一種水環真空泵監測控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水環真空泵監測控制系統，該水環真空泵監測控制系統包括高背壓凝汽器、低背壓凝汽器以及循環水管路，其特征在于：還包括DCS控制終端、循環水流量測量系統、循環水溫度測量系統和循環水制冷系統，循環水流量測量系統、循環水溫度測量系統和循環水制冷系統均與DCS控制終端電性連接。本實用新型相比現有技術具有以下優點：使用清潔系數反推水環泵抽吸能力恢復后凝汽器壓力，預測出開啟循環水制冷系統后凝汽器壓力變化大小；通過本實用新型，可以為是否需要開啟循環水制冷系統提供數據指導，節能效果更好；在抽真空管道上，配置氣體超聲波流量計，用以時時監控水環真空泵抽吸能力狀態，為運行操作提供意義。
【專利說明】
一種水環真空泵監測控制系統
技術領域
[0001] 本實用新型涉及汽輪機節能技術領域，尤其涉及的是一種水環真空栗監測控制系 統。
【背景技術】
[0002] 由于水環真空栗結構緊湊，栗的轉速較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置， 用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小等優點，大型火電機組真空均配置水 環真空栗。
[0003] 但水環真空栗抽氣能力易受工作液溫度影響，火電機組在夏季高溫條件下，工作 液溫度升高后，吸氣量明顯降低，將影響機組真空，降低機組效率，導致機組煤耗增加。
[0004] 為避免水環真空栗受工作液溫度影響而降低抽氣能力，部分機組選擇安裝循環水 制冷系統，將工作液溫度降低，恢復水環真空栗抽氣能力。但火電機組運行人員無法準確判 斷何時需要投入循環水制冷系統，導致盲目提前開啟循環水制冷系統，將導致廠用電耗費 量的增加。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種水環真空栗監測控制系 統。
[0006] 本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種水環真空栗監測控制系統，包括高 背壓凝汽器、低背壓凝汽器以及循環水管路，循環水管路分為第一循環水管路和第二循環 水管路，第一循環水管路和第二循環水管路均自低背壓凝汽器流向高背壓凝汽器，低背壓 凝汽器通過第一抽真空管道與第一水環真空栗連接，高背壓凝汽器通過第二抽真空管道與 第二水環真空栗連接，其特征在于:水環真空栗監測控制系統還包括DCS控制終端、循環水 流量測量系統、循環水溫度測量系統和循環水制冷系統，循環水流量測量系統、循環水溫度 測量系統和循環水制冷系統均與DCS控制終端電性連接；
[0007] 循環水流量測量系統包括第一循環水流量計、第二循環水流量計、第三循環水流 量計、第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六循環水流量計；第一循環水流量計、第 二循環水流量計和第三循環水流量計設置于第一循環水管路上，第一循環水流量計位于的 背壓凝汽器的上游，第二流量計位于低背壓凝汽器和高背壓凝汽器之間，第三流量計位于 高背壓凝汽器的下游;第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六循環水流量計設置于 第二循環水管路上，第四循環水流量計位于的背壓凝汽器的上游，第五流量計位于低背壓 凝汽器和高背壓凝汽器之間，第六流量計位于高背壓凝汽器的下游；
[0008] 循環水溫度測量系統包括六個溫度測點，第一溫度測點設置在第一循環水管路 上，位于低背壓凝汽器的上游，第二溫度測點設置在第二循環水管路上，位于低背壓凝汽器 的上游，第三溫度測點和第四溫度測點設置于高背壓凝汽器下游的第一循環水管路上，第 五溫度測點和第六溫度測點設置于高背壓凝汽器下游的第二循環水管路上。
[0009] 作為對上述方案的進一步改進，第一循環水流量計、第二循環水流量計、第三循環 水流量計、第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六循環水流量計均選用超聲波流量 計。
[0010] 作為對上述方案的進一步改進，還包括氣體流量測量系統，氣體流量測量系統包 括設置于第一抽真空管道上的第一氣體流量計和設置于第二抽真空管道上的額第二氣體 流量計。
[0011] 作為對上述方案的進一步改進，第一氣體流量計和第二氣體流量計均選用氣體超 聲波流量計。
[0012] 本實用新型相比現有技術具有以下優點:本實用新型用清潔系數反推水環栗抽吸 能力恢復后凝汽器壓力，預測出開啟循環水制冷系統后凝汽器壓力變化大小;通過本實用 新型，可以為是否需要開啟循環水制冷系統提供數據指導，節能效果更好;在抽真空管道 上，配置氣體超聲波流量計，用以時時監控水環真空栗抽吸能力狀態，為運行操作提供意 義。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型結構不意圖。
[0014]圖2是本方案優化運行的流程示意圖。
[0015]圖3是冷卻管水溫修正系數曲線。
【具體實施方式】
[0016]下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限 于下述的實施例。
[0017] 實施例！
[0018] -種水環真空栗監測控制系統，包括高背壓凝汽器2、低背壓凝汽器1以及循環水 管路，循環水管路分為第一循環水管路11和第二循環水管路12,第一循環水管路11和第二 循環水管路12均自低背壓凝汽器1流向高背壓凝汽器2,低背壓凝汽器1通過第一抽真空管 道21與第一水環真空栗3連接，高背壓凝汽器2通過第二抽真空管道22與第二水環真空栗4 連接，其特征在于:水環真空栗監測控制系統還包括DCS控制終端8、循環水流量測量系統、 循環水溫度測量系統和循環水制冷系統9,循環水流量測量系統、循環水溫度測量系統和循 環水制冷系統9均與DCS控制終端8電性連接；
[0019] 循環水流量測量系統包括第一循環水流量計61、第二循環水流量計62、第三循環 水流量計63、第四循環水流量計64、第五循環水流量計65和第六循環水流量計66;第一循環 水流量計61、第二循環水流量計62和第三循環水流量計63設置于第一循環水管路11上，第 一循環水流量計61位于的背壓凝汽器的上游，第二流量計位于低背壓凝汽器1和高背壓凝 汽器2之間，第三流量計位于高背壓凝汽器2的下游;第四循環水流量計64、第五循環水流量 計65和第六循環水流量計66設置于第二循環水管路12上，第四循環水流量計64位于的背壓 凝汽器的上游，第五流量計位于低背壓凝汽器1和高背壓凝汽器2之間，第六流量計位于高 背壓凝汽器2的下游；
[0020] 循環水溫度測量系統包括六個溫度測點，第一溫度測點51設置在第一循環水管路 11上，位于低背壓凝汽器1的上游，第二溫度測點52設置在第二循環水管路12上，位于低背 壓凝汽器1的上游，第三溫度測點53和第四溫度測點54設置于高背壓凝汽器2下游的第一 循環水管路11上，第五溫度測點55和第六溫度測點56設置于高背壓凝汽器2下游的第二循 環水管路12上。由于循環水回水管存在溫度分層現象，為提高計算準確性，在第一循環水管 路11上安裝兩個溫度測點第三溫度測點53和第四溫度測點54,在第二循環水管路12上安裝 兩個溫度測點第五溫度測點5 5和第六溫度測點5 6。
[0021] 第一循環水流量計61、第二循環水流量計62、第三循環水流量計63、第四循環水流 量計64、第五循環水流量計65和第六循環水流量計66均選用超聲波流量計。
[0022] 還包括氣體流量測量系統，氣體流量測量系統包括設置于第一抽真空管道21上的 第一氣體流量計71和設置于第二抽真空管道22上的額第二氣體流量計72。第一氣體流量計 71和第二氣體流量計72的流量信號W7、W 8主要用于監視水環真空栗抽吸能力變化情況，當流 量信號W7、W8數值顯著降低時，表明水環真空栗抽吸能力明顯降低。同時，循環水制冷系統9 開啟前、后，水環真空栗抽吸能力變化，對應真空栗氣體流量變化，也即開啟循環水制冷系 統9后，水環真空栗恢復抽吸能力，抽真空管道氣體流量上升，因而可以通過安裝在抽真空 管道上的第一氣體流量計71和第二氣體流量計72的流量信號W 7、W8,監控水環真空栗抽吸能 力狀態，為運行操作提供意義。
[0023] 第一氣體流量計71和第二氣體流量計72均選用氣體超聲波流量計。
[0024] 實施例2
[0025] -種水環真空栗監測控制系統的優化運行方法，其步驟如下：
[0026] 步驟一、DCS控制終端8采集流量信息并計算凝汽器循環水流量Wt
[0028] 其中11、12、13、14、1 5和16分別是第一循環水流量計61、第二循環水流量計62、第三 循環水流量計63、第四循環水流量計64、第五循環水流量計65和第六循環水流量計66采集 的流量數據；
[0029] 步驟二、DCS控制終端8采集溫度信息并計算凝汽器循環水進水溫度twl和凝汽器循 環水出水溫度tw2，
[0032] 其中，以山山34、匕以分別是第一溫度測點51、第二溫度測點52、第三溫度測點 53、第四溫度測點54、第五溫度測點55和第六溫度測點56采集的溫度數據；
[0033] 步驟三、計算HEI基本傳熱系數KHEI
[0034] ΚΗΕ1=??χ^χβχβι:ι Λ (4)
[0035] 式中各符號意義如下：
[0036] Κηει:ΗΕΙ 基本傳熱系數，W/mir [0037] Cd:冷卻管外徑系數
[0038] v:冷卻管內流速，m/s
[0039] 冷卻管水溫修正系數
[0040] 冷卻管材質和壁厚修正系數
[0041]式(4)中，冷卻管外徑系數Cd，其可根據表1取值
[0044]式(4)中，冷卻管材質和壁厚修正系數0m其可根據表2取值
[0047]式(4)中，仏冷卻管水溫修正系數根據附圖3冷卻管水溫修正系數曲線圖來確定 [0048]冷卻管內流速v的計算如下：
[0050] 式中各符號意義如下：
[0051 ] v:冷卻管內平均流速，m/s
[0052] N:冷卻管數量
[0053] Z:流程，雙背壓凝汽器取1
[0054] D。:冷卻管外徑，mm
[0055] δ:冷卻管壁厚，mm
[0056] p:冷卻水密度，kg/m~3;
[0057] 步驟四、令凝汽器的總傳熱系數為0.85KHEI，據此計算理論凝汽器飽和溫度ts
[0059] 式中各符號意義如下：
[0060] ts:理論凝汽器飽和溫度，。C
[0061] A:凝汽器有效傳熱面積，m~2
[0062] Q-d:凝汽器熱負荷，kj/s
[0063] 其中凝汽器熱負荷QCcind通過式(7)和式(8)計算。
[0064] Qc〇nd = CPXffxXAT 式（7)
[0065] AT = tw2-twi 式（8)
[0066] 式中各符號意義如下：
[0067] CP:循環水比熱容，取4.18k J/kg °C
[0068] ΛΤ:循環水溫升，。C;
[0069] 步驟五、計算凝Ps和Ps〇
[0070] 根據IF-97國際水蒸氣公式，計算出理論凝汽器飽和溫度ts對應的理論凝汽器飽 和壓力Ps，同樣根據IF-97國際水蒸氣公式，計算出初始凝汽器飽和溫度七〇對應的初始凝汽 器飽和壓力P sQ，其中初始凝汽器飽和溫度tsQ是未開啟循環水制冷系統9前的凝汽器飽和 溫度，其數值由汽輪機機組DCS數據中讀取；
[0071] 步驟六、根據汽輪機廠家提供的凝汽器壓力對熱耗率修正曲線計算ns〇和ns，
[0072] 汽輪機廠家提供的凝汽器壓力對熱耗率修正曲線為n=f(P)，
[0073] ns〇 = f (Ps〇)
[0074] ns = f(ps)
[0075] 其中，nsQ是初始凝汽器壓力對熱耗率修正系數，ns是理論凝汽器壓力對熱耗率修 正系數，
[0076] 步驟六、判定循環水循環水制冷系統9是否開啟
[0078] 式中各符號意義如下：
[0079] X:判定系數
[0080] Heat:汽輪機設計熱耗率，。C
[0081 ] Wqj:汽輪機組功率，kW
[0082] A:標煤價格，元/g
[0083] Wzij:循環水制冷系統9運行功率，kW
[0084] B:發電廠上網電價，元/kWh
[0085] 若判定系數X多1.2，DCS控制終端8向循環水制冷系統9發送開啟指令，DCS控制終 端8控制循環水制冷系統9處于關閉狀態。
[0086] 以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。
【主權項】
1. 一種水環真空栗監測控制系統，包括高背壓凝汽器、低背壓凝汽器以及循環水管路， 循環水管路分為第一循環水管路和第二循環水管路，第一循環水管路和第二循環水管路均 自低背壓凝汽器流向高背壓凝汽器，低背壓凝汽器通過第一抽真空管道與第一水環真空栗 連接，高背壓凝汽器通過第二抽真空管道與第二水環真空栗連接，其特征在于:所述水環真 空栗監測控制系統還包括DCS控制終端、循環水流量測量系統、循環水溫度測量系統和循環 水制冷系統，所述循環水流量測量系統、循環水溫度測量系統和循環水制冷系統均與DCS控 制終端電性連接； 所述循環水流量測量系統包括第一循環水流量計、第二循環水流量計、第三循環水流 量計、第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六循環水流量計；所述第一循環水流量 計、第二循環水流量計和第三循環水流量計設置于第一循環水管路上，第一循環水流量計 位于的背壓凝汽器的上游，第二流量計位于低背壓凝汽器和高背壓凝汽器之間，第三流量 計位于高背壓凝汽器的下游;所述第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六循環水流 量計設置于第二循環水管路上，第四循環水流量計位于的背壓凝汽器的上游，第五流量計 位于低背壓凝汽器和高背壓凝汽器之間，第六流量計位于高背壓凝汽器的下游； 所述循環水溫度測量系統包括六個溫度測點，第一溫度測點設置在第一循環水管路 上，位于低背壓凝汽器的上游，第二溫度測點設置在第二循環水管路上，位于低背壓凝汽器 的上游，第三溫度測點和第四溫度測點設置于高背壓凝汽器下游的第一循環水管路上，第 五溫度測點和第六溫度測點設置于高背壓凝汽器下游的第二循環水管路上。2. 如權利要求1所述一種水環真空栗監測控制系統，其特征在于:所述第一循環水流量 計、第二循環水流量計、第三循環水流量計、第四循環水流量計、第五循環水流量計和第六 循環水流量計均選用超聲波流量計。3. 如權利要求1所述一種水環真空栗監測控制系統，其特征在于:還包括氣體流量測量 系統，所述氣體流量測量系統包括設置于第一抽真空管道上的第一氣體流量計和設置于第 二抽真空管道上的額第二氣體流量計。4. 如權利要求3所述一種水環真空栗監測控制系統，其特征在于:所述第一氣體流量計 和第二氣體流量計均選用氣體超聲波流量計。
【文檔編號】F04C28/28GK205714775SQ201620685128
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】呂松松, 阮圣奇, 胡中強, 陳裕, 吳仲, 任磊, 徐鐘宇, 陳開峰
【申請人】中國大唐集團科學技術研究院有限公司華東分公司