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CN103335537A - 凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法 - Google Patents

凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法 Download PDF

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CN103335537A CN2013102369815A CN201310236981A CN103335537A CN 103335537 A CN103335537 A CN 103335537A CN 2013102369815 A CN2013102369815 A CN 2013102369815A CN 201310236981 A CN201310236981 A CN 201310236981A CN 103335537 A CN103335537 A CN 103335537A
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Abstract

本发明涉及一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，该方法的步骤为：数据采集模块采集机组实时运行数据；实时数据采集网对接收数据进行重新编码，隔离与外部联系；实时数据处理模块对机组原始运行数据进行判断和处理，对模拟量信号完成数据的判断和取平均值，对开关量信号则完成信号合理性判断；实时运行清洁系数计算模块对接收数据计算当前凝汽器热负荷值和总体传热系数值，得出清洁系数；存储服务器同时接收来自于实时数据采集网和实时运行清洁系数计算模块的数据，完成分类和存储；在显示屏上呈现实时清洁系数及历史清洁系数。本发明以图表和历史曲线的形式反映清洁系数，帮助掌握凝汽器的换热能力，为凝汽器清洗提供参考。

Description

凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法
技术领域
本发明属于火力发电节能技术领域，尤其是一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法。
背景技术
凝汽器是火力发电机组主要辅机设备之一，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。目前，对凝汽器的监测项目主要是凝汽器的端差、过冷度以及循环冷却水温升，这些参数只能从宏观上体现凝汽器的运行状态，但是不能直接反映凝汽器换热性能的好坏。凝汽器换热管的脏污程度和凝汽器内不凝结气体的聚集程度是日常运行过程中影响凝汽器换热性能的主要因素，而凝汽器的运行清洁系数则直接反映了凝汽器换热管的脏污程度和凝汽器内不凝结气体的聚集程度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，该方法的具体步骤如下：
⑴机组运行数据采集模块从运行机组分散控制系统服务器采集所需机组实时运行数据，并将实时运行数据发送至实时数据采集网；
⑵实时数据采集网对接收的传输数据进行重新编码，隔离与外部其它数据传输网络的联系；并将重新编码结果发送至实时数据处理模块和数据存储服务器；
⑶实时数据处理模块通过接收到的数据对机组原始运行数据进行判断和处理，对于模拟量信号依次完成数据范围的判断和取平均值，对于开关量信号则完成信号合理性判断，并将处理结果发送至实时运行清洁系数计算模块；
⑷实时运行清洁系数计算模块对接收数据计算运行机组当前运行工况下凝汽器热负荷值和总体传热系数值，进而得出凝汽器实时运行清洁系数，并将计算结果发送至凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏和数据存储服务器；
⑸数据存储服务器同时接收来自于实时数据采集网和实时运行清洁系数计算模块的数据，并完成数据的分类和存储，以供使用人员对历史数据的调取和后续处理；
⑹凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏以表格和曲线的形式同时呈现凝汽器的实时运行清洁系数以及历史运行清洁系数，并进行报警提示。
而且，所述步骤⑴中机组实时运行数据具体包括：机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量。
而且，所述步骤⑵中对接收的传输数据进行重新编码是将接收的机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量传输数据重新与时间数据包进行组合П进制数据编码。
而且，所述步骤⑶中对于模拟量信号依次完成数据范围的判断具体步骤是：
①在实时数据处理模块中设定每种模拟量信号的高低限量程范围；
②将实时数据处理模块接收到的每种模拟量信号分别与高低限量程范围进行比较，如果在量程范围内，则判断数据合理可用，如果不在量程范围内，则判断数据不合理，并进行报警提示；
③对于采用双重或多重测点的数据，在完成数据合理性判断之后，对所有测点数据进行算术平均，并将平均值作为该测点的最终值。
而且，所述步骤⑷中所述凝汽器热负荷值的具体计算方法是：
①由变频循环水泵转速计算x当前循环冷却水流量dv，dv=a×x，其中a为已知系数；
②由循环冷却水当前平均温度下的比热容cp和密度ρ、循环冷却水流量q及凝汽器循环水进回水温度t1和t2计算当前凝汽器的热负荷值qk=ρ×dv×cp×（t2-t1）。
而且，所述步骤⑷中所述总体传热系数值的具体计算方法是：
①由凝汽器的热井水温度ts计算凝汽器的对数平均温差lmtd，lmtd=(t2-t1)/ln((ts-t1)/(ts-t2))；
②凝汽器的总体传热系数k=qk/(am×lmtd)，其中am为已知凝汽器冷却面积。
而且，所述步骤⑷中所述凝汽器实时运行清洁系数的具体计算方法为：
凝汽器实时运行清洁系数βc＝k/(βt×βm×k0)。
而且，所述步骤⑸中所述数据分类的具体分类方法是：
①数据分为机组实时运行数据和计算结果数据，其中机组实时运行数据包括：凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速等；计算结果数据包括：循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数等；
②由于机组实时运行数据采集自运行机组分散控制系统（DCS）服务器，在本数据存储服务器中不再进行保存，只完成计算结果数据同时间数据包同步存储。
而且，所述步骤⑹中所述表格具体包括凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速、循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数；所述曲线具体包括机组真空随时间变化的曲线、凝汽器循环冷却水流量随时间变化的曲线及凝汽器实时运行清洁系数随时间变化的曲线。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将机组实时运行数据采集模块、监测系统实时数据采集网、实时数据处理模块、实时运行清洁系数计算模块、数据存储服务器、凝汽器实时运行清洁系数监测系统主画面连接在一起，构成凝汽器实时运行清洁系数在线监测系统。该系统通过实时计算能够反映凝汽器换热能力的实时运行清洁系数，并以图表和历史曲线的形式呈现给运行人员，能够帮助运行人员更加了解和掌握凝汽器的实时运行换热能力，为凝汽器适时清洗提供参考，增强凝汽器运行的安全性。
附图说明
图1为本发明方法应用硬件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。
一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，如图1所示，该方法使用的硬件系统包括：机组实时运行数据采集模块、实时数据采集网、实时数据处理模块、实时运行清洁系数计算模块、数据存储服务器、凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏及运行机组分散控制系统（DCS）服务器，该方法的具体步骤如下：
⑴机组运行数据采集模块从运行机组分散控制系统（DCS）服务器采集所需机组实时运行数据，并将实时运行数据发送至实时数据采集网；
其中，机组实时运行数据具体包括：机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量。
⑵实时数据采集网对接收的传输数据进行重新编码，隔离与外部其它数据传输网络的联系；并将重新编码结果发送至实时数据处理模块和数据存储服务器；
其中，对接收的传输数据进行重新编码是将接收的机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量传输数据重新与时间数据包进行组合П进制数据编码。
⑶实时数据处理模块通过接收到的数据对机组原始运行数据进行判断和处理，对于模拟量信号依次完成数据范围的判断和取平均值，对于开关量信号则完成信号合理性判断，并将处理结果发送至实时运行清洁系数计算模块；
其中，对于模拟量信号依次完成数据范围的判断具体步骤是：
①在实时数据处理模块中设定每种模拟量信号的高低限量程范围；
②将实时数据处理模块接收到的每种模拟量信号分别与高低限量程范围进行比较，如果在量程范围内，则判断数据合理可用，如果不在量程范围内，则判断数据不合理，并进行报警提示；
③对于采用双重或多重测点的数据，在完成数据合理性判断之后，对所有测点数据进行算术平均，并将平均值作为该测点的最终值。
⑷实时运行清洁系数计算模块对接收数据计算运行机组当前运行工况下凝汽器热负荷值和总体传热系数值，进而得出凝汽器实时运行清洁系数，并将计算结果发送至凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏和数据存储服务器。
其中，所述凝汽器热负荷值的具体计算方法是：
①由变频循环水泵转速计算x当前循环冷却水流量dv，dv=a×x，其中a为已知系数；
②由循环冷却水当前平均温度下的比热容cp和密度ρ、循环冷却水流量q及凝汽器循环水进回水温度t1和t2计算当前凝汽器的热负荷值qk=ρ×dv×cp×（t2-t1）。
其中，所述总体传热系数值的具体计算方法是：
①由凝汽器的热井水温度ts计算凝汽器的对数平均温差lmtd，lmtd=(t2-t1)/ln((ts-t1)/(ts-t2))；
②凝汽器的总体传热系数k=qk/(am×lmtd)，其中am为已知凝汽器冷却面积。
其中，所述凝汽器实时运行清洁系数的具体计算方法为：
凝汽器实时运行清洁系数βc＝k/(βt×βm×k0)。
⑸数据存储服务器同时接收来自于实时数据采集网和实时运行清洁系数计算模块的数据，并完成数据的分类和存储，以供使用人员对历史数据的调取和后续处理；
其中，所述数据分类的具体分类方法是：
①数据分为机组实时运行数据和计算结果数据，其中机组实时运行数据包括：凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速等；计算结果数据包括：循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数等。
②由于机组实时运行数据采集自运行机组分散控制系统（DCS）服务器，在本数据存储服务器中不再进行保存，只完成计算结果数据同时间数据包同步存储。
⑹凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏以表格和曲线的形式同时呈现凝汽器的实时运行清洁系数以及历史运行清洁系数，并进行报警提示。
其中，所述表格具体包括凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速、循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数等。
其中，所述曲线具体包括：
①机组真空随时间变化的曲线，
②凝汽器循环冷却水流量随时间变化的曲线；
③凝汽器实时运行清洁系数随时间变化的曲线。
应用实例对比
本发明方法已经在2台330MW容量火电机组变频循环水系统上得到了应用，采用本发明方法后2台机组的低压缸排汽压力比之前同期降低0.1kPa，降低机组供电煤耗0.3g/kW.h。如果机组年运行小时数按照6000小时计算，则单台330MW容量机组年可节约标煤量594吨，2台机组年可节约标煤量1188吨。

Claims (9)

1.一种凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
⑴机组运行数据采集模块从运行机组分散控制系统服务器采集所需机组实时运行数据，并将实时运行数据发送至实时数据采集网；
⑵实时数据采集网对接收的传输数据进行重新编码，隔离与外部其它数据传输网络的联系；并将重新编码结果发送至实时数据处理模块和数据存储服务器；
⑶实时数据处理模块通过接收到的数据对机组原始运行数据进行判断和处理，对于模拟量信号依次完成数据范围的判断和取平均值，对于开关量信号则完成信号合理性判断，并将处理结果发送至实时运行清洁系数计算模块；
⑷实时运行清洁系数计算模块对接收数据计算运行机组当前运行工况下凝汽器热负荷值和总体传热系数值，进而得出凝汽器实时运行清洁系数，并将计算结果发送至凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏和数据存储服务器；
⑸数据存储服务器同时接收来自于实时数据采集网和实时运行清洁系数计算模块的数据，并完成数据的分类和存储，以供使用人员对历史数据的调取和后续处理；
⑹凝汽器实时运行清洁系数监测系统主显示屏以表格和曲线的形式同时呈现凝汽器的实时运行清洁系数以及历史运行清洁系数，并进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑴中机组实时运行数据具体包括：机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量。
3.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑵中对接收的传输数据进行重新编码是将接收的机组负荷、机组真空、凝汽器热井水温度、凝汽器循环水进回水压力和温度、凝汽器循环水流量传输数据重新与时间数据包进行组合П进制数据编码。
4.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑶中对于模拟量信号依次完成数据范围的判断具体步骤是：
①在实时数据处理模块中设定每种模拟量信号的高低限量程范围；
②将实时数据处理模块接收到的每种模拟量信号分别与高低限量程范围进行比较，如果在量程范围内，则判断数据合理可用，如果不在量程范围内，则判断数据不合理，并进行报警提示；
③对于采用双重或多重测点的数据，在完成数据合理性判断之后，对所有测点数据进行算术平均，并将平均值作为该测点的最终值。
5.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑷中所述凝汽器热负荷值的具体计算方法是：
①由变频循环水泵转速计算x当前循环冷却水流量dv，dv=a×x，其中a为已知系数；
②由循环冷却水当前平均温度下的比热容cp和密度ρ、循环冷却水流量q及凝汽器循环水进回水温度t1和t2计算当前凝汽器的热负荷值qk=ρ×dv×cp×（t2-t1）。
6.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑷中所述总体传热系数值的具体计算方法是：
①由凝汽器的热井水温度ts计算凝汽器的对数平均温差lmtd，lmtd=(t2-t1)/ln((ts-t1)/(ts-t2))；
②凝汽器的总体传热系数k=qk/(am×lmtd)，其中am为已知凝汽器冷却面积。
7.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑷中所述凝汽器实时运行清洁系数的具体计算方法为：
凝汽器实时运行清洁系数βc＝k/(βt×βm×k0)。
8.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑸中所述数据分类的具体分类方法是：
①数据分为机组实时运行数据和计算结果数据，其中机组实时运行数据包括：凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速等；计算结果数据包括：循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数等；
②由于机组实时运行数据采集自运行机组分散控制系统服务器，在本数据存储服务器中不再进行保存，只完成计算结果数据同时间数据包同步存储。
9.根据权利要求1所述的凝汽器实时运行清洁系数在线监测方法，其特征在于：所述步骤⑹中所述表格具体包括凝汽器热井水温度、凝汽器循环冷却水进/回水温度、机组真空、变频循环水泵转速、循环冷却水流量、凝汽器实时运行清洁系数；所述曲线具体包括机组真空随时间变化的曲线、凝汽器循环冷却水流量随时间变化的曲线及凝汽器实时运行清洁系数随时间变化的曲线。
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