[发明专利]一种汽轮机流量的测量转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种汽轮机流量的测量转换方法。

背景技术

我国空冷式汽轮机主要应用于火力发电行业，机组功率一般在200MW以上，主要分布于水资源匮乏的地方。空冷式汽轮机有别于常规湿冷式汽轮机，具有排汽温度高，而且排汽温度随环境空气温度的变化范围较大的特点。因为排气温度tc=大气温度ta+初始温差ITD，其中初始温差ITD值一般取值为≥30℃，因此，随着环境空气温度的变化（特别是冬夏的早晚温差大），排汽温度将会大幅波动。当排汽温度升高，蒸汽的比容下降，排汽的体积流量就会减少，势必引起汽轮机末级鼓风、末级叶片脱流、颤振等一系列危及机组运行的安全等问题。因此，必须对汽轮机的排汽参数进行限制。

汽轮机转子由有多级叶轮组成，每级叶轮均装有动叶片，排汽背压高低主要考验末级叶片（汽轮机最后一级叶轮上的叶片）的安全性。目前，空冷式汽轮机的排汽参数限制的方式为：限制空冷式汽轮机的最高运行背压和最低运行背压两个数值（背压：即汽轮机排汽压力），而汽轮机的最高运行背压和最低运行背压会随着汽轮机排汽量的变化而变化：当排汽量减少时，在末级体积流量不变的情况下，蒸汽比容需相应增加，排汽压力也会随之降低)，而且，目前空冷式汽轮机所使用的燃料燃烧值并不稳定，所以，燃料也会造成汽轮机的进气量发生变化、引起汽轮机的排汽量变化，使得汽轮机就无法长期按照额定负荷运行。

因此，如果按照常规空冷式汽轮机目前的运行方式，仅通过限制最高运行背压和最低运行背压两个数值来对空冷式汽轮机放入排汽参数进行控制，效果并不理想，因为当汽轮机的排汽量减少时，机组低负荷运行，最高运行背压和最低运行背压偏大，汽轮机末级早已进入鼓风状态或超出做功能力的极限，将危及汽轮机的安全运行。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种汽轮机流量的测量转换方法，使汽轮机的排汽量不断变化的情况下依然能够安全的运行。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种汽轮机流量的测量转换方法，包括如下步骤：步骤一是设定汽轮机的安全运行负荷、并根据设定的安全运行负荷计算出汽轮机正常运行所需调节的最高运行背压值和最低运行背压值；步骤二是根据安全运行负荷的中间点值、并在各中间点值时测定出汽轮机的最高运行背压值和最低运行背压值；步骤三是根据机组流量和负荷，分别绘制出最小排气流量限制线、最高排汽压力限制线、最低排气压力（阻塞背压）线、最大功率限制线以及最大排气流量限制线，同时将各线段相连可形成汽轮机的可运行区域；步骤四是将步骤三中的可运行区域作为汽轮机的安全运行区域、以汽轮机控制系统可读的形式输入至汽轮机的控制系统中。

本方案的工作原理和优点在于：本方案开拓了汽轮机安全运行参数设定的新领域，采用了一种全新的控制方法对汽轮机进行控制。步骤一是对汽轮机的最高运行背压值和最低运行背压值进行限定，确保汽轮机绝对安全；步骤二以及步骤三均是通过利用区间设定的技术方法，对汽轮机的安全运行区域进行限制，得到汽轮机的绝对安全运行区域；步骤四则是将汽轮机的绝对安全运行区域输入至汽轮机的控制系统，使得本方案能直接应用于汽轮机的控制中，保证本方案顺利的进行。

本方案和传统的汽轮机控制方法不同，采用了区域控制打破了常规的汽轮机点值控制方式，确保汽轮机的各种运行参数均能处于汽轮机的安全运行范围中，是常规的汽轮机的点值控制方法所不能比拟的。同时，利用上述方法步骤，因为对汽轮机的各个参数（如最高运行背压、最低运行背压、最大功率以及排汽量等）均进行了安全设定控制，因此，即便是因为外部因素、如燃煤等导致汽轮机的进气量发生改变或者数值波动，在安全运行区域内，汽轮机的总体运行性能不会发生较大的改变，因此，汽轮机能一直处于安全运行的状态，否则汽轮机就会自动停机以保护自身不会受损。

进一步，步骤一中的安全运行负荷范围值为0.2倍额定负荷～1.1倍额定负荷。此范围内的额定负荷可以使汽轮机的排汽压力波动较小、同时排气流量的测定值也属于稳定运行值的范围，采用上述范围值可以对汽轮机进行更加精准有效的控制。

进一步，步骤二中包括对汽轮机的低加抽汽压力进行测定，通过低加抽汽压力计算出安全运行负荷的中间点值、最高运行背压值以及最低运行背压值。本优化方案公开了通过汽轮机的低加抽汽压力测定安全运行负荷的中间点值、最高运行背压值以及最低运行背压值的方法，经过申请人实验表明，通过测定低加抽汽压力不但非常便利，而且能够非常精准的反映出汽轮机的各个安全运行参数，提高汽轮机的运行可靠性。