一种预测汽轮机热力系统内部运行参数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于发电领域，尤其设及一种预测汽轮机热力系统内部运行参数的方法。
【背景技术】
[0002] 火力发电厂汽轮机性能监测和故障诊断越来越受到电厂的重视，而汽轮机热力系 统的任何内部运行参数与预测值较大偏差均表示：1)可能的设备性能变化或故障；2)可能 的监测仪表测量误差或故障。故，如何通过分析实际机组运行过程汽轮机热力系统内部运 行参数的变化来实时快速分析判断汽轮机运行状态，具有非常重要的意义。
[0003] 在实际机组运行过程中，电厂运行人员主要直接通过监测汽轮机热力系统内部运 行参数变化来评估汽轮机热力系统的运行状况，但是，汽轮机热力系统运行参数的变化除 了与汽轮机热力系统内部设备性能特性有关外，还与外部环境条件变化有关。因此，目前运 种直接采用监测运行参数来评估汽轮机热力系统的运行状况的方法，不能准确判断出汽轮 机性能变化和设备故障诊断。在评估汽轮机热力系统的运行状况时，应该将外部环境条件 变化对运行参数影响因素排除后，才能较准确判断汽轮机性能变化和设备故障诊断。另外， 机组负荷频繁变化，直接采用运行参数变化也不能很好评估汽轮机热力系统的运行状况。
【发明内容】
[0004] 为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种预测汽轮机热力系统内 部运行参数的方法，采用最近一次的全面性的汽轮机试验获得的设备性能数据库，经考虑 实际运行外界条件，可预测宽负荷运行区间汽轮机热力系统的内部运行参数。
[0005] 本发明提供了一种预测汽轮机热力系统内部运行参数的方法，应用于凝汽式汽轮 发电机，包括如下步骤：
[0006] S1、通过一组不同负荷下的全面性汽轮机性能试验，获得汽轮机热力系统中各设 备性能特性参数；
[0007] S2、根据上述负荷下获得的各设备性能特性参数，分别拟合各设备性能特性参数 与给水流量的关系曲线，形成汽轮机热力系统的性能数据库；
[0008] S3、根据汽轮机热力系统的外部环境参数和给水流量测量输入值，通过预测计算 子系统和性能数据库进行计算，得出预测的汽轮机热力系统的内部运行参数。
[0009] 进一步地，步骤S1必须至少在高、中、低=个不同负荷工况下进行试验。
[0010] 进一步地，上述负荷范围为40%THA~100%THA。 W11] 进一步地，步骤S1的各设备性能特性参数包括：高压缸效率、中压缸效率、低压缸 效率、加热器上下端差、各抽汽管道压损、各抽汽级当量通流面积、汽动给水累洽升和再热 器压损。
[0012] 进一步地，步骤S3中的输入值为汽轮机热力系统的外部环境参数和给水流量测 量值，包括汽轮机主蒸汽口前压力化、主蒸汽口前溫度Tm、中压调口前热再热蒸汽溫度化、 凝汽器压力Pk和给水流量m。
[0013] 优选地，所述给水流量需要在全面性汽轮机性能试验时与依据试验标准要求的主 凝结水流量测量计算获得的给水流量进行校核，或者，所述给水流量需要采用依据ASME标 准加工制造的经校验的低P值喉部取压给水流量测量喷嘴。
[0014] 基于上述技术方案的公开，本发明提供的所述预测汽轮机热力系统内部运行参数 的方法，采用最近一次的全面性的汽轮机试验获得的设备性能数据库，经考虑实际运行外 界条件，可预测宽负荷运行区间汽轮机热力系统的内部运行参数；再通过将日常监测运行 参数与本发明获得的预测值比较，可较准确地判断机组运行状态的变化，提高设备使用的 安全性。且，本发明得到的预测值可作为汽轮机性能监测和故障诊断的基准值，可广泛用于 诊断汽轮机性能指标变化和设备故障。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的整体方法流程图；
[0016] 图2为本发明的步骤S3的预测流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明的实施例进行详述。
[0018] 请参阅图1，本实施例提供一种预测汽轮机热力系统内部运行参数的方法，应用于 凝汽式汽轮发电机，包括如下步骤：
[0019] S1、至少在高、中、低S个不同负荷工况（负荷范围：40%THA~100%THA)下进 行全面性的汽轮机性能试验，获得汽轮机热力系统中各设备性能特性参数；
[0020] S2、根据上述负荷下获得的各设备性能特性参数，分别拟合各设备性能特性参数 与给水流量（或其他边界参数）的关系曲线，形成汽轮机热力系统的性能数据库；
[0021] S3、根据汽轮机热力系统的外部环境参数和给水流量测量输入值，通过预测计算 子系统和性能数据库进行计算，得出预测的汽轮机热力系统的内部运行参数。
[0022] 步骤S1的各设备性能特性参数包括：高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率、加热 器上下端差、各抽汽管道压损、各抽汽级当量通流面积、汽动给水累洽升和再热器压损。
[0023] 请参阅图2,步骤S3中的输入值为汽轮机热力系统的外部环境参数和给水流量测 量值，包括汽轮机主蒸汽口前压力化、主蒸汽口前溫度Tm、中压调口前热再热蒸汽溫度化、 凝汽器压力Pk和给水流量m。且所述给水流量需要在全面性汽轮机性能试验时与依据试验 标准要求的主凝结水流量测量计算获得的给水流量进行校核。
[0024] 步骤S2的性能数据库包括但不限于： 阳0巧]1)中压缸效率与给水流量的关系；
[0026] 。低压缸效率（UEEP)与低压缸排汽容积流量的关系；
[0027] 3)汽轮机各抽汽级当量通流面积；
[0028] 4)加热器上端差与给水流量的关系；
[0029] 5)加热器下端差与给水流量的关系；
[0030] 6)各抽汽管道压损与给水流量的关系；
[0031] 7)给水累出口压力与给水流量的关系；
[0032] 8)锅炉再热器压损与给水流量的关系；
[0033] 9)汽动给水累洽升与给水累出口压力的关系；
[0034] 10)汽动给水累进汽流量与给水流量的关系；
[0035] 11)汽轮机轴封泄漏量与给水流量的关系。
[0036] 该预测汽轮机热力系统内部运行参数的方法适用于两种不同配汽方式的汽轮机 热力系统，即喷嘴配汽方式的汽轮机热力系统和节流配汽方式的汽轮机热力系统。两种不 同配汽方式的汽轮机高缸效率均受到主蒸汽口和调节口的节流损失的影响，为了更好地预 测一抽参数，因此定义两个缸效率指标，一是由汽轮机主蒸汽口前蒸汽参数至高压缸一段 抽汽参数计算得到的一段抽汽前高压缸效率；二是由汽轮机主蒸汽口前蒸汽参数至高压缸 排汽参数计算得到的高压缸效率；故，步骤S2的性能数据库还包括：
[0037] 12) -段抽汽前高压缸效率与高压缸进汽容积流量的关系；
[0038] 13)高压缸效率与高压缸进汽容积流量的关系。
[0039] 所述一段抽汽前高压缸效率的计算公式为：
[0040]
[00川其中：nHP1--段抽汽前高压缸效率，％Ams-主蒸汽洽值，kj/kg屯一一 段抽汽洽值，kj/kg屯S---段抽汽等赌洽值，kJ/kg。
[0042] 所述高压缸效率的计算公式为：
[0043]
[0044] 其中：nHP--高压缸效率，％也一一高压缸排汽洽值，kJ/kg也S--高压缸排 汽等赌洽值，kJ/kg。
[0045] 所