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电厂汽轮机主蒸汽流量计算公式弗留格尔公式方法

时间:2017/07/25来源:未知

摘要: 大容量机组主蒸汽流量的测量大部分采用弗留格尔公式,即通过汽轮机调节级压力加温度修正间接换算法来得到主蒸汽流量,当调节级温度测量不准确时,利用不同级段参数分别计算主蒸汽流量。通过应用探讨分析,利用其它级段参数计算的主蒸汽流量与调节级参数计算出的主蒸汽流量接近,可以用于在调节级参数发生异常时取代其进行计算,或者是当计算得到的主蒸汽流量差别较大时,可以判断机组通流部分发生变化。

电厂汽轮机主蒸汽流量计算公式弗留格尔公式方法
  火电厂属于高能耗企业,对机组的经济指标进行在线监测尤为重要,其中热耗率是机组的经济性指标之一。对于小型汽轮机组,主蒸汽流量测量通常采用流量喷嘴 ( 或孔板) 方案,这种方法简单、准确,但会造成节流损失。目前大型汽轮机组主蒸汽流量大,运行参数高,该节流损失已经不容忽视。因而,现今大容量机组主蒸汽流量的测量,大部分采用弗留格尔公式计算主蒸汽,流量 即通过调节级后压力加温度修正的间接换算法来得到主蒸汽流量。但由于调节级温度在缸体内,不能更换试验测点,当温度测点不准确后不能及时更换。本文考虑是否采用一段抽汽、高压缸排汽以及三段抽汽来代替调节级压力和温度计算主蒸汽流量。
 
1、弗留格尔公式
   假设机组内有足够多的级数,蒸汽流速为亚音速,且通流面积不变,级组前后参数与流量之间的关系可表达为如下的弗留格尔公式:
G =   T0           ( 1)
  槡槡1 0    
G0 2 0    
  T     p2 - p2
式中: G 为主蒸汽流量,t /h; T 为级组温度,℃ ;
 
P 为级组压力,MPa; 下标 0 表示已知的标准工况参数,下标 1 表示级组前参数,下标 2 表示级组后参数。
 
在工况变化前后,调节级后的通流部分面积不变,抽汽流量与主蒸汽流量为线性关系,且所取的级组较多且含凝汽式级组的末级时,由于排汽压力值与级组进汽压力值相比很小,式 ( 1) 可以写为
G =   T0  P ( 2)
         
 
G0  
  T P0  
将式 ( 2) 简化可得主蒸汽流量与压力的关系式如下:
 
G = C × K × P ( 3)
式中: C = G0 为在机组额定工况下,试验得到的主
P0
T0
蒸汽流量与压力比值; K = 槡为温度修正系数。
T
进一步简化可得:  
G = C × P ( 4)
 
式中: P  为经过温度修正系数修正后的压力,MPa。式 ( 4) 说明主蒸汽流量与经过温度系数修正后的压力呈线性关系,可以利用试验得到的主蒸汽流量和温度系数修正后的压力进行拟合,给出主蒸汽流量与所选压力参数的一次方程。
电厂汽轮机主蒸汽流量计算公式弗留格尔公式方法
 
2、 应用探讨:
 
某电厂 300 MW 1 号机组主蒸汽流量是由调节级后压力测量参数经过模块化计算求得的,经过 3年的运行试验,电厂技术人员发现给水流量与主蒸汽流量偏差比较大。说明原先的主蒸汽流量公式已经不能满足现在的要求,需要重新对主蒸汽流量模型进行修改。因而进行了 6 种工况的试验,具体测量数据和计算如表 1 所示。
 
表 1 试验测量数据及计算 
参数         工况    
             
300 MW 270 MW 240 MW 210 MW 195 MW
 
             
试验主蒸汽流量 /( t·h  1) 998. 64 920. 64 802. 97 676. 56 614. 58
DAS 中主蒸汽流量 /( t·h  1) 929. 42 837. 53 731. 52 629. 56 580. 68
调节级压力 /MPa 11. 767 10. 574 9. 196 7. 890 7. 210
调节级温度 /℃ 480. 97 462. 53 454. 27 450. 20 450. 58
调节级温度修正系数   1   1. 012 455 1. 018 18 1. 021 04 1. 020 78
修正后调节级压力 /MPa 11. 767 10. 706 9. 364 8. 057 7. 360
一段抽汽压力 /MPa 5. 422 4. 942 4. 329 3. 734 3. 456
一段抽汽温度 /℃ 388. 55 376. 02 369. 83 367. 43 368. 11
一抽温度修正系数   1   1. 009 605 1. 014 448 1. 016 345 1. 015 81
修正后一抽压力 /MPa 5. 422 4. 990 4. 392 3. 795 3. 511
高排压力 /MPa 3. 247 2. 971 2. 590 2. 248 2. 084
高排温度 /℃ 318. 97 308. 79 303. 28 301. 79 302. 20
高排温度修正系数   1   1. 008 703 1. 013 513 1. 014 831 1. 014 466
修正后高排压力 /MPa 3. 247 2. 997 2. 625 2. 281 2. 114
三段抽汽压力 /MPa 1. 548 1. 407 1. 223 1. 047 0. 964
三段抽汽温度 /℃ 452. 88 452. 78 455. 16 453. 77 456. 42
三段抽汽温度修正系数   1   1. 000 064 0. 998 429 0. 999 389 0. 997 572
修正后三抽压力 /MPa 1. 548 1. 407 1. 221 1. 047 0. 961
               
 
由表 1 可见,DAS 中主蒸汽流量与试验主蒸汽流量***高偏差达 9% ,已不能满足工程需要。根据弗留格尔公式,利用表 1 中各工况试验主蒸汽流量与经过温度修正后的抽汽压力拟合后,可以计算出主蒸汽流量,如表 2 所示。
表 2 计算主蒸汽流量    
             
参数       工况    
           
  300 MW 270 MW 240 MW 210 MW 195 MW
   
           
试验主蒸汽流量 /( t·h  1) 998. 64 920. 64 802. 97 676. 56 614. 58
DAS 中主蒸汽流量 /( t·h  1) 929. 42 837. 53 731. 52 629. 56 580. 68
计算主蒸汽流量 1/( t·h  1) 1 007. 28 913. 67 795. 25 679. 95 618. 54
计算主蒸汽流量1 与试验值偏差/% 0. 865 - 0. 758 - 0. 961 0. 502 0. 645
计算主蒸汽流量 2/( t·h  1) 1 004. 25 917. 06 796. 36 676. 08 618. 69
计算主蒸汽流量2 与试验值偏差/% 0. 562 - 0. 389 - 0. 823 - 0. 071 0. 669
计算主蒸汽流量 3/ ( t·h  1) 1 007. 45 914. 87 791. 84 677. 07 620. 67
计算主蒸汽流量3 与试验值偏差/% 0. 882 - 0. 627 - 1. 386 0. 075 0. 991
             
 
由表 2 可见,利用调节级蒸汽压力和一段抽汽压力计算得到的主蒸汽流量与试验主蒸汽流量偏差都控制在 1% 范围内,而采用高压缸排汽压力和三段抽汽时,计算主蒸汽流量与试验值有超过 1% 的偏差 。目前电厂 DAS 系统中的主蒸汽流量指示值已具有较高准确度,完全可以满足电厂运行性能监视和管理工作需要。
 
3、结束语:
  本文利用弗留格尔公式,计算得到了不同级段压力下的主蒸汽流量,并与试验主蒸汽流量进行对比,发现利用调节级压力以及各段抽汽计算得到的主蒸汽流量误差都比较小,其中调节级压力与主蒸汽流量关系是工程中常用的,其它各级压力可以用于对比分析,如果两者计算得到的主蒸汽流量偏差大,就说明汽轮机通流部分发生变化,可为存在类似问题的电厂提供参考。

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