[发明专利]燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体地，涉及一种基于过热通道中工质质量平衡的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法。

背景技术

大多数亚临界燃煤机组汽包出口的饱和蒸汽质量流量的无直接测量装置，而是通过高压缸前后调节级的压力测点，获得调节级前后压差，经第三方软件计算后获得主蒸汽质量流量，然后直接将其等效为汽包出口的饱和蒸汽质量流量，经现场厂级监控信息系统服务器记录后上传至监控界面。

然而，燃煤机组中汽包出口的饱和蒸汽质量流量和高压缸入口的主蒸汽质量流量有着较大的偏差。主要原因是连接汽包出口和高压缸入口的过热通道是一个容积大、结构复杂且操作工况频繁变化的中间环节，该中间环节的动态特性直接导致了汽包出口饱和蒸汽质量流量的变化在时域上滞后于高压缸入口出主蒸汽质量流量的变化，譬如，对300MW机组而言，该滞后时间约为1-2分钟，而在负荷变化过程中，由于过热通道换热器和汽包气容的影响，动态偏差也比较大。事实上，缺乏汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计算会直接影响锅炉侧控制（如汽包三冲量控制）品质。

对现有技术的检索发现，中国专利申请号201210360382.X，公开日2012-12-26，记载了一种高压缸入口主蒸汽质量流量的软测量方法，该方法以贝努利能量守恒方程为基础，利用高压缸前后调节级压力测点，实时计算主蒸汽的质量流量；但是该技术仅适用于稳态负荷时的主蒸汽流量的计算，并且还要默认为已知，但实际生产过程中往往只能获得工质的压力和温度，没有密度测量值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于过热通道中工质质量平衡的燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，该方法考虑了过热通道换热器中工质质量变化的动态特性，以工质物性参数数据库和锅炉侧关键设备结构参数数据库（本发明中具体指过热通道结构数据库）为基础，实时计算过热通道换热器中工质质量的变化率；最后基于该变化率和高压缸入口处主蒸汽质量流量测点准确计量汽包出口饱和蒸汽质量流量。

为实现以上目的，本发明提供一种燃煤机组汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计量方法，该方法具体步骤包括：

步骤1：根据锅炉运行设计规程，建立过热通道结构参数数据库：所述过热通道结构参数数据库包含以下信息：过热通道管道沿工质流动方向的总长度L，并将总长度L分为n段等长的短管；过热通道沿工质流动方向的换热管截面积分布A(i)，即第i段短管的截面积；从厂级监控信息系统服务器实时数据库读取该时刻下的汽包压力p_qb、过热蒸汽压力p_gr、过热蒸汽温度T_gr、过热蒸汽质量流量D_gr、过热通道内所有测点处的工质温度和压力；

步骤2：根据可覆盖全操作工况的工质物性参数数据库，结合现场厂级监控信息系统服务器上传的工质状态参数即温度压力，实时计算当前时刻k，汽包出口饱和蒸汽温度T_qb、过热通道各段短管工质温度T_gz(i)和压力p_gz(i)、各级换热器各处的工质密度ρ_gz(i)；

步骤3：建立过热通道工质质量衡算模型计算过热通道中的工质质量变化率，并结合由测点获得的过热蒸汽质量流量D_gr，实时计算汽包出口处饱和蒸汽质量流量D_bh；

以时刻t₀为计时起点，使用汽包出口饱和蒸汽质量流量的实时计算方法，以时间先后为序，分别确定t₀、t₀+Δt、t₀+2Δt、……、t₀+nΔt时刻下相应的饱和蒸汽质量流量D_bh(t₀)、D_bh(t₀+Δt)、D_bh(t₀+2Δt)、……、D_bh(t₀+nΔt)，并绘制D_bh随时间变化的趋势曲线。

优选地，步骤2中，所述过热通道各段短管工质温度T_gz(i)压力p_gz(i)由过热通道（以汽包出口为起点，高压缸入口为终点）内工质测点处的温度T_gz和压力p_gz线性计算获得。