專利名稱：發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法和監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力生產(chǎn)及設(shè)備術(shù)性能監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法和監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，燃煤火力發(fā)電為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力能源，同時(shí)大量消耗一次能源和水資源。隨著地球能源日趨枯竭，節(jié)能降耗勢在必行，發(fā)電企業(yè)都在積極采取節(jié)能降耗的措施。汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)對汽輪機(jī)的運(yùn)行優(yōu)化、狀態(tài)監(jiān)督及評估、技術(shù)改造、經(jīng)濟(jì)性和安全性評價(jià)等方面起到重要的作用?，F(xiàn)在的300MW及以上的機(jī)組，除了運(yùn)行監(jiān)視的測點(diǎn)外，都預(yù)留供熱力試驗(yàn)的專用試驗(yàn)測點(diǎn)，便于電力服務(wù)技術(shù)人員安裝經(jīng)校驗(yàn)的高精度儀器，為準(zhǔn)確測量提供了方便。新投產(chǎn)或通流改造后的機(jī)組，必須進(jìn)行熱力性能考核試驗(yàn)，以考核或摸清機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況，為節(jié)能改造提供參考依據(jù)。電廠DCS測點(diǎn)存在壓力，溫度，流量不準(zhǔn)等問題，若利用其數(shù)據(jù)來評價(jià)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，會(huì)影響評價(jià)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度。現(xiàn)有的熱力試驗(yàn)，大多是利用DCS系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集器記錄的數(shù)據(jù)，然后取壓力、溫度、流量的平均值，得出機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為靜態(tài)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果的確定度差，不能整體反映機(jī)組在實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，能實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，指導(dǎo)試驗(yàn)控制和故障排查，增加試驗(yàn)結(jié)果的可信度。本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，監(jiān)測步驟如下:
⑴基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括機(jī)組蒸汽系統(tǒng)的壓力、溫度、流量；
⑵利用熵增模塊(001)判斷收集的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如果S1 > S2，利用機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)，進(jìn)行機(jī)組熱平衡及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算，如果S1 < S2，排查故障，直到S1>S2；
其中:
S為水蒸汽壓力,溫度對應(yīng)的熵值,下標(biāo)1、2代表沿蒸汽膨脹方向?qū)?yīng)的熵值；
⑶利用流量計(jì)算模塊(002)，將步驟I流量差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量DnsO，將DnsO輸入到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)；
⑷利用機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)，計(jì)算機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，計(jì)算過程為:
①設(shè)定迭代區(qū)間Dmax、Dmin,假設(shè)迭代初始值Dtl=(Dmax+Dmin)/2 ；
②進(jìn)行熱平衡計(jì)算，得出計(jì)算凝結(jié)水流量Dns；
③判定試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量DnsO和凝結(jié)水流量Dns相對誤差值是否小于給定值cps，即(ABS (DnsO- Dns)/ DnsO) < cps ；
④如果試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量和計(jì)算凝結(jié)水流量相對誤差值小于給定值cps，輸出給水流量，以給水流量為基準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)組熱能經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；
⑤如果試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量和計(jì)算凝結(jié)水流量相對誤差值大于給定值cps，比較Dns是否大于DnsO ；
⑥如果Dns大于DnsO,設(shè)定Dmax=D0, Dtl= (Dmax+Dmin)/2,返回步驟①,進(jìn)行熱平衡計(jì)
算；
⑦如果Dns小于DnsO,設(shè)定Dmin=Dtl,D0= (Dmax+Dmin)/2,返回步驟①,進(jìn)行熱平衡計(jì)
算；
其中:
DnsO為試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量；Dns為計(jì)算凝結(jié)水流量！Dci為迭代初始值；
Dmax為迭代區(qū)間最大值；Dmin為迭代區(qū)間最小值；cps為給定值。利用流量計(jì)算模塊(002)計(jì)算試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量DnsO，計(jì)算用流體力學(xué)計(jì)算公式，計(jì)算過程為:
⑴假設(shè)雷諾數(shù)處置ReO ；
⑵計(jì)算流量系數(shù)C=/(Re，d)；
⑶計(jì)算流量 qm=f(Re, d、Zl p、P),
(4)計(jì)算雷諾數(shù)Re=/(d, qm)；
(5)判斷是否(ABS(ReO-Re)/ReO) < cps ；
(6)如果ABS(ReO-Re)/ ReO) < cps，輸出試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊
(003)；
(7)如果ABS(ReO-Re)/ ReO) > cps，則返回到步驟⑵；
其中:
Re為雷諾數(shù)；qm為流量，t/h ；ReO為初始雷諾數(shù)；d為測量管道直徑，mm ；A p為差壓，kPa ； P為測量工質(zhì)的密度，kg/m3 K為噴嘴或者孔板的流出系數(shù)。機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括加熱器端差、缸效率和熱耗率。排查的故障為測量元件和測量裝置的故障。本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)終端、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集儀和I 20塊IPM采集板，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集儀和IPM采集板連接，IPM采集板之間通過數(shù)據(jù)電纜連接。IPM采集板分別與電源、變送器和熱電偶連接。電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)除以上功能外，還支持其它實(shí)時(shí)監(jiān)測功能的擴(kuò)展。本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法基于基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用熵增模塊、流量計(jì)算模塊和機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊計(jì)算出機(jī)組的給水量，并且以此為基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，提高了評價(jià)和監(jiān)測的準(zhǔn)確性，增加了試驗(yàn)結(jié)果的可信度。利用機(jī)組熱力性能試驗(yàn)涉及面廣，試驗(yàn)精度要求高，試驗(yàn)工況要求嚴(yán)格。本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)可以指導(dǎo)試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中控制試驗(yàn)和排查故障，減少故障排查的盲目性和試驗(yàn)偏差，降低試驗(yàn)成本，提高工作效率。


圖1為本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測過程的流程 圖2為發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)示意 圖3為發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測過程框圖。其中:
I一終端、2 一 IPM米集板、3 一熱電偶、4 一計(jì)算機(jī)、5 一數(shù)據(jù)米集儀、6 一電源、7 一變送器、8—數(shù)據(jù)電纜、001—熵增模塊、002—流量計(jì)算模塊、003—機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2所示，包括數(shù)據(jù)終端1、計(jì)算機(jī)4、數(shù)據(jù)采集儀5和I 20塊IPM采集板2。計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集儀和IPM采集板連接，IPM采集板之間通過數(shù)據(jù)電纜8連接。IPM采集板分別與電源6、變送器7和熱電偶3連接。本發(fā)明發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測過程如圖1，圖3所示，監(jiān)測步驟如下: ⑴基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括機(jī)組蒸汽系統(tǒng)的壓力、溫
度、流量。采集的原始數(shù)據(jù)見表1:
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，監(jiān)測步驟如下: (1)基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，所述原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括機(jī)組蒸汽系統(tǒng)的壓力、溫度、流量； ⑵利用熵增模塊(OOl)判斷收集的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如果S1 > S2，利用機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)，進(jìn)行機(jī)組熱平衡及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算，如果S1 < S2，排查故障，直到S1>S2； 其中: S為水蒸汽壓力,溫度對應(yīng)的熵值,下標(biāo)1、2代表沿蒸汽膨脹方向?qū)?yīng)的熵值； ⑶利用流量計(jì)算模塊(002)，將步驟I流量差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量DnsO，將DnsO輸入到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)； ⑷利用機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)，計(jì)算機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，計(jì)算過程為: ①設(shè)定迭代區(qū)間 Dmax、Dmin,假設(shè)迭代初始值Dtl=(Dmax+Dmin)/2 ； ②進(jìn)行熱平衡計(jì)算，得出計(jì)算凝結(jié)水流量Dns； ③判定試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量DnsO和凝結(jié)水流量Dns相對誤差值是否小于給定值cps，即(ABS (DnsO- Dns)/ DnsO) < cps ； ④如果試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量和計(jì)算凝結(jié)水流量相對誤差值小于給定值cps，輸出給水流量，以給水流量為基準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)組熱能經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)； ⑤如果試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量和計(jì)算凝結(jié)水流量相對誤差值大于給定值cps，比較Dns是否大于DnsO ； ⑥如果Dns大于DnsO,設(shè)定Dmax=D0, Dtl= (Dmax+Dmin)/2,返回步驟①,進(jìn)行熱平衡計(jì)算； ⑦如果Dns小于DnsO,設(shè)定Dmin=Dtl,D0= (Dmax+Dmin)/2,返回步驟①,進(jìn)行熱平衡計(jì)算； 其中: DnsO為試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量；Dns為計(jì)算凝結(jié)水流量！Dci為迭代初始值； Dmax為迭代區(qū)間最大值；Dmin為迭代區(qū)間最小值；cps為給定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，其特征是:所述流量計(jì)算模塊(002)的計(jì)算過程為: ⑴假設(shè)雷諾數(shù)處置ReO ； ⑵計(jì)算流量系數(shù)C=/(Re，d)； ⑶計(jì)算流量 qm=f(Re, d、Zl p、P), (4)計(jì)算雷諾數(shù)Re=/(d, qm)； (5)判斷是否(ABS(ReO-Re)/ReO) < cps ； (6)如果ABS(ReO-Re)/ ReO) < cps，輸出試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊(003)； (7)如果ABS(ReO-Re)/ ReO) > cps，則返回到步驟⑵； 其中: Re為雷諾數(shù)；qm為流量，t/h ；ReO為初始雷諾數(shù)；d為測量管道直徑，mm ；A p為差壓，kPa ； P為測量工質(zhì)的密度，kg/m3 K為噴嘴或者孔板的流出系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，其特征是:機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括:加熱器端差、缸效率和熱耗率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，其特征是:所述排查的故障為測量元件和測量裝置的故障。
5.一種發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述檢測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)終端(I )、計(jì)算機(jī)(4)、數(shù)據(jù)采集儀(5)和I 20塊IPM采集板(2)，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集儀和IPM采集板連接，IPM采集板之間通過數(shù)據(jù)電纜(8)連接；所述IPM采集板分別與電源(6)、變送器(7)和熱電偶(3)連接 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法和監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)終端、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集儀和1～20塊IPM采集板，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集儀和IPM采集板連接，IPM采集板之間通過數(shù)據(jù)電纜連接。檢測步驟為⑴采集原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑵利用熵增模塊判斷收集的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；⑶利用流量計(jì)算模塊，將步驟1流量差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水流量Dns0，并輸入到機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊。⑷利用機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)模塊，計(jì)算機(jī)組的機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。本發(fā)明基于基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，控制試驗(yàn)和排查故障，減少故障排查的盲目性和偏差，降低試驗(yàn)成本，提高了評價(jià)和監(jiān)測的準(zhǔn)確性和檢測結(jié)果的可信度。
文檔編號(hào)G01M15/00GK103217292SQ20131010733
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者李瓊, 張營, 郭江龍, 吳瑞濤 申請人:國家電網(wǎng)公司, 河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所