一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法与流程

本发明涉及一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法，属火力发电。

背景技术：

1、对于采用开式循环水系统的电站机组而言，尽管大多配置了凝汽器出口水室真空泵，用以避免水室虹吸作用被破坏，但绝大部分机组依然通过节流回水蝶阀，在凝汽器出口水室建立微正压来保障循环水系统的安全运行。为了解回水蝶阀节流特性，指导运行操作，本发明提出一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是，为了解回水蝶阀节流特性，指导运行操作，本发明提出一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法。

2、本发明实现的技术方案如下：一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法，其特征在于，所述方法依据电站扩大单元制循环水系统图，将循环水泵模块、电机模块、凝汽器模块以及回水蝶阀模块通过串联和并联方式构成循环水管路；基于循环水泵、凝汽器以及回水蝶阀的特性方程组，并考虑管路标高差，求解不同回水蝶阀相对开度下循环水母管压力、各回水蝶阀阀前压力/阀后压力、循环水母管总流量、各凝汽器进水流量以及电机功率，以指导电站循环水系统运行操作。

3、进一步地，所述方法具体包括以下步骤：依据电站扩大单元制循环水系统图，将若干个循环水泵模块、电机模块、凝汽器模块以及回水蝶阀模块通过串联和并联方式构成循环水管路，其中，若干个循环水泵模块采用并联方式，各循环水泵模块出口汇总并串接于循环水进水母管的进口；循环水母管的出口分流并串接至各凝汽器模块进口；各凝汽器模块出口串接至相应的回水蝶阀模块入口；所有回水蝶阀模块出口汇总并串接于循环水回水母管的进口；

4、分别建立循环水泵模块、凝汽器模块以及回水蝶阀模块的特性方程组；将制造厂提供的额定转速下流量-扬程/效率特性曲线内置于循环水泵模块之中；并依据离心泵比例定律，开展定速工况或变转速工况下流量、扬程、效率以及电机功率的计算；

5、凝汽器模块水侧阻力按下式计算：

6、δpw＝δpa+δpb+δpc+δpd，

7、δpa＝lδplrt，

8、δpl＝28.72(vw)1.75/(di)1.25，

9、式中：

10、δpw——冷却水通过凝汽器的总水阻，kpa；

11、δpa——凝汽器冷凝管内摩擦水阻，kpa；

12、δpb——凝汽器冷凝管端部水阻，kpa；

13、δpc——凝汽器水室进口水阻，kpa；

14、δpd——凝汽器水室出口水阻，kpa；

15、δpb、δpc、δpd分别依据凝汽器管内水速和美国热交换学会heistandard steamsurface condensers提供的特性曲线方程求得；

16、回水蝶阀模块采用以下公式计算流量与阻力：

17、当时为非阻塞流，计算公式为：

18、

19、当时为阻塞流，计算公式为：

20、

21、式中：

22、qml——流过回水蝶阀的质量流量，t/h；

23、kv——回水蝶阀的流量系数，m3/h；

24、δp——回水蝶阀阀前、阀后的压差，mpa；

25、p1——阀前压力，mpa；

26、p2——阀后压力，mpa；

27、ρl——液体的密度，kg/m3。

28、fl——压力恢复系数，取值0.9；

29、

30、

31、式中：

32、ff——液体的临界压力比系数；

33、pv——回水蝶阀入口温度下液体饱和蒸汽压力阀前压力，mpa；

34、pc---液体临界压力，mpa；水的临界压力取22.064mpa。

35、将厂家提供的回水蝶阀相对开度l与流量系数kv特性曲线内置于各回水蝶阀模块之中；

36、由于循环水泵、凝汽器以及回水蝶阀海拔高度各有不同，直接影响到循环水管路的阻力特性；为简化计算，将循环水泵吸入口和回水蝶阀出口的海拔高度差视为循环水管路的上、下游界面标高差；

37、各回水蝶阀分别设置不同的相对开度，依据回水蝶阀相对开度l与流量系数kv特性曲线，得出相应的流量系数kv；假定某一循环水母管总流量，联立以上特性方程组，并令各回水蝶阀阀后压力彼此相等且均等于考虑循环水管路标高差后的大气压力折算值，迭代求解出合适的循环水母管总流量以及循环水母管压力、各回水蝶阀阀前压力/阀后压力、各凝汽器进水流量、电机功率等。

38、本发明的有益效果是，以串、并联方式精简构建扩大单元制循环水系统，并通过联立循环水泵、凝汽器以及回水蝶阀的特性方程组，考虑管路标高差，精确求解凝汽器回水蝶阀对于循环水母管总流量、循环水母管压力、各回水蝶阀阀前压力/阀后压力、各凝汽器进水流量、电机功率等特性参数的影响，有助于指导电站循环水系统安全经济运行。

技术特征：

1.一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法，其特征在于，所述方法依据电站扩大单元制循环水系统图，将循环水泵模块、电机模块、凝汽器模块以及回水蝶阀模块通过串联和并联方式构成循环水管路；基于循环水泵、凝汽器以及回水蝶阀的特性方程组，求解不同回水蝶阀相对开度下循环水母管压力、各回水蝶阀阀前压力/阀后压力、循环水母管总流量、各凝汽器进水流量以及电机功率，以指导电站循环水系统运行操作。

2.根据权利要求1所述的一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种凝汽器回水蝶阀特性仿真计算方法，所述方法依据电站扩大单元制循环水系统图，将循环水泵模块、电机模块、凝汽器模块以及回水蝶阀模块通过串联和并联方式构成循环水管路；基于循环水泵、凝汽器以及回水蝶阀的特性方程组，并考虑管路标高差，求解不同回水蝶阀相对开度下循环水母管压力、各回水蝶阀阀前压力/阀后压力、循环水母管总流量、各凝汽器进水流量以及电机功率，以指导电站循环水系统运行操作。

技术研发人员：王华,罗海森,曾学文,李长华,陈文,周帆,万忠海,刘帅
受保护的技术使用者：国能江西新能源产业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5