高压旁路蒸汽泄漏量及减温水流量的计算方法

摘要

本发明公开了一种高压旁路蒸汽泄漏量及减温水流量的计算方法，包括：测量各相关水和蒸汽参数；查询水和水蒸汽性质表，分别求得各相关水和蒸汽焓；通过进行热平衡和质量平衡的计算，建立有关高旁蒸汽泄漏量和高旁减温水流量的方程组并计算。本发明的有益效果：通过现场测定和理论计算相结合的方式计算出汽轮发电机组高压旁路蒸汽泄漏量及高压旁路减温水流量的数值，由此可以具体分析高旁蒸汽泄漏及高旁减温水投入对机组运行经济性的影响值，准确计算机组运行时的热耗率，对于准确评价汽轮发电机组的运行经济性具有重要意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种热力计算中汽轮发电机组高压旁路蒸汽泄漏量及高压旁路减温水流量的 计算方法。

背景技术

汽轮发电机组高压旁路（简称高旁），是指将新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热器入 口的管道。高旁在机组启动和事故处理中都会用到。当高旁投入时，为了保证机组运行安全， 降低蒸汽进入旁路后的温度，高旁减温水也会相应投入。由于通过高旁的新蒸汽没有进入汽 轮机高压缸做功，从而会降低机组运行的经济性，因此，机组正常运行时，高压旁路门是关 闭的，相应的高旁减温水门也是关闭的，正常情况下新蒸汽和减温水是不会进入高旁的。

由于机组大修期间管道中铁屑清理不够彻底或安装不到位等原因，就会导致高压旁路门 关闭不严，新蒸汽进入高旁，高旁后温度升高，高旁减温水投入。由于高旁蒸汽泄漏量及高 旁减温水流量不配置测量元件进行测量，因此，无法计算出蒸汽在再热器的吸热量，从而无 法准确计算机组运行时的热耗率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种高压旁路蒸汽泄漏量及减温水流量的 计算方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高压旁路蒸汽泄漏量及减温水流量的计算方法，包括以下步骤：

（1）分别测量主蒸汽压力、主蒸汽温度、高压旁路后蒸汽温度、高压旁路减温水压力、 高压旁路减温水温度、高压缸排汽压力、高压缸排汽温度、冷再热蒸汽压力、冷再热蒸汽温 度以及高压缸各抽汽所对应加热器的进汽压力、进汽温度、出水温度、进水温度和疏水温度， 同时测量给水流量和过热器减温水流量。

（2）查询水和水蒸汽性质表，分别求得主蒸汽焓、高压旁路后蒸汽焓、高压旁路减温水 焓、高压缸排汽焓、冷再热蒸汽焓以及高压缸各抽汽所对应加热器的进汽焓、进水焓、出水 焓、疏水焓。

（3）由高压旁路新蒸汽管道、高压旁路减温水管道和高压旁路减温后管道组成一个进出 系统，进行热平衡和质量平衡的计算，建立计算高压旁路蒸汽泄漏流量的第一个方程式。

（4）通过高压缸各抽汽所对应加热器的热平衡和质量平衡计算，得到各加热器进汽流量， 建立表达式得到高压缸排汽流量。

（5）通过由高压旁路新蒸汽进汽管路、高压旁路减温水管路、高压缸排汽管路和冷再热 蒸汽管路组成的进出系统进行热平衡和质量平衡计算，建立计算高压旁路减温水流量的第二 个方程式。

（6）由步骤（3）和步骤（5）建立的两个方程式组成方程组计算得到高压旁路蒸汽泄漏 量和高压旁路减温水流量。

所述步骤（3）中第一个方程式为：

G_hp＝(h_hpb-h_hpd)×G_hpd/(h_ms-h_hpd)

其中，G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；h_hpd为高压旁路减温水焓；h_hpb为高压旁路后蒸汽 焓；G_hpd为高压旁路减温水流量；h_ms为主蒸汽焓。

所述步骤（4）中高压缸排汽流量的表达式为：

$G_{\mathrm{hpe}}=G_{\mathrm{fw}}+G_{\mathrm{shs}}-G_{\mathrm{hp}}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{G}_i-G_e$

其中，

$\left(\begin{array}{c}{G}_1=G_{\mathrm{fw}}\times (h_{t1}-h_{t2})/(h_{i1}-h_{\mathrm{ts}1})\\ G_2=(G_{\mathrm{fw}}\times (h_{t2}-h_{t3})-G_1\times (h_{\mathrm{ts}1}-h_{\mathrm{ts}2}))/(h_{i2}-h_{\mathrm{ts}2})\\ .\\ .\\ .\\ G_n=(G_{\mathrm{fw}}\times (h_{\mathrm{tn}}-h_{t(n+1)})-\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}{G}_i\times (h_{\mathrm{tsn}}-h_{\mathrm{ts}(n-1)}))/(h_{\mathrm{in}}-h_{\mathrm{tsn}})\end{array}\right)$

其中，G_fw为给水流量；G_shs为过热器减温水流量；G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；G_e为 高压门杆及高压缸前、后轴封漏汽量，取设计值；G₁-G_n为高压缸第一级抽汽到最后一级抽汽 对应加热器的进汽流量，n为正实数；h_t1-h_t(n+1)为高压缸第一级抽汽到第n+1级抽汽对应加热 器的出水焓，n为正实数；h_i1-h_in为高压缸第一级抽汽到第n级抽汽对应加热器的进汽焓，n 为正实数；h_ts1-h_tsn为高压缸第一级抽汽到第n级抽汽对应加热器的疏水焓，n为正实数。

所述步骤（5）中第二个方程式为：

G_hpd＝(G_hpe×h_hpe+G_hp×h_ms-(G_hp+G_hpe)×h_crs)/(h_crs-h_hpd)

其中，G_hpd为高压旁路减温水流量；G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；G_hpe为高压缸排汽流 量；h_hpe为高压缸排汽焓；h_ms为主蒸汽焓；h_crs为冷再热蒸汽焓；h_hpd为高压旁路减温水焓。

本发明的有益效果是：通过现场测定和理论计算相结合的方式计算出汽轮发电机组高压 旁路蒸汽泄漏量及高压旁路减温水流量的数值，由此可以具体分析高旁蒸汽泄漏及高旁减温 水投入对机组运行经济性的影响值，准确计算机组运行时的热耗率，对于准确评价汽轮发电 机组的运行经济性具有重要意义。

附图说明

图1为本发明系统结构及测量计算示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

图1给出了本发明确定高旁蒸汽泄漏量及高旁减温水流量方法的系统图，需要测量主蒸 汽压力、主蒸汽温度、高旁后蒸汽温度、高旁减温水压力、高旁减温水温度、高压缸排汽压 力、高压缸排汽温度、冷再热蒸汽压力、冷再热蒸汽温度，及高压缸各抽汽所对应加热器的 进汽压力、进汽温度、出水温度、进水温度、疏水温度，同时测量给水流量和过热器减温水 流量。

查询水和水蒸汽性质表，分别求得主蒸汽焓、高压旁路后蒸汽焓、高压旁路减温水焓、 高压缸排汽焓、冷再热蒸汽焓以及高压缸各抽汽所对应加热器的进汽焓、进水焓、出水焓、 疏水焓。

由高压旁路新蒸汽管道、高压旁路减温水管道和高压旁路减温后管道组成一个进出系统， 进行热平衡和质量平衡的计算，建立第一个方程式如下：

G_hp＝(h_hpb-h_hpd)×G_hpd/(h_ms-h_hpd)

其中，G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；h_hpd为高压旁路减温水焓；h_hpb为高压旁路后蒸汽 焓；G_hpd为高压旁路减温水流量；h_ms为主蒸汽焓。

通过高压缸各抽汽所对应加热器的热平衡和质量平衡计算，得到各加热器进汽流量，以 高压旁路蒸汽泄漏量为未知量可以表示得到高压缸排汽流量，表达式为：

$G_{\mathrm{hpe}}=G_{\mathrm{fw}}+G_{\mathrm{shs}}-G_{\mathrm{hp}}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{G}_i-G_e$

其中，$\left(\begin{array}{c}{G}_1=G_{\mathrm{fw}}\times (h_{t1}-h_{t2})/(h_{i1}-h_{\mathrm{ts}1})\\ G_2=(G_{\mathrm{fw}}\times (h_{t2}-h_{t3})-G_1\times (h_{\mathrm{ts}1}-h_{\mathrm{ts}2}))/(h_{i2}-h_{\mathrm{ts}2})\\ .\\ .\\ .\\ G_n=(G_{\mathrm{fw}}\times (h_{\mathrm{tn}}-h_{t(n+1)})-\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}{G}_i\times (h_{\mathrm{tsn}}-h_{\mathrm{ts}(n-1)}))/(h_{\mathrm{in}}-h_{\mathrm{tsn}})\end{array}\right);$G_fw为给水流量；G_shs为 过热器减温水流量；G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；G_e为高压门杆及高压缸前、后轴封漏汽 量，取设计值；G₁-G_n为高压缸第一级抽汽到最后一级抽汽对应加热器的进汽流量，n为正实 数；h_t1-h_t(n+1)为高压缸第一级抽汽到第n+1级抽汽对应加热器的出水焓，n为正实数；h_i1-h_in为高压缸第一级抽汽到第n级抽汽对应加热器的进汽焓，n为正实数；h_ts1-h_tsn为高压缸第一 级抽汽到第n级抽汽对应加热器的疏水焓，n为正实数。

通过由高压旁路新蒸汽进汽管路、高压旁路减温水管路、高压缸排汽管路和冷再热蒸汽 管路组成的进出系统进行热平衡和质量平衡计算，建立第二个方程式如下：

G_hpd＝(G_hpe×h_hpe+G_hp×h_ms-(G_hp+G_hpe)×h_crs)/(h_crs-h_hpd)

其中，G_hpd为高压旁路减温水流量；G_hp为高压旁路蒸汽泄漏流量；G_hpe为高压缸排汽流 量；h_hpe为高压缸排汽焓；h_ms为主蒸汽焓；h_crs为冷再热蒸汽焓；h_hpd为高压旁路减温水焓。

由上述建立的两个方程式组成方程组计算得到高压旁路蒸汽泄漏量和高压旁路减温水流 量。

应用实例：以某厂N670-24.2/566/566型凝汽式汽轮机为例，其高压旁路结构图如图1所 示，计算结果见下表。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。