一种冷却塔循环水流量测量方法与流程

1.本发明涉及冷却塔循环水流量测量技术领域，具体是一种冷却塔循环水流量测量方法。


背景技术：

2.冷却塔循环水流量是火力发电厂运行的一个关键参数，循环水流量的大小直接关系到冷却塔进出塔水温、凝汽器端差、机组背压以及电厂用电率。实现电厂循环水流量的测量和监测对电厂运行具有重要意义。
3.目前，国内大多数电厂缺少对电厂循环水流量的测量和实时监测，主要通过测试循环水泵出口压力，然后根据水泵出口压力与流量关系特性曲线反推循环水流量，反推出的流量与实际水量偏差较大，少数电厂通过在循环水母管上增设超声波流量计来测量，由于循环水管道直径较大，需要直管段较长，很少有电厂循环水管路系统直管段长度满足超声波流量计安装要求，因此循环水流量的准确测量和监测一直是电厂的一个难题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明提出一种冷却塔循环水流量测量方法，以准确获得冷却塔循环水流量。
5.本发明提供的一种冷却塔循环水流量测量方法，包括下述步骤：
6.s1、冷却塔各测点布置：冷却塔的喉部布置若干出塔气温及空气流速测点，该位置空气流速均匀，流速不易受到外界环境风干扰，能够准确测量冷却塔出塔气温及空气流速；冷却塔的周部布置若干进塔气温测点，且距离地面1.5-2.0m；距离冷却塔50m以外开阔地带布置大气压力测点；冷却塔内设置竖井，所述竖井内布置进塔水温测点；冷却塔内设置集水池和若干收水槽，所述收水槽连接所述竖井与集水池，所述收水槽的末端布置出塔水温测点；
7.s2、冷却塔各测点测量：将各测量仪表按照步骤1中各测点布置要求进行布置，冷却塔运行时，实时测量上述各个参数，得到各测点的测量结果；
8.s3、测量结果整理：对步骤2中得到的各测点的测量结果进行整理，具体整理的步骤如下:
9.1)计算进塔空气焓:计算进塔空气干球温度和湿球温度平均值；
[0010][0011]
其中，θj—进塔空气平均干球温度，℃；θ
j,k
—第k测点进塔空气干球温度，℃；
[0012][0013]
其中，τj—进塔空气平均湿球温度，℃；τ
j,k
—第k测点进塔空气湿球温度，℃；
[0014]
[0015]
其中，为进塔空气相对湿度；p"
τ
—干球温度对应的饱和蒸汽压力，pa；pa—大气压力，pa；p"
θ
—干球温度对应的饱和蒸汽压力，pa；
[0016]
其中，饱和蒸汽压力p"v按纪利于1939年发表的纪利公式计算：
[0017][0018]
其中，t——k氏温度，k；
[0019]
p"v——温度t对应的饱和蒸汽压力，105pa；
[0020][0021]
其中，ij—进塔空气焓，j/kg；其余符号同前；
[0022]
2)计算出塔空气焓：
[0023][0024]
其中，θo—出塔空气平均干球温度，℃；θ
o,k
—第k测点出塔空气干球温度，℃；出塔空气为饱和空气，故τo＝θo，τ
o,k
＝θ
o,k
，其中，τo—出塔空气平均湿球温度，℃；τ
o,k
—第k测点出塔空气湿球温度，℃；
[0025][0026]
其中，io—出塔空气焓，j/kg；
[0027]
3)计算出塔空气质量流量：
[0028][0029]
其中，ρd—干空气密度，即1m3湿空气中干空气的质量，
㎏
/m3；pd—干空气所对应的压力，pa；rd—干空气气体常数，值为287.14j/(
㎏
·
k)；出塔空气为饱和空气，
[0030][0031]
其中，vo—出塔空气平均流速，m/s；v
o,k
—第k测点出塔空气平均流速，m/s；
[0032][0033]
其中，ma—干空气质量流量，m/s；ro—塔喉部半径，m；sh—塔喉部断面面积；
[0034]
4)计算循环水进出水温差：
[0035][0036]
其中，t2—出塔水温，℃；t
2,k
—第k测点出塔水温，℃；
△
t＝t
1-t2，其中，
△
t—循环水温差，℃；t1—进塔水温，℃；
[0037]
5)计算循环水流量：
[0038]qw
ma*(i
o-ij)/cw*
△
t，
[0039]
其中，qw—循环水流量，kg/s；cw—水的比热，j/(kg
·
℃)。
[0040]
优选地，s1中，所述出塔气温及空气流速测点按照等面积环方式布置在两条相互垂直的直径上，且所述出塔气温及空气流速测点不少于10个；所述出塔气温及空气流速测
点与塔中心的距离为：其中，rn—塔中心到各出塔气温及空气流速测点的距离，m；r—塔喉部半径，m；n—自塔中心起各出塔气温及空气流速测点的编号；m—等面积环个数。
[0041]
优选地，s2中，于所述出塔气温及空气流速测点布置第一铂电阻温度计和叶轮风速仪，所述叶轮风速仪安装时与空气来流方向垂直。
[0042]
优选地，所述第一铂电阻温度计的分辨率不低于0.2℃，精度不低于0.5级。
[0043]
优选地，所述叶轮风速仪的精度为
±
0.1℃。
[0044]
优选地，s2中，于所述进塔气温测点布置第二铂电阻温度计。
[0045]
优选地，s2中，于所述大气压力测点布置气压计，所述气压计的精度不低于0.25级。
[0046]
优选地，s2中，于所述进塔水温测点布置第三铂电阻温度计，所述第三铂电阻温度计的分辨率不低于0.1℃，精度不低于0.5级，确保第三铂电阻温度计被竖井内的水位淹没。
[0047]
优选地，s2中，于所述出塔水温测点布置第四铂电阻温度计。
[0048]
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明利用冷却塔空气与循环水之间能量传热能量守恒原理，通过测量冷却塔进塔水温、出塔水温、进塔空气干球温度、相对湿度以及出塔气温，计算出循环水流程，能够准确获得冷却塔循环水流量，实现电厂循环水流量的有效测量和监测。
附图说明
[0049]
图1是本发明实施例的结构示意图。
[0050]
其中，1、冷却塔；2、出塔气温及空气流速测点；3、进塔气温测点；4、集水池；5、大气压力测点；6、竖井；7、进塔水温测点；8、收水槽；9、出塔水温测点。
具体实施方式
[0051]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0052]
实施例
[0053]
如图1所示，一种冷却塔循环水流量测量方法，包括下述步骤：
[0054]
s1、冷却塔各测点布置：冷却塔1的喉部布置数个出塔气温及空气流速测点2；冷却塔1的周部布置进塔气温测点3，进塔气温测点3沿冷却塔1均匀布置4个；距离冷却塔50m以外开阔地带布置大气压力测点5；冷却塔1的中心处设置竖井6，竖井6内布置进塔水温测点7；冷却塔1内设置集水池4和四个收水槽8，收水槽8的末端靠近集水池4的边缘处布置出塔水温测点9。收水槽8为三角形，一端与塔中心的竖井6相连，另一端与集水池4的边缘相连，收水槽8以一定坡度从塔中心向集水池4的边缘延伸(塔中心高，集水池边缘低)，使循环水出水沿收水槽8流出，便于实时准确测得冷却塔出塔水温。
[0055]
其中，出塔气温及空气流速测点2按照等面积环方式布置在两条相互垂直的直径上，出塔气温及空气流速测点2与塔中心的距离为：其中，rn—塔中心到各出
塔气温及空气流速测点的距离，m；r—塔喉部半径，m；n—自塔中心起各出塔气温及空气流速测点的编号；m—等面积环个数。
[0056]
s2、冷却塔各测点测量：将各测量仪表按照步骤1中各测点布置要求进行布置，冷却塔运行时，实时测量上述各个参数，得到各测点的测量结果；其中，于出塔气温及空气流速测点2布置第一铂电阻温度计和叶轮风速仪，所述叶轮风速仪安装时与空气来流方向垂直，所述第一铂电阻温度计的分辨率不低于0.2℃，精度不低于0.5级，所述叶轮风速仪的精度
±
0.1℃；于进塔气温测点3布置第二铂电阻温度计；于大气压力测点5布置气压计，所述气压计的精度不低于0.25级，分辨率为0.1hpa；于进塔水温测点7布置第三铂电阻温度计，所述第三铂电阻温度计的分辨率不低于0.1℃，精度不低于0.5级，同时确保第三铂电阻温度计被竖井6内的水位淹没；于出塔水温测点9布置第四铂电阻温度计。
[0057]
s3、测量结果整理：对步骤2中得到的各测点的测量结果进行整理，具体整理的步骤如下:
[0058]
1)计算进塔空气焓:计算进塔空气干球温度和湿球温度平均值：
[0059][0060]
其中，θj—进塔空气平均干球温度，℃；θ
j,k
—第k测点进塔空气干球温度，℃；
[0061][0062]
其中，τj—进塔空气平均湿球温度，℃；τ
j,k
—第k测点进塔空气湿球温度，℃；
[0063][0064]
其中，为进塔空气相对湿度；p"
τ
—干球温度对应的饱和蒸汽压力，pa；pa—大气压力，pa；p"
θ
—干球温度对应的饱和蒸汽压力，pa；
[0065][0066]
其中，ij—进塔空气焓，j/kg；其余符号同前；
[0067]
2)计算出塔空气焓：
[0068][0069]
其中，θo—出塔空气平均干球温度，℃；θ
o,k
—第k测点出塔空气干球温度，℃；出塔空气为饱和空气，故τo＝θo，τ
o,k
＝θ
o,k
，其中，τo—出塔空气平均湿球温度，℃；τ
o,k
—第k测点出塔空气湿球温度，℃；
[0070][0071]
其中，io—出塔空气焓，j/kg；
[0072]
3)计算出塔空气质量流量：
[0073][0074]
其中，ρd—干空气密度，即1m3湿空气中干空气的质量，
㎏
/m3；pd—干空气所对应的
压力，pa；rd—干空气气体常数，值为287.14j/(
㎏
·
k)；出塔空气为饱和空气，
[0075][0076]
其中，vo—出塔空气平均流速，m/s；v
o,k
—第k测点出塔空气平均流速，m/s；
[0077][0078]
其中，ma—干空气质量流量，m/s；ro—塔喉部半径，m；sh—塔喉部断面面积；
[0079]
4)计算循环水进出水温差：
[0080][0081]
其中，t2—出塔水温，℃；t
2,k
—第k测点出塔水温，℃；
△
t＝t
1-t2，其中，
△
t—循环水温差，℃；t1—进塔水温，℃；
[0082]
5)计算循环水流量：
[0083]qw
ma*(i
o-ij)/cw*
△
t，
[0084]
其中，qw—循环水流量，kg/s；cw—水的比热，j/(kg
·
℃)。
[0085]
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。