一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法和系统与流程

1.本发明属于发电机组节能降耗技术领域，具体涉及一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法和系统。


背景技术：

2.用海水直流冷却的汽轮机组由于直接通过明渠从海里取水，所以整个循环冷却系统的阻力受海水潮位的影响，与此同时，海水里微生物较多，容易形成聚集导致堵塞凝汽器冷却水管，导致循环水系统阻力异常，而循环冷却水的流量大小，直接会影响机组的背压，进而影响煤耗率，对机组的经济和安全运行都有较大影响，另一方面循环系统的阻力对于凝汽器冷却水流量也有较大的影响。
3.针对循环冷却水，现多集中在对循环水流量的测量，但是缺少对整个循环冷却系统阻力的确定，使得在判断整个冷却系统的阻力，进而判断整个系统的堵塞程度存在一定难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法和系统，以解决现有技术中，缺少循环水阻力判断方法的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法，包括以下步骤：
7.步骤1，针对n个泵运行的状态，通过拟合回归确定循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式，其中n为泵的运行数量；
8.步骤2，确定运行泵数量，选择对应的关系式，通过测量的海水潮位获得实时循环水系统阻力。
9.本发明的进一步改进在于：
10.优选的，步骤1中，通过拟合回归确定单泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；通过拟合回归确定双泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；通过拟合回归确定n泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式。
11.优选的，所述循环水系统阻力通过循环泵出口流量和循环泵出口压力计算获得。
12.优选的，所述循环泵出口流量通过循环泵出口流量计测量获得，所述循环泵出口压力通过循环水泵出口压力表(5)测量获得。
13.优选的，海水潮位通过循环水泵前池液位计(2)测量获得。
14.优选的，当n＝1时，单泵运行时的开度为40％。
15.优选的，单泵运行时，单泵开度通过满足虹吸效应时的最低扬程确定。
16.优选的，当n大于等于2时，泵运行时的开度为100％
17.一种海水直流冷却机组循环水系统阻力计算系统，包括：
18.拟合单元，用于针对n个泵运行的状态，通过拟合回归确定循环水系统阻力和海水
潮位之间的关系式；
19.阻力确定单元，用于根据运行泵数量，选择对应的关系式，通过测量的海水潮位获得实时循环水系统阻力。
20.优选的，所述拟合单元包括：
21.单泵运行单元，用于通过拟合回归确定单泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；
22.双泵运行单元，用于通过拟合回归确定双泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；
23.n泵运行单元，用于通过拟合回归确定n个泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.本发明公开了一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法和系统，整个方法基于循环水泵、循环水泵管道、旋转滤网、导波雷达液位计等。对于闭式循环，系统阻力主要与循环水泵的运行方式有关，因此该方法和系统，根据泵的运行数量，建模生成函数自适应曲线，进而实时获得机组实时的循环水系统阻力。对于海水直流冷却机组，要获取实时的系统阻力就需要了解海水潮位的变化，通过海水潮位及循环水泵出口压力，计算出的实时阻力，能够确定出整个系统是否出现异常的堵塞，该方法可实时获得海水直流冷却机组的循环系统阻力，通过阻力的变化值了解系统是否出现异常的阻塞，保证机组的循环冷却水水量，防止循环冷却水的突然减小，维持机组的安全性和经济性。
26.进一步的，通过安装在循环水泵滤网前后的超声波液位计，可以准确知道潮位的变化，然后可以获得潮位变化引起流量的阻力变化关系式，为机组的日常精细化运行提供指导。
27.本发明的目的在于提出一种海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法
附图说明
28.图1为本发明的系统结构图；
29.图2为单泵运行时蝶阀开度-扬程曲线图；
30.图3为单泵运行时蝶阀开度-流量图；
31.图4为本发明的单泵运行时的参数模拟图；
32.图5为本发明的双泵运行时的参数模拟图；
33.图6为本发明的三泵运行时的参数模拟图。
34.其中：1、循环水泵旋转滤网；2、循环水泵前池液位计；3、循环水泵前池；4、循环水泵；5、循环水泵出口压力表；6、凝汽器。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.附图1为本发明的系统示意，结合图1进一步详细说明。
38.参见图1，为本发明中涉及系统的结构图，本发明中涉及的系统包括循环水泵旋转滤网1、循环水泵前池液位计2、循环水泵前池3、循环水泵4、循环水泵出口压力表5和凝汽器6。
39.循环水泵前池3前设置有若干个循环水泵旋转过滤网1，循环水泵前池3中设置有循环水泵前池液位计2，循环水泵前池3的出水口并联连接有三个循环水泵4，每一个循环水泵4的出水口设置有一个循环水泵出口压力表5，三个循环水泵4的出水管路汇合后分成两个管路，共同输入至凝汽器6中。循环水泵前池液位计2为导波雷达液位计。
40.该系统的工作过程为：海水经由取水口来到循环水泵旋转滤网1，通过循环水泵旋转滤网1可以有效过滤大部分杂物，防止堵塞循环冷却水系统，海水进入循环水泵前池3的潮位通过循环水泵前池液位计2进行测量，经过循环水泵4加压后进入循环水母管，循环水泵4出口管道上安装有泵出口压力表和流量表，通过安装在循环水泵4出口管道上的循环水泵5出口压力表测量泵出口压力，通过流量泵测量循环水泵出口流量，循环水泵出口母管上的循环水分成a和b两侧分别进入凝汽器，冷却水6冷却低压缸排汽后重新回到大海中。
41.循环水阻力表示为从循环水泵前池3至凝汽器6冷却水出口之间的阻力。该段之间的阻力在不同的凝汽器6冷却水出口蝶阀开度对应有不同阻力。
42.该方法以能够直接监测到数值的海水潮位作为自变量，以循环水系统阻力作为应变量，模拟出循环水系统阻力和海水潮位之间的函数关系式，其中涉及的影响因素有冷却水出口蝶阀开度和出口流量。
43.该方法核心包括两个步骤，
44.步骤1，通过拟合回归确定单泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；通过拟合回归确定双泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式；
…
，通过拟合回归确定n泵运行时循环水系统阻力和海水潮位之间的关系式。
45.步骤2，确定运行泵数量，选择对应的关系式，通过测量的海水潮位获得实时循环水系统阻力。
46.设定机组的功率为1000mw，配备三台循环水泵，针对上述系统循环水系统中循环水阻力的计算过程为：
47.对于海边开式循环的1000mw机组，单台循环水泵运行，如果凝汽器冷却水出口蝶阀全开的话，可能会导致循泵无法提供足够的扬程来克服系统的阻力，同时可能会破坏循环水系统的虹吸效应；如果凝汽器冷却水出口蝶阀开度太小，会使冷却水流量变小，进而影响汽轮机组的经济性，同时会增加循环水泵的功耗率。对于单台循环水泵运行时，需要寻找凝汽器冷却水出口蝶阀的最大开度。
48.表1不同凝汽器冷却水出口蝶阀开度循泵参数
[0049][0050]
通过图2和图3，可以查到对应凝汽器冷却水出口蝶阀开度不同时的流量及扬程值。由于满足虹吸效应最低要求扬程需要13.5m，所以凝汽器冷却水出口蝶阀的开度为40％。
[0051]
在单台循环水泵运行时，通过循环水泵前池液位计2测量潮位的变化，再通过泵出口压力和循环水泵流量计算整个循环水系统的阻力，详细的计算情况如下表2和图4所示。
[0052][0053]
式中：h
‑‑‑‑‑‑
扬程，m；
[0054]
p2‑‑‑‑‑
出口压力，pa；
[0055]
p1‑‑‑‑‑
进口压力，pa；
[0056]
ρ
‑‑‑‑‑‑‑
进、出口水的平均密度，kg/m3；
[0057]g‑‑‑‑‑‑‑
重力加速度，9.81m/s2；
[0058]
z2‑‑‑‑‑‑
出口测量截面标高，m；
[0059]
z1‑‑‑‑‑‑
进口测量截面标高，m；
[0060]
v2‑‑‑‑‑‑
出口管道流速，m/s；
[0061]
v1
‑‑‑‑‑‑
进口管道流速，m/s。
[0062]
表2单泵运行时的测试数据
[0063]
[0064][0065]
以循环水系统阻力作为应变量，以海水潮位作为自变量，对二者进行拟合回归，可以得出适用于某一个机组的单台循环水泵运行时潮位循环水系统的阻力自适应函数：
[0066][0067]
其中，h
cw
为海水潮位，hz为循环水系统阻力，h
cw
由循环水泵前池液位计2测量获得。
[0068]
在两台运行循环水泵并联运行时，通过导波雷达液位计测量潮位的变化，在通过泵出口压力和循环水泵流量计算整个循环水系统的阻力，详细的计算情况如下表3和图5所示。
[0069]
表3双泵运行时系统运输数据
[0070][0071]
以循环水系统阻力作为应变量，以海水潮位作为自变量，对二者进行拟合回归，可以得出适用于某一个机组的两台循环水泵运行时潮位循环水系统的阻力自适应函数
[0072][0073]
在三台运行循环水泵并联运行时，通过导波雷达液位计测量潮位的变化，在通过泵出口压力和循环水泵流量计算整个循环水系统的阻力，详细的计算情况如下表4和图6所示。
[0074]
表4三泵运行时系统运行数据
[0075][0076]
以循环水系统阻力作为应变量，以海水潮位作为自变量，对二者进行你和回归，可以得出适用于某一个机组的三台循环水泵运行时潮位循环水系统的阻力自适应函数。
[0077][0078]
通过把这些自适应函数加载进入sis系统，通过测量潮位的实时值，并确定运行循环水泵的数量，即可确定整个循环水系统的实时阻力。
[0079]
投运效果
[0080]
采用海海水直流冷却机组循环水系统阻力确定方法，可以实时获得机组循环系统的阻力，及时发现循环水系统的阻力是否异常。通过对循环水系统阻力的准确掌握，保证机组的循环冷却水水量，维持机组的安全性和经济性。
[0081]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。