一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法，所述裝置包括功率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集單元和計算及顯示單元。所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發(fā)電機(jī)功率和四臺循環(huán)水泵電機(jī)功率的第一功率變送器（1）、第二功率變送器（2）、第三功率變送器（3）、第四功率變送器（4）、第五功率變送器（5）。所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機(jī)高、低壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器（6）、第二絕對壓力變送器（7）。所述方法采用監(jiān)測裝置采集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)的計算。本發(fā)明系統(tǒng)簡捷、測量計算結(jié)果準(zhǔn)確，能直觀地顯示循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后的實際節(jié)能效果，滿足電站經(jīng)濟(jì)運行的需要。
【專利說明】
一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法，屬電站輔 機(jī)運行技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)水系統(tǒng)是電站汽輪機(jī)組的重要組成部分，其所耗用的電能約占汽輪發(fā)電機(jī)組 發(fā)電量的1.0%左右。作為汽輪機(jī)凝汽器壓力的主要可調(diào)節(jié)因素，合理選擇循環(huán)水系統(tǒng)的運 行方式，對節(jié)約廠用電率、提高電站熱經(jīng)濟(jì)性有著重要意義。目前，電站廣泛采用試驗單位 推薦的循環(huán)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化方案來指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。眾所周知，汽輪機(jī)組及其附屬設(shè)備 運行狀態(tài)、冷卻水水質(zhì)、環(huán)境溫度等邊界條件總是復(fù)雜多變的，這使得基于試驗條件得出的 優(yōu)化方案可能在某種情形下與現(xiàn)場實際情況不相符，預(yù)期的節(jié)能潛力將會被削弱。同時，上 網(wǎng)電價與標(biāo)煤單價的不定期波動也直接影響著電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整的節(jié)能效果。 如何監(jiān)測循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后的經(jīng)濟(jì)性變化情況，是電站循環(huán)水系統(tǒng)運行管理 亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是提供一種系統(tǒng)簡捷、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的電站循環(huán)水系統(tǒng)運 行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置，包括 功率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集單元和計算及顯示單元。
[0005] 所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發(fā)電機(jī)功率和四臺循環(huán)水栗電機(jī)功率的第 一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送器4、第五功率變送器 5;所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機(jī)高、低壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器 6、第二絕對壓力變送器7;所述計算及顯示單元包含循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程 序及界面;所述第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送器4、 第五功率變送器5、第一絕對壓力變送器6和第二絕對壓力變送器7分別連接數(shù)據(jù)采集單元 的輸入端;所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端。
[0006] 所有功率變送器的精度均為±0.2% ;所有絕對壓力變送器的精度均為±0.1 % ; 數(shù)據(jù)采集單元的精度為±〇. 05 %，并配有標(biāo)準(zhǔn)RS232/485/USB通訊接口，支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通 訊協(xié)議，支持有線連接、局域網(wǎng)連接等多種通訊模式。
[0007] -種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測監(jiān)測方法按照下述步驟進(jìn)行：
[0008] 1)將所述述監(jiān)測裝置進(jìn)行正確安裝并連接;采集汽輪發(fā)電機(jī)及四臺循環(huán)水栗電機(jī) 的功率信號及高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數(shù)據(jù)采集單元傳送至計算 及顯示單元；
[0009] 2)根據(jù)采集的信號對循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)進(jìn)入計算程序：
[0010] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前的平均凝汽器壓力為：
[0011] % = ρξ+ρξ (1)
[0012] 式中，g、分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前的平均凝汽器壓力、高 壓凝汽器壓力、低壓凝汽器壓力，單位kPa;
[0013] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整后的平均凝汽器壓力為：
[0014] = pi + pi (2)
[0015]式中，民、p丨、p丨分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整后的平均凝汽器壓力、高壓 凝汽器壓力、低壓凝汽器壓力，單位kPa;
[0016] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后平均凝汽器壓力的差值為：
[0017] (3)
[0018] 式中，Δρ為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后平均凝汽器壓力的差值，單位kPa;
[0019] 對于采用擴(kuò)大單元制的循環(huán)水系統(tǒng)而言：
[0020] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗功率為：
[0021 ] -(^+^+^ + ^)/2 (4)
[0022] 式中，y/、<、分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前單臺機(jī) 組所耗循環(huán)水栗功率以及四臺循環(huán)水栗電機(jī)功率，單位kW;
[0023] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整后單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗功率為：
[0024] Σ W! = {wl2 +wl + W5l)/2 (5)
[0025] 式中，SWi、砂、砂^1、汗；1分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整后單臺機(jī) 組所耗循環(huán)水栗功率以及四臺循環(huán)水栗電機(jī)功率，單位kW;
[0026] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗功率差值為：
[0027] Δ Iff= Iffi-Iff2 (6)
[0028] 式中，Δ 2W為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗功率差值， 單位kW;
[0029] 擬合典型工況不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的凝汽器壓力單位變化量對應(yīng)的機(jī)組發(fā)電 煤耗的變化幅度為：
[0030] δΒ = ?·(Ν，ρ)*10-2*g(N) (7)
[0031] 式中，δΒ為凝汽器壓力單位變化量對應(yīng)的機(jī)組發(fā)電煤耗的變化幅度，單位為g/ (kPa*kW.h);函數(shù)f(N，p)為不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的凝汽器壓力修正系數(shù)的擬合公式，單 位為％ AkPa);函數(shù)g(N)為不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的發(fā)電煤耗的擬合公式，單位為g/ (kW · h); N為汽輪發(fā)電機(jī)功率，單位為kW; p為凝汽器壓力，單位kPa。
[0032]對于汽輪發(fā)電機(jī)組而言，機(jī)組性能逐年老化對于凝汽器壓力修正系數(shù)的影響較 小，但對發(fā)電煤耗的影響較大，這將引起凝汽器壓力單位變化量對應(yīng)的機(jī)組發(fā)電煤耗的變 化幅度SB出現(xiàn)明顯變化；因此，在循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程序中可依據(jù)定期常 規(guī)熱力性能試驗，重新擬合并替換發(fā)電煤耗函數(shù)g(N)。
[0033]循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后因凝汽器壓力變化所引起的運行成本變化量：
[0035] 式中，Δ 分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后因凝汽器壓力變化所 引起的運行成本變化量、標(biāo)煤單價，單位分別為元A、元/t;
[0036] 當(dāng)標(biāo)煤單價出現(xiàn)變化時，應(yīng)在循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程序中相應(yīng)修改 coal 〇
[0037] 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后單臺機(jī)組所耗循環(huán)水泵功率變化所引起的運行成 本變化量：
[0038] Δ Ypump= A Zff*Yelec (9)
[0039] 式中Δ Ypump、Yelec分別為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗 功率變化所引起的運行成本變化量、供電價格，單位分別為元/h、元/ (kW. h);
[0040] 當(dāng)上網(wǎng)電價出現(xiàn)變化時，應(yīng)在循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程序中相應(yīng)修改 elec 〇
[0041 ]循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后機(jī)組運行成本綜合變化量：
[0042] Δ Υ = Δ Ycoai+Δ Ypump (10)
[0043] 式中，△ Y循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后機(jī)組運行成本綜合變化量，單位為元/ h〇
[0044] 3)若運行成本綜合變化量△ Y為負(fù)，表示發(fā)電成本下降，電站經(jīng)濟(jì)性提高;若運行 成本綜合變化量A Y為正，表示發(fā)電成本上升，電站經(jīng)濟(jì)性降低；同時，在運行方式調(diào)整前、 后，盡量保持汽輪發(fā)電機(jī)組功率不變。
[0045] 本發(fā)明的有益效果是，直觀地顯示循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后的實際節(jié)能效 果及金額多少，系統(tǒng)簡捷、測量計算結(jié)果穩(wěn)定、可靠，可為指導(dǎo)循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行提供依 據(jù)，滿足電站節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)運行的需要。
【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明的功能框圖；
[0047]圖2為本發(fā)明的計算程序界面。
【具體實施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0049] 某電廠兩臺超超臨界700MW汽輪發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)采用擴(kuò)大單元制循環(huán)供水系 統(tǒng)，共配置了四臺92LKSA-23.8型循環(huán)水栗。為降低機(jī)組發(fā)電成本，該廠委托試驗單位完成 了 1號機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度試驗，并依據(jù)試驗單位推薦循環(huán)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化方案 來指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。為準(zhǔn)確計算試驗優(yōu)化方案在實際運行過程中的具體節(jié)能效果，提高循環(huán) 水系統(tǒng)運行管理水平，急需開發(fā)一套循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置。
[0050] 本實施例一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置及方法包括功率測 量裝置、絕對壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集單元和計算及顯示單元。功率測量裝置包括分別測量 汽輪發(fā)電機(jī)功率和四臺循環(huán)水栗電機(jī)功率的第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功 率變送器3、第四功率變送器4、第五功率變送器5。
[0051]本實施例的絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機(jī)高、低壓凝汽器壓力的第一絕 對壓力變送器6、第二絕對壓力變送器7;計算及顯示單元包含循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指 標(biāo)計算程序及界面;第一功率變送器1、第二功率變送器2、第三功率變送器3、第四功率變送 器4、第五功率變送器5、第一絕對壓力變送器6和第二絕對壓力變送器7分別接數(shù)據(jù)采集單 元的輸入端;數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端。
[0052]本實施例中功率變送器的精度為± 0.2 % ;絕對壓力變送器的精度為± 0.1 % ;數(shù) 據(jù)采集單元的精度為±〇. 05 %，并配有標(biāo)準(zhǔn)RS232/485/USB通訊接口，支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊 協(xié)議，支持有線連接、局域網(wǎng)連接等多種通訊模式。
[0053]本實施例的計算及顯示單元為筆記本電腦或者電腦主機(jī)與顯示器。
[0054]本實施例的筆記本電腦或電腦主機(jī)裝載有循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程 序及界面。
[0055]本實施例的功率變送器、絕對壓力變送器可提供4~20mA的輸出信號，數(shù)據(jù)采集單 元可接收所述功率變送器、絕對壓力變送器的輸出信號；
[0056]本實施例所有測量器件的連接線通過螺栓緊固在所述數(shù)據(jù)采集單元輸入端;所述 數(shù)據(jù)采集單元輸出端與計算及顯示單元輸入端之間通過USB通訊線連接，通訊協(xié)議采用 USB2.0；
[0057]綜上，采用上述技術(shù)方案的裝置進(jìn)行監(jiān)測的方法，按照下述步驟進(jìn)行：
[0058]將上述監(jiān)測裝置進(jìn)行正確安裝并連接；
[0059] 用上述五臺功率變送器分別采集汽輪發(fā)電機(jī)及四臺循環(huán)水栗電機(jī)的功率信號，用 上述兩臺絕對壓力變送器采集高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數(shù)據(jù)采集 單元傳送至計算及顯示單元。
[0060] 本實施例在調(diào)整循環(huán)水系統(tǒng)運行方式前、后，應(yīng)盡量保持汽輪發(fā)電機(jī)組功率不變； 待現(xiàn)場參數(shù)穩(wěn)定后，在圖2計算程序界面的價格數(shù)據(jù)欄一一第1~2行分別輸入當(dāng)前電價和 標(biāo)煤單價;在數(shù)據(jù)輸入部分欄一一第3~15行填入現(xiàn)場測試數(shù)據(jù);隨后，在結(jié)果顯示欄一一 第16~22行會自動計算、顯示循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后的相關(guān)參數(shù);其中，第22行顯 示循環(huán)水系統(tǒng)運行方式前、后運行成本綜合變化量。說明：若運行成本綜合變化量為負(fù)，表 示發(fā)電成本下降，電站經(jīng)濟(jì)性提高;若運行成本綜合變化量為正，表示發(fā)電成本上升，電站 經(jīng)濟(jì)性降低。
[0061] 本實施例可在循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程序中依據(jù)定期常規(guī)熱力性能 試驗，重新擬合并替換發(fā)電煤耗函數(shù)g(N);當(dāng)上網(wǎng)電價或標(biāo)煤單價出現(xiàn)變化時，可在價格數(shù) 據(jù)欄相應(yīng)修改Yele?；颚確1 〇
【主權(quán)項】
1. 一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置，其特征在于:所述裝置包括功 率測量裝置、絕對壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集單元和計算及顯示單元； 所述功率測量裝置包括分別測量汽輪發(fā)電機(jī)功率和四臺循環(huán)水栗電機(jī)功率的第一功 率變送器、第二功率變送器、第三功率變送器、第四功率變送器和第五功率變送器； 所述絕對壓力測量裝置包括分別測量汽輪機(jī)高壓凝汽器壓力的第一絕對壓力變送器 和汽輪機(jī)低壓凝汽器壓力的第二絕對壓力變送器； 所述第一功率變送器、第二功率變送器、第三功率變送器、第四功率變送器、第五功率 變送器、第一絕對壓力變送器和第二絕對壓力變送器分別連接數(shù)據(jù)采集單元的輸入端； 所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接計算及顯示單元的輸入端； 所述計算及顯示單元包含循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行指標(biāo)計算程序及界面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測裝置，其特征在 于:所述第一功率變送器至第五功率變送器的精度均為±〇. 2 % ;所述第一絕對壓力變送器 和第二絕對壓力變送器的精度均為±0.1%;所述數(shù)據(jù)采集單元的精度為±0.05%，并配有 標(biāo)準(zhǔn)RS232/485/USB通訊接口，支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議，支持有線連接、局域網(wǎng)連接的多 種通訊模式。3. -種電站循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整經(jīng)濟(jì)性監(jiān)測方法，其特征在于：所述監(jiān)測方法包 括下述步驟： 1) 將上述監(jiān)測裝置進(jìn)行正確安裝并連接;采集汽輪發(fā)電機(jī)及四臺循環(huán)水栗電機(jī)的功率 信號及高壓、低壓凝汽器壓力信號，并將采集的信號通過數(shù)據(jù)采集單元傳送至計算及顯示 單元； 2) 擬合典型工況不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的凝汽器壓力單位變化量對應(yīng)的機(jī)組發(fā)電煤 耗的變化幅度為： 5B = f(N，p)*10-2*g(N) 式中，SB為凝汽器壓力單位變化量對應(yīng)的機(jī)組發(fā)電煤耗的變化幅度，單位SgAkPa* kW.h);函數(shù)f(N，p)為不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的凝汽器壓力修正系數(shù)的擬合公式，單位 S%/(kPa);函數(shù)g(N)為不同汽輪發(fā)電機(jī)功率下的發(fā)電煤耗的擬合公式，單位為g/(kW.h); N為汽輪發(fā)電機(jī)功率，單位為kW; p為凝汽器壓力，單位kPa; 3) 循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后機(jī)組運行成本綜合變化量按下式進(jìn)行計算： A Y - Δ Ycoal+ Δ Ypump 式中，A Y循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后機(jī)組運行成本綜合變化量，單位為元/h; Δ 為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后因凝汽器壓力變化所引起的運行成本變化量，單位 為元/h; △ YPU_為循環(huán)水系統(tǒng)運行方式調(diào)整前、后因單臺機(jī)組所耗循環(huán)水栗功率變化所引 起的運行成本變化量，單位為元A; 4) 若運行成本綜合變化量△ Y為負(fù)，表示發(fā)電成本下降，電站經(jīng)濟(jì)性提高;若運行成本 綜合變化量A Y為正，表示發(fā)電成本上升，電站經(jīng)濟(jì)性降低；同時，在運行方式調(diào)整前、后， 盡量保持汽輪發(fā)電機(jī)組功率不變。
【文檔編號】G06Q10/04GK105869063SQ201610147624
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】萬忠海, 晏濤, 王小波, 吳楊輝, 魯錦
【申請人】國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司