一种低压切缸系统及低压切缸冷却流量在线获取方法与流程

专利2025-06-25  11


本发明涉及抽汽供热汽轮机组的运行控制技术,具体是一种中压排汽供热机组的低压切缸系统,以及基于该低压切缸系统的低压切缸冷却流量在线获取方法。


背景技术:

1、为满足热电解耦、深度调峰的技术需求,需要对电厂的汽轮机组进行切缸供热改造,以使汽轮机组在低负荷时切除低压缸膨胀做功来提高热效率和经济性。汽轮机组在低压缸切除完成之后,需要对其运行状态进行持续监测,这也包括了对保障低压缸安全运行的最小进汽冷却流量的持续监测,如在持续监测中发现汽轮机组运行异常或参数超出正常范围,则需要及时采取措施进行调整和处理。

2、中压排汽供热机组的常见低压切缸系统如图1所示:

3、在中压缸1的排汽处连接有中压排汽热电偶6、中压排汽压力变送器7、低压冷却主管路3、低压冷却旁路4和供热管路5;其中,中压排汽热电偶6用作测得中压缸1排汽的实时蒸汽温度;中压排汽压力变送器7用作测得中压缸1排汽的实时蒸汽压力;低压冷却主管路3和低压冷却旁路4分不同工况用作向低压缸2输送冷却蒸汽;

4、在低压缸2的进汽处连接有低压进汽热电偶8、低压进汽压力变送器9、低压冷却主管路3和低压冷却旁路4;其中,低压进汽热电偶8用作测得低压缸2进汽的实时蒸汽温度;低压进汽压力变送器9用作测得低压缸2进汽的实时蒸汽压力;

5、在低压缸2的排汽处连接有低压排汽压力变送器10;低压排汽压力变送器10用作测得低压缸2排汽的实时蒸汽压力;

6、在低压冷却主管路3上连接有主蝶阀11,且在低压切缸运行时,低压冷却主管路3上的主蝶阀11处于全关状态,即在低压切缸运行时,输送给低压缸2的冷却蒸汽经低压冷却旁路4流动;

7、在低压冷却旁路4上连接有冷却蒸汽调节阀12,在冷却蒸汽调节阀12下游的低压冷却旁路4上连接有计量前热电偶13、计量前压力变送器14和流量计15;其中,冷却蒸汽调节阀12用作调节进入低压缸2的冷却蒸汽流量;流量计15根据工作特性,需要在前后均形成测温点和测压点,故计量前热电偶13、计量前压力变送器14配合低压缸2进汽处的低压进汽热电偶8、低压进汽压力变送器9使流量计15进行冷却蒸汽流量的测量。

8、在上述中压排汽供热机组的低压切缸系统中,由低压冷却旁路上的流量计对保障低压缸安全运行的最小进汽冷却流量进行持续监测。

9、然而,在上述中压排汽供热机组的低压切缸系统中,不仅需要在低压冷却旁路上另行增设配合流量计的计量前热电偶、计量前压力变送器,而且,由于流量计的工作特性使然,要求在安装位置前形成至少5倍dn长度的直管段、在安装位置后形成至少2倍dn长度的直管段,否则测量结果存在较大误差。如此,上述低压切缸冷却流量的监测技术,不利于汽轮机组在现场改造的结构紧凑化、灵活化,加之流量计的价格偏贵,服役后还需要定期进行拆下的检验及检验后的安装,增大了切缸改造的成本。


技术实现思路

1、本发明的技术目的在于:针对于上述中压排汽供热机组切缸改造的特殊性,以及现有技术的不足,提供一种有利于汽轮机组现场改造的结构紧凑化、灵活化,降低改造和维护成本的低压切缸系统,以及基于该低压切缸系统的低压切缸冷却流量在线获取方法。

2、本发明的技术目的通过下述技术方案实现,一种低压切缸系统,包括中压缸和低压缸;

3、所述中压缸的排汽处连接有中压排汽热电偶、中压排汽压力变送器、低压冷却主管路、低压冷却旁路和供热管路;

4、所述低压缸的进汽处连接有低压进汽热电偶、低压进汽压力变送器、低压冷却主管路和低压冷却旁路,所述低压缸的排汽处连接有低压排汽压力变送器;

5、所述低压冷却主管路上连接有主蝶阀,且在低压切缸运行时,所述低压冷却主管路上的所述主蝶阀处于全关状态;

6、所述低压冷却旁路上连接有冷却蒸汽调节阀,且所述低压冷却旁路上无流量计及计量前热电偶和计量前压力变送器。

7、所述低压切缸系统为中压排汽供热机组在低负荷时切缸供热投运。

8、一种上述低压切缸系统的低压切缸冷却流量在线获取方法,所述在线获取方法包括下列工艺步骤:

9、步骤1.在低压切缸运行前的机组性能考核或监督试验中,开展低压缸上的低压加热器全切试验,利用低压进汽热电偶测得当前的低压进汽温度、低压进汽压力变送器测得当前的低压进汽压力、低压排汽压力变送器测得当前的低压排汽压力,联算获得低压缸进汽处蒸汽流量;

10、步骤2.以低压缸上的低压加热器全切试验下的低压缸进汽处蒸汽流量,以及对应的低压进汽温度、低压进汽压力和低压排汽压力,计算获得低压通流部分的流量特性系数;

11、步骤3.在低压切缸运行时,利用低压进汽热电偶测得当前的低压进汽温度、低压进汽压力变送器测得当前的低压进汽压力、低压排汽压力变送器测得当前的低压排汽压力,通过已获得的低压通流部分流量特性系数,结合当前低压进汽温度、低压进汽压力、低压排汽压力计算获得低压切缸运行时的低压缸进汽处在当前采集时的蒸汽流量。

12、步骤1中,以低压进汽温度、低压进汽压力和低压排汽压力对低压缸进汽处蒸汽流量的联算获得,是以asme性能试验标准中的ptc6规程开展。

13、步骤2中,所述低压通流部分的流量特性系数满足如下关系式:

14、

15、式中:

16、f为低压通流部分的流量特性系数;

17、g0为低压缸上的低压加热器全切试验下,低压缸进汽处蒸汽流量,单位为t/h;

18、p0为低压缸上的低压加热器全切试验下,低压进汽压力变送器测得的低压进汽压力,单位为mpa;

19、pk0为低压缸上的低压加热器全切试验下,低压排汽压力变送器测得的低压排汽压力,单位为mpa;

20、t0为低压缸上的低压加热器全切试验下,低压排汽进汽热电偶测得的低压进汽温度,单位为k。

21、步骤3中,通过已获得的低压通流部分流量特性系数,结合低压进汽温度、低压进汽压力、低压排汽压力计算获得低压切缸运行时的低压缸进汽处蒸汽流量,满足如下关系式:

22、

23、式中:

24、g1为低压切缸运行时的低压缸进汽处,在当前采集时的蒸汽流量,单位为t/h;

25、f为低压通流部分的流量特性系数;

26、p01为低压切缸运行时的低压进汽压力变送器,在当前采集时测得的低压进汽压力,单位为mpa;

27、pk1为低压切缸运行时的低压排汽压力变送器,在当前采集时测得的低压排汽压力,单位为mpa;

28、t01为低压切缸运行时的低压排汽进汽热电偶,在当前采集时测得的低压进汽温度,单位为k。

29、本发明的有益技术效果是:上述技术措施针对于上述中压排汽供热机组切缸改造的技术特殊性,在低压切缸系统中去除了低压冷却旁路上的原用作监测低压切缸冷却流量的流量计,以及配合原流量计的计量前热电偶和计量前压力变送器,如此对中压排汽供热机组进行现场切缸改造时无需考虑流量计的安装技术要求,有利于按照现场环境而因地制宜的进行结构紧凑化、灵活化的切缸改造,可操作性强,且大幅降低了改造和维护成本。

30、基于上述低压切缸系统,将低压切缸的冷却流量监测改为了灵活性好、准确性高的在线计算获取,即以试验工况环境下获得的低压通流部分流量特性系数,对正式运行工况环境下的实时低压进汽温度、低压进汽压力、低压排汽压力的计算结果进行修正,以获得高准确性的低压冷却流量,在原有的测温点、测压点硬件基础上即可实现,无需额外增加冷却流量监测的相关硬件,在满足技术要求的同时,改造及运行维护成本均低,经济性好。


技术特征:

1.一种低压切缸系统,包括中压缸(1)和低压缸(2);

2.根据权利要求1所述低压切缸系统,其特征在于:

3.一种根据权利要求1或2所述低压切缸系统的低压切缸冷却流量在线获取方法,其特征在于,所述在线获取方法包括下列工艺步骤:

4.根据权利要求3所述低压切缸冷却流量在线获取方法,其特征在于:

5.根据权利要求3所述低压切缸冷却流量在线获取方法,其特征在于:

6.根据权利要求1所述低压切缸冷却流量在线获取方法,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种低压切缸系统及低压切缸冷却流量在线获取方法,低压切缸系统的低压冷却管路上无流量计及热电偶和压力变送器。所述在线获取方法包括:步骤1.在切缸投运前按ASME PTC6规程开展低压缸上的低压加热器全切试验,联算获得低压缸进汽处蒸汽流量;步骤2.以步骤1的低压缸进汽处蒸汽流量及对应低压进汽温度、低压进汽压力和低压排汽压力,计算获得低压通流部分的流量特性系数;步骤3.在低压切缸运行时,通过已获得的低压通流部分流量特性系数,结合当前采集时测得的低压进汽温度、低压进汽压力和低压排汽压力,计算获得低压缸进汽处在当前采集时蒸汽流量。本发明在满足技术要求的同时,改造及运行维护成本均低,经济性好。

技术研发人员:史宣平,黄彪,何磊,董天文,孙伟,刘金芳,刘兴波,李煜
受保护的技术使用者:东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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