燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，步驟包括：步驟1：根據(jù)鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)程，建立過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟2：根據(jù)覆蓋全工況的工質(zhì)物性參數(shù)庫(kù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器信息，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻k過(guò)熱通道內(nèi)、汽包出口和高壓缸入口處工質(zhì)的物性參數(shù)；步驟3：建立過(guò)熱通道工質(zhì)質(zhì)量衡算模型，結(jié)合廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器中記錄的主蒸汽質(zhì)量流量計(jì)算汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量Dbh。本發(fā)明能用于汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的在線計(jì)量，還能用于爐膛出口煙氣能量和鍋爐實(shí)時(shí)燃燒功率在線估計(jì)。
【專利說(shuō)明】燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種基于過(guò)熱通道中工質(zhì)質(zhì)量平衡的燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)亞臨界燃煤機(jī)組汽包出口的飽和蒸汽質(zhì)量流量的無(wú)直接測(cè)量裝置，而是通過(guò)高壓缸前后調(diào)節(jié)級(jí)的壓力測(cè)點(diǎn)，獲得調(diào)節(jié)級(jí)前后壓差，經(jīng)第三方軟件計(jì)算后獲得主蒸汽質(zhì)量流量，然后直接將其等效為汽包出口的飽和蒸汽質(zhì)量流量，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器記錄后上傳至監(jiān)控界面。
[0003]然而，燃煤機(jī)組中汽包出口的飽和蒸汽質(zhì)量流量和高壓缸入口的主蒸汽質(zhì)量流量有著較大的偏差。主要原因是連接汽包出口和高壓缸入口的過(guò)熱通道是一個(gè)容積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且操作工況頻繁變化的中間環(huán)節(jié)，該中間環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性直接導(dǎo)致了汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的變化在時(shí)域上滯后于高壓缸入口出主蒸汽質(zhì)量流量的變化，譬如，對(duì)300MW機(jī)組而言，該滯后時(shí)間約為1-2分鐘，而在負(fù)荷變化過(guò)程中，由于過(guò)熱通道換熱器和汽包氣容的影響，動(dòng)態(tài)偏差也比較大。事實(shí)上，缺乏汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)算會(huì)直接影響鍋爐側(cè)控制(如汽包三沖量控制)品質(zhì)。
[0004]對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210360382.X，
【公開(kāi)日】2012-12-26，
記載了一種高壓缸入口主蒸汽質(zhì)量流量的軟測(cè)量方法，該方法以貝努利能量守恒方程為基礎(chǔ)，利用高壓缸前后調(diào)節(jié)級(jí)壓力測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)計(jì)算主蒸汽的質(zhì)量流量；但是該技術(shù)僅適用于穩(wěn)態(tài)負(fù)荷時(shí)的主蒸汽流量的計(jì)算，并且還要默認(rèn)為已知，但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中往往只能獲得工質(zhì)的壓力和溫度，沒(méi)有密度測(cè)量值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于過(guò)熱通道中工質(zhì)質(zhì)量平衡的燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，該方法考慮了過(guò)熱通道換熱器中工質(zhì)質(zhì)量變化的動(dòng)態(tài)特性，以工質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和鍋爐側(cè)關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)(本發(fā)明中具體指過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù))為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)計(jì)算過(guò)熱通道換熱器中工質(zhì)質(zhì)量的變化率；最后基于該變化率和高壓缸入口處主蒸汽質(zhì)量流量測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確計(jì)量汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，該方法具體步驟包括:
[0007]步驟1:根據(jù)鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)程，建立過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù):所述過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下信息:過(guò)熱通道管道沿工質(zhì)流動(dòng)方向的總長(zhǎng)度L，并將總長(zhǎng)度L分為η段等長(zhǎng)的短管；過(guò)熱通道沿工質(zhì)流動(dòng)方向的換熱管截面積分布A (i)，即第i段短管的截面積；從廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取該時(shí)刻下的汽包壓力Pqb、過(guò)熱蒸汽壓力P-過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)熱蒸汽質(zhì)量流量D-過(guò)熱通道內(nèi)所有測(cè)點(diǎn)處的工質(zhì)溫度和壓力；[0008]步驟2:根據(jù)可覆蓋全操作工況的工質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器上傳的工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)即溫度壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻k，汽包出口飽和蒸汽溫度Tqb、過(guò)熱通道各段短管工質(zhì)溫度Tgz(i)和壓力Pgz(i)、各級(jí)換熱器各處的工質(zhì)密度pgz(i)；
[0009]步驟3:建立過(guò)熱通道工質(zhì)質(zhì)量衡算模型計(jì)算過(guò)熱通道中的工質(zhì)質(zhì)量變化率，并結(jié)合由測(cè)點(diǎn)獲得的過(guò)熱蒸汽質(zhì)量流量Dy實(shí)時(shí)計(jì)算汽包出口處飽和蒸汽質(zhì)量流量Dbh ；
[0010]以時(shí)刻h為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，使用汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，以時(shí)間先后為序，分別確定h、V At, t0+2At,……、h+n At時(shí)刻下相應(yīng)的飽和蒸汽質(zhì)量流量Dbh (t0)、Dbh (t0+ Δ t)、Dbh (t0+2 At)、……、Dbh (t0+n Δ t)，并繪制 Dbh 隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線。
[0011]優(yōu)選地，步驟2中，所述過(guò)熱通道各段短管工質(zhì)溫度Tgz(i)壓力pgz(i)由過(guò)熱通道(以汽包出口為起點(diǎn)，高壓缸入口為終點(diǎn))內(nèi)工質(zhì)測(cè)點(diǎn)處的溫度Tgz和壓力Pgz線性計(jì)算獲得。
[0012]優(yōu)選地，步驟2中，所述各級(jí)換熱器各處的工質(zhì)密度Pgz(i)由當(dāng)前時(shí)刻k各段工質(zhì)溫度Tgz(i)和壓力pgz(i)計(jì)算獲得。
[0013]優(yōu)選地，步驟3中，所述過(guò)熱通道工質(zhì)質(zhì)量衡算模型具體為:
【權(quán)利要求】
1.一種燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，其特征在于，該方法具體步驟包括: 步驟1:根據(jù)鍋爐運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)程，建立過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；所述過(guò)熱通道結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下信息:過(guò)熱通道管道沿工質(zhì)流動(dòng)方向的總長(zhǎng)度L，并將總長(zhǎng)度L分為η段等長(zhǎng)的短管；過(guò)熱通道沿工質(zhì)流動(dòng)方向的換熱管截面積分布A(i)，即第i段短管的截面積；從廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取該時(shí)刻下的汽包壓力Pqb、過(guò)熱蒸汽壓力P-過(guò)熱蒸汽溫度T-過(guò)熱蒸汽質(zhì)量流量D# ； 步驟2:根據(jù)覆蓋全操作工況的工質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)服務(wù)器上傳的工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)即溫度壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻k，汽包出口飽和蒸汽溫度Tqb、過(guò)熱通道各段短管工質(zhì)溫度Tgz (i)和壓力pgz (i)、各級(jí)換熱器各處的工質(zhì)密度Pgz(i)； 步驟3:建立過(guò)熱通道工質(zhì)質(zhì)量衡算模型計(jì)算過(guò)熱通道中的工質(zhì)質(zhì)量變化率，并結(jié)合由測(cè)點(diǎn)獲得的過(guò)熱蒸汽質(zhì)量流量Dy實(shí)時(shí)計(jì)算汽包出口處飽和蒸汽質(zhì)量流量Dbh ； 以時(shí)刻h為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，使用汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，以時(shí)間先后為序，分別計(jì)算Δ t>t0+2 Δ t、......Α+η Δ t時(shí)刻下相應(yīng)的飽和蒸汽質(zhì)量流量Dbh (tQ)、Dbh(t0+ Δ t)、Dbh(t0+2 Δ t)、……、Dbh(t0+n Δ t)，并繪制Dbh隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線； 步驟3中，所述過(guò)熱通道工質(zhì)質(zhì)量衡算模型具體為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，其特征在于，步驟2中，所述工質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)由IF97公式建立。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃煤機(jī)組汽包出口飽和蒸汽質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量方法，其特征在于，步驟2中，所述過(guò)熱通道各段短管工質(zhì)壓力pgz (i)由過(guò)熱通道內(nèi)測(cè)點(diǎn)處的溫度Tgz和壓力Pgz線性計(jì)算獲得。
【文檔編號(hào)】G01F1/86GK103697958SQ201310697754
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】袁景淇, 于彤, 徐亮, 胡斌, 劉欣, 潘玉霖, 曾豪駿, 成寶琨, 惠兆宇 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)