超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统与流程

技术特征：
1.一种超临界火电机组的锅炉外排工质热量损失的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、机组包括汽轮机、锅炉和除氧器，锅炉具有外排管道，所述汽轮机与所述锅炉之间连接有主蒸汽管道，除氧器与锅炉之间连接有给水管道和过热器减温水管道；将锅炉作为整体，确定进水流量和出水流量，进水流量包括给水流量f
fw
和过热器减温水流量f
gr
，出水流量包括主蒸汽流量f
ms
和锅炉外排流量f
wp
，进水流量与出水流量平衡，即f
fw
f
gr
＝f
ms
f
wp
，由给水流量f
fw
、过热器减温水流量f
gr
和主蒸汽流量f
ms
确定锅炉外排流量f
wp
；步骤二、过热器减温水管道上连接流量仪表，检测过热器减温水流量f
gr
；步骤三、给水管道上连接有若干高压加热器，进入除氧器的凝结水流量为计算基准，通过除氧器和若干高压加热器的热平衡和流量平衡计算，求出除氧器和各高压加热器进汽量，由于给水流量f
fw
未知，联立高压加热器和除氧器的热平衡和流量平衡方程组求解，计算给水流量f
fw
；步骤四、主蒸汽管道上连接有压力测量仪表，检测所述汽轮机的调节级压力，而后计算出汽轮机新蒸汽进汽流量，即主蒸汽流量f
ms
；步骤五、由上述步骤确定锅炉外排流量f
wp
，确定外排工质对应的焓值，外排工质携带的热量即锅炉外排流量乘以对应的焓值。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤三中，高压加热器的数量为3个，除氧器与高压加热器之间的给水管道上设有给水泵密封水入口、给水泵密封水出口和再热器减温水出口，基于此，1号高压加热器的热平衡计算方程：f
fw
(h
f0-h
f1
)＝f1(h
1-h
d1
)式中：f
fw
为给水流量，t/h；h
f0
为1号高压加热器的出水焓，kj/kg；h
f1
为1号高压加热器的进水焓，kj/kg；f1为1号高压加热器进汽量，t/h；h1为1号高压加热器的进汽焓，kj/kg；h
d1
为1号高压加热器的疏水焓，kj/kg；2号高压加热器的热平衡计算方程：f
fw
(h
f1-h
f2
)＝f2(h
2-h
d2
) f1(h
d1-h
d2
)式中：f2为2号高压加热器的进汽量，t/h；h2为2号高压加热器的进汽焓，kj/kg；h
d2
为2号高压加热器的疏水焓，kj/kg；h
f2
为2号高压加热器的进水焓，kj/kg；3号高压加热器的热平衡计算方程：f
fw
(h
f2-h
f3
)＝f3(h
3-h
d3
) (f1 f2)(h
d2-h
d3
)式中：f3为3号高压加热器的进汽量，t/h；h3为3号高压加热器的进汽焓，kj/kg；h
d3
为3号高压加热器的疏水焓，kj/kg；h
f3
为3号高压加热器的进水焓，kj/kg；除氧器的热平衡计算方程：f
ot4
h
ot4
＝f4h4 f
in
h
in4
(f1 f2 f3)h
d3
；式中：f
ot4
为除氧器的出水流量，t/h；h
ot4
为除氧器的出水焓，kj/kg；f4为除氧器的进汽流量，t/h；h4为除氧器的进汽焓，kj/kg；f
in
为测量获得的除氧器入口凝结水流量，t/h；h
in4
为除氧器的进水焓，kj/kg；除氧器的流量平衡计算：
f
ot4
＝f1 f2 f3 f4 f
in
；给水流量f
fw
的计算方程：f
fw
＝f
ot4
f
mfin-f
mfot-f
gr-f
zr
；式中：f
mfin
为测量获得的给水泵密封水入口流量，t/h；f
mfot
为测量获得的给水泵密封水出口流量，t/h；f
gr
为测量获得的过热器减温水流量，t/h；f
zr
为测量获得的再热器减温水流量，t/h；由上述方程组构成五元线性方程组，采用迭代法，首先假设一个给水流量的初始值，通过计算得出对应的给水流量计算值，用两者的偏差来校正初始值，再代入计算，循环迭代，直至假设的给水流量与计算得出的给水流量偏差符合精度要求，即可得出准确的给水流量f
fw
。3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤四中，主蒸汽流量f
ms
的计算公式为f
ms
＝cp1 k，式中：f
ms
为主蒸汽流量，t/h；p1为测量得出的汽轮机的调节级压力，mpa；c为常数，厂家提供的热力特性数据；k为常数，厂家提供的热力特性数据。4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤五中，锅炉包括汽水分离器，锅炉外排的工质为汽水分离器分离出的饱和水，根据汽水分离器压力查焓熵图即可得出其对应焓值；锅炉外排流量f
wp
为f
wp
＝f
fw
f
gr-f
ms
；锅炉外排工质热量损失q
wp
为q
wp
＝f
wp
h
wp
，式中，h
wp
为锅炉汽水分离器压力对应的饱和水焓，kj/kg。5.一种超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算系统，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的计算方法，包括数据采集模块和计算模块，所述数据采集模块用于采集所述锅炉和所述除氧器的数据，数据包括过热器减温水流量f
gr
，汽轮机的调节级压力，汽水分离器的压力，各高压加热器的出水压力温度、进水压力温度、进汽压力温度和疏水压力温度，除氧器的入口凝结水流量、给水泵密封水入口的流量和给水泵密封水出口的流量以及再热器减温水流量，所述计算模块用于基于所述数据采集模块采集的数据，分别计算得出各高压加热器的进汽流量，除氧器的进汽流量，给水流量f
fw
和主蒸汽流量f
ms
，并计算锅炉外排流量f
wp
，而后确定外排工质对应的焓值，并计算外排工质携带的热量。6.如权利要求5所述的计算系统，其特征在于，所述数据采集模块包括位于过热器减温水管道中的第一孔板流量计，位于主蒸汽管道上的用于检测汽轮机调节级压力的第一压力测量仪表，设置在给水泵密封水入口的第一超声波流量计，设置在给水泵密封水出口的第二超声波流量计，设置在再热器减温水出口的第二孔板流量计，用于测量除氧器入口凝结水流量的第三孔板流量计，用于测量汽水分离器压力的第二压力测量仪表，用于测量1号高压加热器出水压力的第三压力测量仪表，用于测量1号高压加热器进水压力的第四压力测量仪表，用于测量1号高压加热器进汽压力的第五压力测量仪表，用于1号高压加热器疏水压力的第六压力测量仪表，用于测量2号高压加热器出水压力的第七压力测量仪表，用于测量2号高压加热器进水压力的第八压力测量仪表，用于测量2号高压加热器进汽压力的第九压力测量仪表，用于2号高压加热器疏水压力的第十压力测量仪表，用于测量3号高压加热器出水压力的第十一压力测量仪表，用于测量3号高压加热器进水压力的第十二压力测量仪表，用于测量3号高压加热器进汽压力的第十三压力测量仪表，用于3号高压加热器疏水
压力的第十四压力测量仪表，用于测量除氧器出水压力的第十五压力测量仪表，用于测量除氧器进水压力的第十六压力测量仪表，用于测量除氧器进汽压力的第十七压力测量仪表，用于测量1号高压加热器出水温度的第一温度测量仪表，用于测量1号高压加热器进水温度的第二温度测量仪表，用于测量1号高压加热器进汽温度的第三温度测量仪表，用于测量1号高压加热器疏水温度的第四温度测量仪表，用于测量2号高压加热器出水温度的第五温度测量仪表，用于测量2号高压加热器进水温度的第六温度测量仪表，用于测量2号高压加热器进汽温度的第七温度测量仪表，用于测量2号高压加热器疏水温度的第八温度测量仪表，用于测量3号高压加热器出水温度的第九温度测量仪表，用于测量3号高压加热器进水温度的第十温度测量仪表，用于测量3号高压加热器进汽温度的第十一温度测量仪表，用于测量3号高压加热器疏水温度的第十二温度测量仪表，用于测量除氧器出水温度的第十三温度测量仪表，用于测量除氧器进水温度的第十四温度测量仪表和用于测量除氧器进汽温度的第十五温度测量仪表。

技术总结
本发明涉及一种超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统，利用仪器仪表测量得出过热器减温水流量，计算得出给水流量和主蒸汽流量，最终计算得出锅炉外排工质流量，测量汽水分离器压力，查焓熵图可知对应压力下的饱和水焓值，已知外排工质的流量和焓值，即可计算得出外排工质携带的热量，由此解决了现有技术中无法获得锅炉由直流工况转为湿态运行时的因外排工质造成的热量损失数据的技术问题，可准确计算出超临界火电机组调峰至转湿态运行后其锅炉外排工质带走的热量损失，检测过程严谨规范，得出的结论较为可靠，为后续相关节能降耗工作提供数据支撑。后续相关节能降耗工作提供数据支撑。后续相关节能降耗工作提供数据支撑。


技术研发人员：王彬 孟凡垟 王波 陈广伟
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2022/12/19