真正為機組運行經濟性能提供計算分析數據源，從而導致鍋爐汽包 液位的"虛假水位"出現概率增大，增加了機組運行操作難度，不利于機組的安全運行。 3)不利于機組運行的經濟性。節流元件投資大、安裝維護困難，并且節流元件容易 引起一定的節流損失，增加管道介質阻力，降低了管道效率，同時降低了機組運行經濟性。
技術實現思路
本專利技術的目的之一，是為解決現有技術在測量主蒸汽時，在主蒸汽管道上安裝標 準節流元件造成測量范圍受限制、測量精度較低、流量計標定困難及增加了管道介質阻力、 降低了管道效率等問題，提供一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法。 本專利技術的目的之二，是為了提供一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量系 統。 本專利技術的目的之一可以通過采取如下技術方案達到： -種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法，其特征在于： 1)在蒸汽輪機級的首級葉片的前端和后端各設有溫度檢測點和壓力檢測點，或 在汽缸中流量與壓力成線性關系的葉片級組的前端和后端各設有溫度檢測點和壓力檢測 占 . 2)根據所述溫度檢測點在任意工況檢測到的溫度信號和壓力檢測點在任意工況 下檢測到的壓力信號，計算得出流量系數，然后根據汽輪機理論中的弗留格爾公式，即流量 和級組后壓力與汽輪機設計理論值的關系，得到任意工況下在汽輪機內做功的實際蒸汽流 量值，即燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量值。 本專利技術的目的之一還可以通過采取如下技術方案達到： 本專利技術的一種改進，在計算流量系數時，加入軸封及門桿漏汽蒸汽流量、旁路蒸汽 量以及鍋爐噴水減溫水量對汽輪機內做功的實際蒸汽流量值的影響，對流量系數進行修 正，使計算得出的主蒸汽流量值為汽輪機內做功的實際蒸汽流量值，其具體方法如下： 主蒸汽流量Gn =進入汽輪機的流量Gl+軸封及門桿漏汽量G2+旁路蒸汽量G3-鍋 爐噴水減溫水量G4 ; 1)對于旁路系統未投入運行的系統，G3為0,汽輪機內蒸汽流速度達臨界；G2占負 荷比例為2%，得到主蒸汽流量的計算公式如下所示： 式中，K為流量系數，Gn為主蒸汽流量，GO為進入汽輪機主蒸汽額定工況流量，PlO 為額定工況下的級組前壓力，TlO為額定工況下的級組前溫度，Pln為變工況下的級組前壓 力，Tln為變工況下的級組前溫度，PnO為額定工況下的級組后壓力。 2)對于投入旁路系統運行的系統，汽輪機汽流速度未達臨界，G2占負荷為2%，將 流量系數k基于調試試驗數據適當放大，計算公式如下所示： 式中，K為流量系數，Gn為主蒸汽流量，GO為進入汽輪機主蒸汽額定工況流量，PlO 為額定工況下的級組前壓力，TlO為額定工況下的級組前溫度，Pln為變工況下的級組前壓 力，Tln為變工況下的級組前溫度，P2n為變工況下的級組后壓力。 本專利技術的一種改進，對于F級以下級別的燃氣蒸汽聯合循環電廠，在蒸汽汽輪機 的高壓缸和低壓缸的首級葉片前、后端或在汽輪機的高壓缸和低壓缸內流量和壓力成線性 關系的級組前、后端各設置溫度檢測點、壓力檢測點，將所述溫度檢測點、壓力檢測點測得 的信號傳送至計算機進行流量系數修正。 本專利技術的一種改進，對于F級及以上級別的燃氣蒸汽聯合循環電廠，該燃氣蒸汽 聯合循環電廠具有高、中、低三級系統，考慮余熱鍋爐直接提供給蒸汽輪機的有高壓和低壓 兩級主蒸汽，通過間接測量技術獲得汽缸內做功的實際蒸汽流量值，具體為： 對高壓主蒸汽流量的測量，是在汽輪機高壓缸中首級葉片前、后端設置溫度檢測 點和壓力檢測點實現，高壓主蒸汽流量通過修正軸封和門桿漏汽蒸汽和鍋爐減溫水得到測 量值； 對低壓主蒸汽流量的測量，是在補氣閥后汽輪機低壓缸中流量與壓力成線性關系 的級組前、后設置溫度檢測點和壓力檢測點實現，低壓主蒸汽通過修正軸封和門桿漏汽蒸 汽和鍋爐減溫水得到測量值； 對于中壓主蒸汽流量值，通過直接測量技術獲得。 本專利技術的一種改進，當中壓缸中級組流量與壓力成較好線性關系時，通過間接測 量技術獲得中壓缸內做功的實際蒸汽流量值，具體為：通過在中壓缸中流量與壓力成較好 線性關系的級組前、后設置壓力檢測點和溫度檢測點，檢測點壓力和溫度信號通過計算機 計算，并修正軸封和門桿漏汽蒸汽和鍋爐減溫水對汽缸內蒸汽流量的影響，得到實時的中 壓缸內做功的蒸汽流量值。 本專利技術的一種改進，考慮低壓主蒸汽與中壓缸排汽匯合后最終進入汽輪機低壓缸 做功，中壓缸排汽流量近似等于高壓主蒸汽流量與中壓主蒸汽流量總和，為測得余熱鍋爐 供給汽輪機的低壓主蒸汽流量值，將低壓缸進汽流量即實際做功流量減去中壓缸排汽流量 或者減去高壓主蒸汽流量和中壓主蒸汽流量。 本專利技術的目的之二可以通過采取如下技術方案達到： -種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量系統，其特征在于：包括中央處理 器、若干個壓力檢測器和若干個溫度檢測器，在蒸汽輪機級的首級葉片的前端和后端各設 有一個溫度檢測器和一個壓力檢測器，或在汽缸中流量與壓力成線性關系的葉片級組的前 端和后端各設有溫度檢測器和壓力檢測器；形成至少二個溫度檢測點和至少二個壓力檢 測器點；溫度檢測器的信號輸出端連接中央處理器的信號輸入端之一，壓力檢測器的信號 輸出端連接中央處理器的信號輸入端之二，溫度檢測器將檢測到的任意工況下的溫度數據 轉換成電信號傳送到中央處理器，壓力檢測器將檢測到的任意工況下的壓力數據轉換為電 信號傳送到中央處理器，中央處理器接收數據后對數據來源進行標記處啟動內置的運算模 塊，由運算模塊計算得出流量系數，然后根據汽輪機理論中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量的測量方法，其特征在于：1)在蒸汽輪機級的首級葉片的前端和后端各設有溫度檢測點(7)和壓力檢測點(8)，或在汽缸中流量與壓力成線性關系的葉片級組的前端和后端各設有溫度檢測點(7)和壓力檢測點(8)；2)根據所述溫度檢測點(7)在任意工況檢測到的溫度信號和壓力檢測點(8)在任意工況下檢測到的壓力信號，計算得出流量系數，然后根據汽輪機理論中的弗留格爾公式，即流量和級組后壓力與汽輪機設計理論值的關系，得到任意工況下在汽輪機內做功的實際蒸汽流量值，即燃氣蒸汽聯合循環電廠主蒸汽流量值。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭赟，鄧宏偉，馬雪松，李偉科，鄧廣義，范永春，
申請(專利權)人：中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44