给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法

摘要

本发明涉及一种给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法，它的推导过程与等效热降方法的前提条件是一致的；同时，与美国国家标准汽轮机性能试验规程ASMEPTC6-2004中的一类修正原则是保持一致的。它的方法为：利用等效热降的方法，保持主蒸汽流量不变，测量出投再热减温水前后的总吸热量变化和做功变化，进而确定投再热减温水前后机组经济性和出力的相对变化，从而检测给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的大小。

说明书

技术领域

本发明涉及一种给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法。

背景技术

给水泵中间抽头引出的再热器减温水对机组运行经济性影响很大，一般再 热器喷水流量每增加锅炉额定负荷的1％，，机组的热经济性约降低0.2％。目前再 热器减温水对机组经济性影响的定量分析中，通常采用等效热降的方法，具体 计算时多数依据林万超主编的《火电厂热系统节能理论》中关于再热器喷水从 给水泵抽头分流的热力分析中的常用方法进行计算。常用方法的推导过程如下： 根据林万超主编的《火电厂热系统节能理论》，喷水系统示意图见图1。

图1中，（a）表示喷水从给水泵抽头分流的系统。这时再热器喷水份额为αps， 由于不经过高压加热器及其产生的汽流不流经汽轮机的高压缸，故少做功：

$\mathrm{\Delta H}={\alpha }_{\mathrm{ps}}[(h_0-h_{\mathrm{zl}})-\underset{r=m+1}{\overset{m}{\Sigma }}{\tau }_r{n}_r^0]$

循环吸热量下降：

$\mathrm{\Delta Q}={\alpha }_{\mathrm{ps}}[(h_0-h_{\mathrm{zl}})-\underset{r=m+1}{\overset{z}{\Sigma }}{\tau }_r-\underset{r=c}{\overset{z}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta \alpha }}_r{\mathrm{\Delta Q}}_{\mathrm{zr}-r}]$

式中，(h₀-h_zl)是1kg喷水由给水焓加热到再热冷段蒸汽焓h_zl所减少的吸热 量；是喷水份额不流经高加而使循环吸热增加的部分；是高压 加热器回热抽汽减少，使再热器流量加大而增加的再热器吸热量部分。

再热喷水引起装置热经济性的相对降低：

${\mathrm{\delta \eta }}_i=\frac{\mathrm{\Delta H}-\mathrm{\Delta Q}{\eta }_i}{H-\mathrm{\Delta H}}\times 100\%$

从常用方法的推导过程可以看出，常用方法是基于除氧器出水流量保持不 变进行推导的，而林万超主编的《火电厂热系统节能理论》指出，等效热降的 计算是以主蒸汽流量保持不变为前提条件的。因此，常用方法的推导过程与等 效热降计算的前提条件有偏差；另外，美国国家标准汽轮机性能试验规程ASME PTC6-2004中指出，试验结果的第一类修正计算是用试验膨胀过程线（试验汽轮 机效率）、规定的循环参数、试验时的轴封漏汽量以及试验时的主蒸汽流量来计 算规定热力循环性能，即一类修正时主蒸汽流量要保持不变。总上所述，采用 常用方法来计算给水泵中间抽头再热减温水对机组性能的影响，其结果也是不 准确的。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种给水泵中间抽头再热减温水 对机组性能影响的检测方法，它完全依据等效热降的计算前提条件，并与美国 国家标准汽轮机性能试验规程ASME PTC6-2004中一类修正保持一致，从而更为 精确的检测给水泵中间抽头再热减温水对机组性能的影响。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法，它的步骤为：

第一步，利用等效热降的方法，保持主蒸汽流量不变，测量出投再热减温 水前后总吸热量变化：

ΔQ＝α_ps(h_zr-h_ps)

式中，h_zr、h_ps、α_ps分别表示再热蒸汽焓值、再热减温水焓值、再热减温水 流量份额；

第二步，利用等效热降的方法，保持主蒸汽流量不变，测量出投再热减温 水前后做功变化为：

$\mathrm{\Delta H}={\alpha }_{\mathrm{ps}}[(h_{\mathrm{zr}}-h_n)-\underset{r=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\tau }_r{n}_r^0]$

式中，h_zr、h_n、α_ps为再热蒸汽焓值、低压缸排汽焓值、再热减温水流量份 额；τ_r、为第r级加热器的给水焓升、第r级的抽汽效率。为增加1kg 再热减温水喷水导致凝结水流量增加1kg而引起的低加和除氧器抽汽流量增加 而带来的做功能力的下降值；

第三步，根据上述两测量值，确定投再热减温水后机组经济性和出力的相 对变化，从而确定给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响大小

${\mathrm{\delta \eta }}_i=\frac{\mathrm{\Delta H}-\mathrm{\Delta Q}{\eta }_i}{H+\mathrm{\Delta H}}\times 100\%$

$\mathrm{\delta P}=\frac{\mathrm{\Delta H}}{H+\mathrm{\Delta H}}\times 100\%$

式中，ΔH为投再热器减温水前后做功的增加值，ΔQ为投再热器减温水前后 吸热量的增加值，H为新蒸汽的净等效热降，η_i为汽轮机装置效率，δη_i为投再 热器减温水前后机组经济性的相对变化值，δP为投再热器减温水前后机组出力 的相对变化值。

本发明的有益效果是：给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测 方法能够简捷、方便、准确地评估给水泵中间抽头再热减温水对机组经济性及 出力的影响，避免了ASME PTC6-2004繁琐的修正计算。给水泵中间抽头再热减 温水对机组性能影响的检测方法与等效热降方法的前提条件是一致的；同时， 与美国国家标准汽轮机性能试验规程ASME PTC6-2004中的一类修正原则是保持 一致的。因此，给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法适合目 前通用的汽轮机性能计算方法和分析方法。

应用实例：某厂N660-24.2/566/566超临界660MW中间再热凝汽式汽轮机， 采用三台高加、一台除氧器、一台低加的热力系统，三台高加逐级自流至除氧 器，四台低加逐级自流至凝汽器热井，#1高加由高压缸抽汽供汽，#2高加由再 热冷段供汽，#3高加由中压缸抽汽供汽，除氧器由中排供汽，#5-#8低加由低压 缸抽汽供汽。其设计工况参数如表1所列。

表1N660-24.2/566/566型机组主要设计参数

考虑再热减温水由给水泵中间抽头提供，喷水份额为主汽流量1％，按照给 水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法进行计算，结果如表2所 列；同时，查询制造厂提供的修正曲线，将再热减温水对机组热耗率及出力的 修正值也列于表2。

表2再热减温水对机组性能的影响比较

从计算结果来看，给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测方法 所得结果与制造厂提供的再热减温水对机组热耗率及出力的修正结果基本一致。

附图说明

图1为再热器喷水系统示意图；

其中，NO_z为第Z级加热器，即最后一级加热器；NO_m+1为第m+1级加热器； NO_m为第m级加热器，即除氧器；h₀为主蒸汽焓；h_lz为冷再热蒸汽焓；h_zr为再热 蒸汽焓。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进步一说明。

图1给出了本发明给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的检测系统 图，首先，利用等效热降的方法测量出各级加热器的给水焓升，用τ_j表示；蒸 汽在加热器的放热量，用q_j表示；疏水在加热器的放热量，用γ_j表示；进而计算 出各级抽汽的抽汽等效热降抽汽效率以及新蒸汽的净等效热降H。

本发明的方法为：

1、运用等效热降的方法测量系统吸热量的变化。

由于主汽流量不变，则通过高加的给水流量不变，所以投再热减温水前后 高加的抽汽流量不变，再热冷段蒸汽流量份额保持不变。

对于未投入再热减温水的系统，总吸热量为：

Q₁＝h₀-h_gs+α_zrσ

投入再热减温水的系统，总吸热量为：

Q₂＝h₀-h_gs+α_zrσ+α_ps(h_zr-h_ps)

投入再热减温水前后，总吸热量变化为：

ΔQ＝α_ps(h_zr-h_ps)

式中，h₀、h_gs、h_ps、σ、α_zr、α_ps分别表示主汽焓值、给水焓值、再热减温 水焓值、再热段吸热量变化、再热冷段蒸汽流量份额、再热减温水流量份额； α_ps(h_zr-h_ps)表示主汽流量保持不变时，将再热减温水加热到再热蒸汽所吸收的热 量。

2、运用等效热降的方法测量系统做功能力变化。

对于未投入再热减温水的系统，做功为：

$H_1=(h_0+\sigma -h_n)-\underset{r=1}{\overset{z}{\Sigma }}{\tau }_r{\eta }_r^0-\mathrm{\Sigma \Pi }$

对于投入再热减温水的系统，做功为：

$H_2=(h_0+\sigma -h_n)-\underset{r=1}{\overset{z}{\Sigma }}{\tau }_r{\eta }_r^0+{\alpha }_{\mathrm{ps}}[(h_{\mathrm{zr}}-h_n)-\underset{r=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\tau }_r{\eta }_r^0]-\mathrm{\Sigma \Pi }$

投入再热减温水前后，做功变化为：

$\mathrm{\Delta H}={\alpha }_{\mathrm{ps}}[(h_{\mathrm{zr}}-h_n)-\underset{r=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\tau }_r{n}_r^0]$

式中，h_zr、h_n为再热蒸汽焓值、低压缸排汽焓值；∑∏为热系统辅助成份做 功损失总和；为通过加热器的凝结水或给水流量增加1kg引起的抽汽流量 增加而带来的做功能力的下降值；为主汽流量不变时，增加α_ps再热减温水份额所带来的做功能力的增加值；为增加1kg再热减温水喷水 导致凝结水流量增加1kg而引起的低加和除氧器抽汽流量增加而带来的做功能 力的下降值。

3、根据上面的两个测量值，确定投再热减温水后机组经济性和出力的相对 变化，从而确定给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的大小

${\mathrm{\delta \eta }}_i=\frac{\mathrm{\Delta H}-\mathrm{\Delta Q}{\eta }_i}{H+\mathrm{\Delta H}}\times 100\%$

$\mathrm{\delta P}=\frac{\mathrm{\Delta H}}{H+\mathrm{\Delta H}}\times 100\%$

式中，ΔH为投再热器减温水前后做功的增加值，ΔQ为投再热器减温水前后 吸热量的增加值，H为新蒸汽的净等效热降，η_i为汽轮机装置效率，δη_i为投再 热器减温水前后机组经济性的相对变化值，δP为投再热器减温水前后机组出力 的相对变化值。