一种凝汽器性能在线监测系统的制作方法

1.本实用新型属于燃煤机组节能降耗技术领域，具体涉及一种凝汽器性能在线监测系统。


背景技术：

2.凝汽器作为电厂重要的辅机，凝汽器性能的好坏会极大影响机组的能耗。当前在主机设备普遍已经采用最新技术升级改造，且对主机设备的日常运行也投入了较大的精力之际，对于凝汽器的精细化管理还有待提高，且随着火电整体亏损加剧，电厂投入的检修资金会逐步减少，所以对凝汽器的维护资金也会进一步减少。再这样的背景下，对凝汽器性能的在线监测和实现全寿命周期管理就显得越来越重要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种凝汽器性能在线监测系统，以解决现有技术中，凝汽器周期缺少精细管理的技术问题。
4.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.一种凝汽器性能在线监测系统，包括前池、前池连接至循环水泵，循环水泵的出水管路连接至凝汽器，凝汽器的凝结水出水端连接至热井，凝汽器连接有真空泵，凝汽器中的冷却水通过出水管路排出；
6.所述循环水泵连接有电流测量装置，所述循环水泵和凝汽器的连接管路上设置有冷却水入口压力表，所述凝汽器中设置有凝汽器压力表，所述真空泵设置有气体压力表，所述热井中设置有第四铂电阻温度计；
7.所述电流测量装置、冷却水入口压力表、凝汽器压力表、气体压力表和热井铂电阻均连接至上位机。
8.本实用新型的进一步改进在于：
9.优选的，所述前池的出水端设置有两个出水管路，每一个管路上设置有一个循环水泵，分别为第一循环水泵和第二循环水泵，每个循环水泵连接有一个流量计。
10.优选的，所述循环水泵的出水管路设置有两个支路，分别为第三支路和第四支路；所述第三支路连接至凝汽器的a侧进水口，所述第四支路连接至凝汽器的b侧进水口；第三支路上设置有a侧冷却水入口压力表和第一铂电阻温度计，第四支路上设置有b侧冷却水入口压力表和第二铂电阻温度计。
11.优选的，所述凝汽器的冷却水出水管路分为两个支路，分别为第五支路和第六支路，第五支路上设置有a侧冷却水出口压力表和第五铂电阻温度计；第六支路上设置有b侧冷却水出口压力表和第六铂电阻温度计。
12.优选的，第五支路并联有第一超声波流量计，第六支路并联有第二超声波流量计。
13.优选的，所述第一超声波流量计和第二超声波流量计为外夹式流量计。
14.优选的，所述凝汽器内部的凝汽器压力表包括第一凝汽器压力表和第二凝汽器压
力表，所述第一凝汽器压力表和第二凝汽器压力表均设置在凝汽器的喉部。
15.优选的，第一凝汽器压力表和第二凝汽器压力表均为绝对压力表。
16.优选的，所述凝汽器通过真空管道和真空泵连接，真空泵入口抽汽绝对压力表设置在真空管道上。
17.优选的，所述真空管道上设置有第三铂电阻温度计。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型公开了一种凝汽器性能在线监测系统，该在线监测系统包括以实现凝汽器运行性能在线性能测量，实现凝汽器全寿命周期性能记录和管理，及时发现和解决相关的问题，保持凝汽器处于最佳运行状态。本实用新型通过在线监测实时发现影响凝汽器性能的因素的变化，及时处理，防止影响扩大需要更多的维修资金来解决问题，同时通过及时处理，避免机组背压提高，影响机组能耗。把这些测量值都接入上位机中，实现了凝汽器性能的在线管理，全寿命周期掌握凝汽器的运行状态，减少不必要的维修、冲洗和外委试验。采用凝汽器性能全寿命周期在线监测系统，可以获得实时的凝汽器运行性能，实现凝汽器全寿命周期内的有限管理，及时提出维护或者改造的建议，保证凝汽器处于高效区间运行，提升机组冷端的冷却效果，降低机组背压，提升机组性能。同时避免拖延导致维修费的多投入，降低检修费用。
附图说明
20.图1为本实用新型的系统结构图；
21.其中：1
‑
前池；2
‑
第一循环水泵；3
‑
第二循环水泵；4
‑
第一电流测量装置；5
‑
第二电流测量装置；6
‑
a侧冷却水入口压力表；7
‑
b侧冷却水入口压力表；8
‑
第一铂电阻温度计；9
‑
第二铂电阻温度计；10
‑
凝汽器；11
‑
第一凝汽器压力表；12
‑
第二凝汽器压力表；13
‑
第三铂电阻温度计；14
‑
真空泵入口抽汽压力绝压表；15
‑
真空泵；16
‑
第四铂电阻温度计；17
‑
热井；18
‑
a侧冷却水出口压力表；19
‑
b侧冷却水出口压力表；20
‑
第五铂电阻温度计；21
‑
第六铂电阻温度计；22
‑
第一超声波流量计；23
‑
第二超声波流量计；24
‑
第一支路；25
‑
第二支路；26
‑
第三支路；27
‑
第四支路；28
‑
真空管道；29
‑
冷凝水管道；30
‑
第五支路；31
‑
第六支路。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”；“上”；“下”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“内”；“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”；“第二”；“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”；“相连”；“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.参见图1，本实用新型公开了一种凝汽器性在线监测系统，主要装置包括前池1、循
环水泵、凝汽器10、真空泵15和热井17，前池1的出水管路分为两个支路，分别为第一支路24和第二支路25，每一个支路上设置有一个循环水泵，循环水泵包括两个，分别为第一循环水泵2和第二循环水泵3，每一个循环水泵的输出管路上连接有一个电流测量装置，第一循环水泵2的出水管路上设置有第一电流测量装置4，第二循环水泵3上设置有第二电流测量装置5，第一电流测量装置4和第二电流测量装置5均设置在各自管壁上，所述第一电流测量装置4和第二电流测量装置5均为电机电流测量装置。第一循环水泵2的输出管路和第二循环水泵3的输出管路汇合后，又分为两个支路，分别为第三支路26和第四支路27，第三支路26连接至凝汽器10的a侧进水口，第四支路27连接至凝汽器10的b侧进水口，第三支路26上设置有a侧冷却水入口压力表6和第一铂电阻温度计8，第四支路27上设置有b侧冷却水入口压力表7和第二铂电阻温度计9，第三支路26和第四支路27为凝汽器10的冷却水进水口，第一铂电阻温度计8和第二铂电阻温度计9分别用于测量凝汽器10的冷却水进水压力。
25.凝汽器10的喉部设置有两个绝对压力表，分别为第一凝汽器压力表11和第二凝汽器压力表12，用于测量凝汽器10内部的绝对压力，第一凝汽器压力表11和第二凝汽器压力表12设置在凝汽器喉部两侧的对称位置。凝汽器10的进气管路连通有低压缸排汽，凝汽器10通过真空管道28连接有真空泵15，真空管道28上设置有第三铂电阻温度计13和真空泵入口压力表14，第三铂电阻温度计13用于测量真空泵15的入口温度，真空泵入口抽汽压力表14用于测量抽真空过程的压力。凝汽器10中的高温气体被冷却后形成冷凝水，冷凝水通过冷凝水管道29排入至热井17，热井17中设置有第四铂电阻温度计16，用于测量热井17中凝结水的温度。
26.在凝汽器10内冷却蒸汽后的冷却水通过凝汽器10的两个出水管路排出，分别为第五支路30和第六支路31，第五支路30和第六支路31的出水端汇合后，冷却水流出，第五支路30上设置有a侧冷却水出口压力表18和第五铂电阻温度计20，第五支路30上并联有第一超声波流量计22；第六支路31上设置有b侧冷却水出口压力表19和第六铂电阻温度计21，第六支路31上并联有第二超声波流量计23。
27.上述第一电流测量装置4、第二电流测量装置5、a侧冷却水入口压力表6、b侧冷却水入口压表7、第一铂电阻温度计8、第二铂电阻温度计9、第一凝汽器压力表11、第二凝汽器压力表12、第三铂电阻温度计13、真空泵入口抽汽绝对压力表14、第四铂电阻温度计16、a侧冷却水出口压力表18、b侧冷却水出口压力表19、第五铂电阻温度计20、第六铂电阻温度计21、第一超声波流量计22和第二超声波流量计23均连接至上位机，使得上位机能够实时读取采集的各项数据。
28.更进一步的，上述测量装置连接至dcs控制系统，dcs控制系统采集进入内部的数据库，dcs控制系统和上位机连接，上位机中设置有sis系统，sis系统能够在线计算分析，实现整个凝汽器性能的在线监测。
29.本实用新型的工作原理：
30.循环冷却水经由循环水泵的前池1，进入到第一循环水泵2和第二循环水泵3进行升压，循环水泵的电流通过第一电流测量装置4和第二电流测量装置5进行测量，冷却水经由第三支路26和第四支路27从a、b两侧分别进入到凝汽器10，通过凝汽器10的a侧冷却水入口压力表6和b侧冷却水入口压力表7测量凝汽器10两侧冷却水入口压力，由凝汽器10的a侧的第一铂电阻温度计8和b侧的第二铂电阻温度计9测量凝汽器10的冷却水入口水温。通过
在凝汽器10喉部加装两块绝压表，第一凝汽器压力表11和第二凝汽器压力表12测量凝汽器10的绝对压力，避免了采用真空表测量的误差和不直观。真空泵15从凝汽器10内抽出空气和不凝结气体，建立维持机组真空，通过真空泵15的第三铂电阻温度计13测量铂电阻测量抽空气温度和真空泵入口抽汽绝对压力表14测量真空泵15的抽空气压力，可以计算出凝汽器10的汽阻和凝汽器中的空气聚集量对凝汽器10压力的影响。低压缸排汽进入凝汽器10内的凝结气体冷凝成为凝结水进入热井17，通过热井17中的第四铂电阻温度计16测量热井17内凝结水的温度，可以由凝汽器10压力对应的饱和温度和热井17温度的差值获得凝汽器10的过冷度。循环冷却水冷却低压缸排汽后来到凝汽器冷却水出口，通过凝汽器10的a侧冷却水出口压力表18和b侧冷却水出口压力表19测量两侧冷却水入口压力，由凝汽器10的a侧冷却水出口的第五铂电阻温度计20和凝汽器10b侧冷却水出口的第六铂电阻温度计21测量冷却水出口水温度。通过进出水压力的测量值，可以求出凝汽器10冷却水的水阻，由水阻的变化判断凝汽器10内部是否堵塞。由进出水温度的测量值，再由凝汽器a侧出水的第一超声波流量计22和凝汽器b侧出水的第二超声波流量计23测量出来的凝汽器10两侧的循环水量，可计算出凝汽器10的热负荷，分析凝汽器10的热力性能，为了防止破坏循环水泵管道的内衬，超声波流量计采用外夹式流量计。所有这些测量值的信号都通过通信电缆传输到电子间，通过分布采集系统全部进入dcs数据库，然后接入上位机中sis系统，在sis系统进行计算分析，实现在线监测。
31.本实用新型的使用效果：
32.(1)凝汽器10的进出水冷却水温采用高精度的第一铂电阻温度计8和第二铂电阻温度计9来测量，保证测量温度的准确性。
33.(2)通过凝汽器10的a侧冷却水入口压力表6、b侧冷却水入口压力表7、a侧冷却水出口压力表18和b侧冷却水出口压力表19能够计算出凝汽器10中冷却水进出水压力的差值，可以计算凝汽器10的水阻，如果过大，说明凝汽器10内部的冷却水管束内存在堵塞物。
34.(3)通过循环水泵的第一电流测量装置4和第二电流测量装置5，以及凝汽器10两侧的流量计的测量值异常来判断循环水泵的运行状态，如果电流过小，流量变小，排除循环水泵本身的问题以后，也可以辅助判断循环水系统的阻力异常。
35.(4)传统测量真空泵入口压力和凝汽器压力都采用真空表计的测量，这样的做法会造成一些错误，因为最终判断凝汽器的压力是否满足要求需要通过大气压力来换算成绝对压力，而大气压力是一个瞬时变量，所以采用真空泵来反应凝汽器10的压力为间接的方式，而且容易带来误差。通过测量凝汽器10和真空泵入口抽汽绝对压力表14的绝对压力的差值获得凝汽器10的汽阻值，来反应凝汽器的冷凝设计效果的好坏，及时发现真空泵抽汽管道是否有异物阻塞。
36.(5)常规测量凝汽器10的过冷度主要通过汽轮机低压缸排汽温度和热井10温度的差值，但是汽轮机的低压缸排汽属于含湿蒸汽和扰动较大，难以准确测量其温度，所以计算出来的凝汽器过冷度值偏大；该系统通过测量凝汽器10的绝对压力，然后把测量值接入sis系统，计算出凝汽器10绝对压力对应的饱和温度值，然后和热井17的温度做差值，使得获得的凝汽器过冷度更为准确，有助于更好判断凝汽器的性能。
37.(6)通过准备测量真空泵15入口的压力和温度，计算漏入凝汽器10中的空气漏量，判断这些空气是否会影响凝汽器10的性能。
38.通过上述过程，将测量值都接入sis系统，然后在sis系统里完成计算和分析，实现了凝汽器性能的在线管理，全寿命周期掌握凝汽器的运行状态，减少不必要的维修、冲洗和外委试验。
39.本实用新型系统的使用效果：
40.一般对凝汽器的性能结果主要靠人工进行性能试验或者靠汽机专工平时计算分析获得，但是这个过程会出现获得结果不及时和不能实现动态的分析。影响凝汽器性能的因素较多，所以凝汽器性能需要及时的反馈了解是哪一个因素导致凝汽器性能变化是很有必要的。在准确了解凝汽器性能之后，减少不必要的维修投入。凝汽器一次性能试验的结果并不能让技术人员全面判断凝汽器的性能，因为这个结果不能说明凝汽器是设计缺陷还是运行因素导致的性能变化。通过机组在投产时同步加装该系统，及时发现设计上的缺陷，了解凝汽器的最初性能，然后保持全寿命周期的在线监测凝汽器性能，保持凝汽器处于最佳运行状态。本系统是通过超声波流量计测量凝汽器两侧的冷却水流量，这样做的好处就是在凝汽器一般具有较长直管段，且扰动小，这样测量出来的流量更为准确。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改；等同替换；改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。