一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置及方法
【專利摘要】一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置及方法，所述裝置包括功率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數據采集單元和計算及顯示單元。所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發電機功率和四臺循環水泵電機功率的第一功率變送器（1）、第二功率變送器（2）、第三功率變送器（3）、第四功率變送器（4）、第五功率變送器（5）。所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機高、低壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器（6）、第二絕對壓力變送器（7）。所述方法采用監測裝置采集現場實時數據進行循環水系統經濟調度運行指標的計算。本發明系統簡捷、測量計算結果準確，能直觀地顯示循環水系統運行方式調整前、后的實際節能效果，滿足電站經濟運行的需要。
【專利說明】
一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置及方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置及方法，屬電站輔 機運行技術領域。
【背景技術】
[0002] 循環水系統是電站汽輪機組的重要組成部分，其所耗用的電能約占汽輪發電機組 發電量的1.0%左右。作為汽輪機凝汽器壓力的主要可調節因素，合理選擇循環水系統的運 行方式，對節約廠用電率、提高電站熱經濟性有著重要意義。目前，電站廣泛采用試驗單位 推薦的循環水系統運行方式優化方案來指導現場生產。眾所周知，汽輪機組及其附屬設備 運行狀態、冷卻水水質、環境溫度等邊界條件總是復雜多變的，這使得基于試驗條件得出的 優化方案可能在某種情形下與現場實際情況不相符，預期的節能潛力將會被削弱。同時，上 網電價與標煤單價的不定期波動也直接影響著電站循環水系統運行方式調整的節能效果。 如何監測循環水系統運行方式調整前、后的經濟性變化情況，是電站循環水系統運行管理 亟待解決的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明擬解決的技術問題是提供一種系統簡捷、穩定、準確的電站循環水系統運 行方式調整經濟性監測裝置及方法。
[0004] 本發明的技術方案是，一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置，包括 功率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數據采集單元和計算及顯示單元。
[0005] 所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發電機功率和四臺循環水栗電機功率的第 一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送器4、第五功率變送器 5;所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機高、低壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器 6、第二絕對壓力變送器7;所述計算及顯示單元包含循環水系統經濟調度運行指標計算程 序及界面;所述第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送器4、 第五功率變送器5、第一絕對壓力變送器6和第二絕對壓力變送器7分別連接數據采集單元 的輸入端;所述數據采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端。
[0006] 所有功率變送器的精度均為±0.2% ;所有絕對壓力變送器的精度均為±0.1 % ; 數據采集單元的精度為±〇. 05 %，并配有標準RS232/485/USB通訊接口，支持標準MODBUS通 訊協議，支持有線連接、局域網連接等多種通訊模式。
[0007] -種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測監測方法按照下述步驟進行：
[0008] 1)將所述述監測裝置進行正確安裝并連接;采集汽輪發電機及四臺循環水栗電機 的功率信號及高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數據采集單元傳送至計算 及顯示單元；
[0009] 2)根據采集的信號對循環水系統經濟調度運行指標進入計算程序：
[0010] 循環水系統運行方式調整前的平均凝汽器壓力為：
[0011] % = ρξ+ρξ (1)
[0012] 式中，g、分別為循環水系統運行方式調整前的平均凝汽器壓力、高 壓凝汽器壓力、低壓凝汽器壓力，單位kPa;
[0013] 循環水系統運行方式調整后的平均凝汽器壓力為：
[0014] = pi + pi (2)
[0015]式中，民、p丨、p丨分別為循環水系統運行方式調整后的平均凝汽器壓力、高壓 凝汽器壓力、低壓凝汽器壓力，單位kPa;
[0016] 循環水系統運行方式調整前、后平均凝汽器壓力的差值為：
[0017] (3)
[0018] 式中，Δρ為循環水系統運行方式調整前、后平均凝汽器壓力的差值，單位kPa;
[0019] 對于采用擴大單元制的循環水系統而言：
[0020] 循環水系統運行方式調整前單臺機組所耗循環水栗功率為：
[0021 ] -(^+^+^ + ^)/2 (4)
[0022] 式中，y/、<、分別為循環水系統運行方式調整前單臺機 組所耗循環水栗功率以及四臺循環水栗電機功率，單位kW;
[0023] 循環水系統運行方式調整后單臺機組所耗循環水栗功率為：
[0024] Σ W! = {wl2 +wl + W5l)/2 (5)
[0025] 式中，SWi、砂、砂^1、汗；1分別為循環水系統運行方式調整后單臺機 組所耗循環水栗功率以及四臺循環水栗電機功率，單位kW;
[0026] 循環水系統運行方式調整前、后單臺機組所耗循環水栗功率差值為：
[0027] Δ Iff= Iffi-Iff2 (6)
[0028] 式中，Δ 2W為循環水系統運行方式調整前、后單臺機組所耗循環水栗功率差值， 單位kW;
[0029] 擬合典型工況不同汽輪發電機功率下的凝汽器壓力單位變化量對應的機組發電 煤耗的變化幅度為：
[0030] δΒ = ?·(Ν，ρ)*10-2*g(N) (7)
[0031] 式中，δΒ為凝汽器壓力單位變化量對應的機組發電煤耗的變化幅度，單位為g/ (kPa*kW.h);函數f(N，p)為不同汽輪發電機功率下的凝汽器壓力修正系數的擬合公式，單 位為％ AkPa);函數g(N)為不同汽輪發電機功率下的發電煤耗的擬合公式，單位為g/ (kW · h); N為汽輪發電機功率，單位為kW; p為凝汽器壓力，單位kPa。
[0032]對于汽輪發電機組而言，機組性能逐年老化對于凝汽器壓力修正系數的影響較 小，但對發電煤耗的影響較大，這將引起凝汽器壓力單位變化量對應的機組發電煤耗的變 化幅度SB出現明顯變化；因此，在循環水系統經濟調度運行指標計算程序中可依據定期常 規熱力性能試驗，重新擬合并替換發電煤耗函數g(N)。
[0033]循環水系統運行方式調整前、后因凝汽器壓力變化所引起的運行成本變化量：
[0035] 式中，Δ 分別為循環水系統運行方式調整前、后因凝汽器壓力變化所 引起的運行成本變化量、標煤單價，單位分別為元A、元/t;
[0036] 當標煤單價出現變化時，應在循環水系統經濟調度運行指標計算程序中相應修改 coal 〇
[0037] 循環水系統運行方式調整前、后單臺機組所耗循環水泵功率變化所引起的運行成 本變化量：
[0038] Δ Ypump= A Zff*Yelec (9)
[0039] 式中Δ Ypump、Yelec分別為循環水系統運行方式調整前、后單臺機組所耗循環水栗 功率變化所引起的運行成本變化量、供電價格，單位分別為元/h、元/ (kW. h);
[0040] 當上網電價出現變化時，應在循環水系統經濟調度運行指標計算程序中相應修改 elec 〇
[0041 ]循環水系統運行方式調整前、后機組運行成本綜合變化量：
[0042] Δ Υ = Δ Ycoai+Δ Ypump (10)
[0043] 式中，△ Y循環水系統運行方式調整前、后機組運行成本綜合變化量，單位為元/ h〇
[0044] 3)若運行成本綜合變化量△ Y為負，表示發電成本下降，電站經濟性提高;若運行 成本綜合變化量A Y為正，表示發電成本上升，電站經濟性降低；同時，在運行方式調整前、 后，盡量保持汽輪發電機組功率不變。
[0045] 本發明的有益效果是，直觀地顯示循環水系統運行方式調整前、后的實際節能效 果及金額多少，系統簡捷、測量計算結果穩定、可靠，可為指導循環水系統經濟運行提供依 據，滿足電站節能降耗、經濟運行的需要。
【附圖說明】
[0046] 圖1為本發明的功能框圖；
[0047]圖2為本發明的計算程序界面。
【具體實施方式】
[0048] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明：
[0049] 某電廠兩臺超超臨界700MW汽輪發電機組循環水系統采用擴大單元制循環供水系 統，共配置了四臺92LKSA-23.8型循環水栗。為降低機組發電成本，該廠委托試驗單位完成 了 1號機組循環水系統經濟調度試驗，并依據試驗單位推薦循環水系統運行方式優化方案 來指導現場生產。為準確計算試驗優化方案在實際運行過程中的具體節能效果，提高循環 水系統運行管理水平，急需開發一套循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置。
[0050] 本實施例一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置及方法包括功率測 量裝置、絕對壓力測量裝置、數據采集單元和計算及顯示單元。功率測量裝置包括分別測量 汽輪發電機功率和四臺循環水栗電機功率的第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功 率變送器3、第四功率變送器4、第五功率變送器5。
[0051]本實施例的絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機高、低壓凝汽器壓力的第一絕 對壓力變送器6、第二絕對壓力變送器7;計算及顯示單元包含循環水系統經濟調度運行指 標計算程序及界面;第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送 器4、第五功率變送器5、第一絕對壓力變送器6和第二絕對壓力變送器7分別接數據采集單 元的輸入端;數據采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端。
[0052]本實施例中功率變送器的精度為± 0.2 % ;絕對壓力變送器的精度為± 0.1 % ;數 據采集單元的精度為±〇. 05 %，并配有標準RS232/485/USB通訊接口，支持標準MODBUS通訊 協議，支持有線連接、局域網連接等多種通訊模式。
[0053]本實施例的計算及顯示單元為筆記本電腦或者電腦主機與顯示器。
[0054]本實施例的筆記本電腦或電腦主機裝載有循環水系統經濟調度運行指標計算程 序及界面。
[0055]本實施例的功率變送器、絕對壓力變送器可提供4~20mA的輸出信號，數據采集單 元可接收所述功率變送器、絕對壓力變送器的輸出信號；
[0056]本實施例所有測量器件的連接線通過螺栓緊固在所述數據采集單元輸入端;所述 數據采集單元輸出端與計算及顯示單元輸入端之間通過USB通訊線連接，通訊協議采用 USB2.0；
[0057]綜上，采用上述技術方案的裝置進行監測的方法，按照下述步驟進行：
[0058]將上述監測裝置進行正確安裝并連接；
[0059] 用上述五臺功率變送器分別采集汽輪發電機及四臺循環水栗電機的功率信號，用 上述兩臺絕對壓力變送器采集高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數據采集 單元傳送至計算及顯示單元。
[0060] 本實施例在調整循環水系統運行方式前、后，應盡量保持汽輪發電機組功率不變； 待現場參數穩定后，在圖2計算程序界面的價格數據欄一一第1~2行分別輸入當前電價和 標煤單價;在數據輸入部分欄一一第3~15行填入現場測試數據;隨后，在結果顯示欄一一 第16~22行會自動計算、顯示循環水系統運行方式調整前、后的相關參數;其中，第22行顯 示循環水系統運行方式前、后運行成本綜合變化量。說明：若運行成本綜合變化量為負，表 示發電成本下降，電站經濟性提高;若運行成本綜合變化量為正，表示發電成本上升，電站 經濟性降低。
[0061] 本實施例可在循環水系統經濟調度運行指標計算程序中依據定期常規熱力性能 試驗，重新擬合并替換發電煤耗函數g(N);當上網電價或標煤單價出現變化時，可在價格數 據欄相應修改Yele。或Υ_1 〇
【主權項】
1. 一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置，其特征在于:所述裝置包括功 率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數據采集單元和計算及顯示單元； 所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發電機功率和四臺循環水栗電機功率的第一功 率變送器、第二功率變送器、第三功率變送器、第四功率變送器和第五功率變送器； 所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機高壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器 和汽輪機低壓凝汽器壓力的第二絕對壓力變送器； 所述第一功率變送器、第二功率變送器、第三功率變送器、第四功率變送器、第五功率 變送器、第一絕對壓力變送器和第二絕對壓力變送器分別連接數據采集單元的輸入端； 所述數據采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端； 所述計算及顯示單元包含循環水系統經濟調度運行指標計算程序及界面。2. 根據權利要求1所述一種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測裝置，其特征在 于:所述第一功率變送器至第五功率變送器的精度均為±〇. 2 % ;所述第一絕對壓力變送器 和第二絕對壓力變送器的精度均為±0.1%;所述數據采集單元的精度為±0.05%，并配有 標準RS232/485/USB通訊接口，支持標準MODBUS通訊協議，支持有線連接、局域網連接的多 種通訊模式。3. -種電站循環水系統運行方式調整經濟性監測方法，其特征在于：所述監測方法包 括下述步驟： 1) 將上述監測裝置進行正確安裝并連接;采集汽輪發電機及四臺循環水栗電機的功率 信號及高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數據采集單元傳送至計算及顯示 單元； 2) 擬合典型工況不同汽輪發電機功率下的凝汽器壓力單位變化量對應的機組發電煤 耗的變化幅度為： 5B = f(N，p)*10-2*g(N) 式中，SB為凝汽器壓力單位變化量對應的機組發電煤耗的變化幅度，單位SgAkPa* kW.h);函數f(N，p)為不同汽輪發電機功率下的凝汽器壓力修正系數的擬合公式，單位 S%/(kPa);函數g(N)為不同汽輪發電機功率下的發電煤耗的擬合公式，單位為g/(kW.h); N為汽輪發電機功率，單位為kW; p為凝汽器壓力，單位kPa; 3) 循環水系統運行方式調整前、后機組運行成本綜合變化量按下式進行計算： A Y - Δ Ycoal+ Δ Ypump 式中，A Y循環水系統運行方式調整前、后機組運行成本綜合變化量，單位為元/h; Δ 為循環水系統運行方式調整前、后因凝汽器壓力變化所引起的運行成本變化量，單位 為元/h; △ YPU_為循環水系統運行方式調整前、后因單臺機組所耗循環水栗功率變化所引 起的運行成本變化量，單位為元A; 4) 若運行成本綜合變化量△ Y為負，表示發電成本下降，電站經濟性提高;若運行成本 綜合變化量A Y為正，表示發電成本上升，電站經濟性降低；同時，在運行方式調整前、后， 盡量保持汽輪發電機組功率不變。
【文檔編號】G06Q10/04GK105869063SQ201610147624
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】萬忠海, 晏濤, 王小波, 吳楊輝, 魯錦
【申請人】國網江西省電力科學研究院, 國家電網公司