一種預測汽輪機熱力系統內部運行參數的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于發電領域，尤其設及一種預測汽輪機熱力系統內部運行參數的方法。
【背景技術】
[0002] 火力發電廠汽輪機性能監測和故障診斷越來越受到電廠的重視，而汽輪機熱力系 統的任何內部運行參數與預測值較大偏差均表示：1)可能的設備性能變化或故障；2)可能 的監測儀表測量誤差或故障。故，如何通過分析實際機組運行過程汽輪機熱力系統內部運 行參數的變化來實時快速分析判斷汽輪機運行狀態，具有非常重要的意義。
[0003] 在實際機組運行過程中，電廠運行人員主要直接通過監測汽輪機熱力系統內部運 行參數變化來評估汽輪機熱力系統的運行狀況，但是，汽輪機熱力系統運行參數的變化除 了與汽輪機熱力系統內部設備性能特性有關外，還與外部環境條件變化有關。因此，目前運 種直接采用監測運行參數來評估汽輪機熱力系統的運行狀況的方法，不能準確判斷出汽輪 機性能變化和設備故障診斷。在評估汽輪機熱力系統的運行狀況時，應該將外部環境條件 變化對運行參數影響因素排除后，才能較準確判斷汽輪機性能變化和設備故障診斷。另外， 機組負荷頻繁變化，直接采用運行參數變化也不能很好評估汽輪機熱力系統的運行狀況。
【發明內容】
[0004] 為了解決【背景技術】中存在的技術問題，本發明提出了一種預測汽輪機熱力系統內 部運行參數的方法，采用最近一次的全面性的汽輪機試驗獲得的設備性能數據庫，經考慮 實際運行外界條件，可預測寬負荷運行區間汽輪機熱力系統的內部運行參數。
[0005] 本發明提供了一種預測汽輪機熱力系統內部運行參數的方法，應用于凝汽式汽輪 發電機，包括如下步驟：
[0006] S1、通過一組不同負荷下的全面性汽輪機性能試驗，獲得汽輪機熱力系統中各設 備性能特性參數；
[0007] S2、根據上述負荷下獲得的各設備性能特性參數，分別擬合各設備性能特性參數 與給水流量的關系曲線，形成汽輪機熱力系統的性能數據庫；
[0008] S3、根據汽輪機熱力系統的外部環境參數和給水流量測量輸入值，通過預測計算 子系統和性能數據庫進行計算，得出預測的汽輪機熱力系統的內部運行參數。
[0009] 進一步地，步驟S1必須至少在高、中、低=個不同負荷工況下進行試驗。
[0010] 進一步地，上述負荷范圍為40%THA~100%THA。 W11] 進一步地，步驟S1的各設備性能特性參數包括：高壓缸效率、中壓缸效率、低壓缸 效率、加熱器上下端差、各抽汽管道壓損、各抽汽級當量通流面積、汽動給水累洽升和再熱 器壓損。
[0012] 進一步地，步驟S3中的輸入值為汽輪機熱力系統的外部環境參數和給水流量測 量值，包括汽輪機主蒸汽口前壓力化、主蒸汽口前溫度Tm、中壓調口前熱再熱蒸汽溫度化、 凝汽器壓力Pk和給水流量m。
[0013] 優選地，所述給水流量需要在全面性汽輪機性能試驗時與依據試驗標準要求的主 凝結水流量測量計算獲得的給水流量進行校核，或者，所述給水流量需要采用依據ASME標 準加工制造的經校驗的低P值喉部取壓給水流量測量噴嘴。
[0014] 基于上述技術方案的公開，本發明提供的所述預測汽輪機熱力系統內部運行參數 的方法，采用最近一次的全面性的汽輪機試驗獲得的設備性能數據庫，經考慮實際運行外 界條件，可預測寬負荷運行區間汽輪機熱力系統的內部運行參數；再通過將日常監測運行 參數與本發明獲得的預測值比較，可較準確地判斷機組運行狀態的變化，提高設備使用的 安全性。且，本發明得到的預測值可作為汽輪機性能監測和故障診斷的基準值，可廣泛用于 診斷汽輪機性能指標變化和設備故障。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的整體方法流程圖；
[0016] 圖2為本發明的步驟S3的預測流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發明的實施例進行詳述。
[0018] 請參閱圖1，本實施例提供一種預測汽輪機熱力系統內部運行參數的方法，應用于 凝汽式汽輪發電機，包括如下步驟：
[0019] S1、至少在高、中、低S個不同負荷工況（負荷范圍：40%THA~100%THA)下進 行全面性的汽輪機性能試驗，獲得汽輪機熱力系統中各設備性能特性參數；
[0020] S2、根據上述負荷下獲得的各設備性能特性參數，分別擬合各設備性能特性參數 與給水流量（或其他邊界參數）的關系曲線，形成汽輪機熱力系統的性能數據庫；
[0021] S3、根據汽輪機熱力系統的外部環境參數和給水流量測量輸入值，通過預測計算 子系統和性能數據庫進行計算，得出預測的汽輪機熱力系統的內部運行參數。
[0022] 步驟S1的各設備性能特性參數包括：高壓缸效率、中壓缸效率、低壓缸效率、加熱 器上下端差、各抽汽管道壓損、各抽汽級當量通流面積、汽動給水累洽升和再熱器壓損。
[0023] 請參閱圖2,步驟S3中的輸入值為汽輪機熱力系統的外部環境參數和給水流量測 量值，包括汽輪機主蒸汽口前壓力化、主蒸汽口前溫度Tm、中壓調口前熱再熱蒸汽溫度化、 凝汽器壓力Pk和給水流量m。且所述給水流量需要在全面性汽輪機性能試驗時與依據試驗 標準要求的主凝結水流量測量計算獲得的給水流量進行校核。
[0024] 步驟S2的性能數據庫包括但不限于： 陽0巧]1)中壓缸效率與給水流量的關系；
[0026] 。低壓缸效率（UEEP)與低壓缸排汽容積流量的關系；
[0027] 3)汽輪機各抽汽級當量通流面積；
[0028] 4)加熱器上端差與給水流量的關系；
[0029] 5)加熱器下端差與給水流量的關系；
[0030] 6)各抽汽管道壓損與給水流量的關系；
[0031] 7)給水累出口壓力與給水流量的關系；
[0032] 8)鍋爐再熱器壓損與給水流量的關系；
[0033] 9)汽動給水累洽升與給水累出口壓力的關系；
[0034] 10)汽動給水累進汽流量與給水流量的關系；
[0035] 11)汽輪機軸封泄漏量與給水流量的關系。
[0036] 該預測汽輪機熱力系統內部運行參數的方法適用于兩種不同配汽方式的汽輪機 熱力系統，即噴嘴配汽方式的汽輪機熱力系統和節流配汽方式的汽輪機熱力系統。兩種不 同配汽方式的汽輪機高缸效率均受到主蒸汽口和調節口的節流損失的影響，為了更好地預 測一抽參數，因此定義兩個缸效率指標，一是由汽輪機主蒸汽口前蒸汽參數至高壓缸一段 抽汽參數計算得到的一段抽汽前高壓缸效率；二是由汽輪機主蒸汽口前蒸汽參數至高壓缸 排汽參數計算得到的高壓缸效率；故，步驟S2的性能數據庫還包括：
[0037] 12) -段抽汽前高壓缸效率與高壓缸進汽容積流量的關系；
[0038] 13)高壓缸效率與高壓缸進汽容積流量的關系。
[0039] 所述一段抽汽前高壓缸效率的計算公式為：
[0040]
[00川其中：nHP1--段抽汽前高壓缸效率，％Ams-主蒸汽洽值，kj/kg屯一一 段抽汽洽值，kj/kg屯S---段抽汽等賭洽值，kJ/kg。
[0042] 所述高壓缸效率的計算公式為：
[0043]
[0044] 其中：nHP--高壓缸效率，％也一一高壓缸排汽洽值，kJ/kg也S--高壓缸排 汽等賭洽值，kJ/kg。
[0045] 所