CN104019852A - 一种基于节流件特征系数k的给水流量精确测试方法 - Google Patents

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姚力强
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
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Abstract

本发明涉及一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法，其主要特征为通过简化后的给水流量公式

Description

一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法
技术领域
本发明涉及一种给水流量的测试方法，具体涉及一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法。  
背景技术
火电机组的给水流量是锅炉汽包水位调节回路中的一个重要的调节变量，也是机组经济指标计算的一个重要的基础参数。目前火电机组给水流量的测试计算方法，为了便于建模和快速计算，考虑的影响因素较少，大部分火电机组给水流量计算仅仅采用节流件的最大差压对应的最大流量，采用对差压开方，然后再进行简单的插值计算，从而造成在流量测量的全量程范围内产生了不同程度的误差。其计算公式如下：
 式中：
     G0- 给水流量测量值 t/h
     Gmax- 给水流量最大值 t/h
     Δp0－节流件差压测量值，kPa
     Δpmax－节流件差压最大值，kPa。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法，该方法步骤简单，计算得到的给水流量准确可靠。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法，其具体包括如下步骤：
步骤1 测定特定工况下流量差压值和流体密度；
步骤2 将步骤1测定得到的流量差压值和流体密度，带入公式1进行计算：
                （1）
式中：
-流量差压值，单位Kpa；
     -流体密度，单位位kg/m3；
   Q-给水流量，单位t/h；
   K-节流件特征系数。
进一步的，节流件特征系数K的确定方法如下：
通过计算和读取相关参数，基于公式2计算节流件特征系数K：
               （2）    
式中：
d0－节流件开孔直径，m；
ε－可膨胀性系数；当为水时ε=1；
β－节流件孔径与直管段内径(D)之比，β＝d/D；
    c－流出系数；
Re-雷诺数，其计算公式为：
    
 -给水的流速，单位：m/s；
-给水的运动粘度,单位：Pa.s。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：
本发明给水流量仅仅取决于节流件特征系数K、给水流量差压和流体的密度三个参量，而这三个参量在实际计算中很容易准确的获得，而节流件特征系数K为确定值，和节流件相关，可以经过一次计算广泛使用，同时经过实际验证，依据该模型测试得出的给水流量与实际流量存在极小的偏差。最大程度地消除由于建模和计算产生的流量误差，本发明基于节流件特征系数K的给水流量测试方法稳定可靠，完全能够满足火电机组调节和试验测试的需要。
具体实施方式
下面将结合具体实施例1对本发明进行进一步详细的说明。
实施例1
某热电厂#1机组给水流量的测定，具体如下：
首先通过根据试验数据（见表1）进行计算分析得出新的流量模型中的节流件特征系数K值：
              （2）    
式中：
d－节流件开孔直径，m，本实施例中d=0.186354m；
ε－可膨胀性系数，当为水时ε=1；
β－节流件孔径与直管段内径之比，β＝d/D，本实施例中β=0.6102；
    c－流出系数；
Re-雷诺数，其计算公式为：
    
 -给水的流速，单位：m/s；
-给水的运动粘度,单位：Pa.s；
给水的流速可以通过流量计算得出，给水的运动粘度可以通过给水的压力和温度通过（查水的物性表）计算得出。
经计算得到K为1.318161。
表1某热电厂#1机组给水流量测量原始数据及K值计算结果汇总表
项目 单位 工况一 工况二 工况三 工况四 工况五
负荷 MW 298.98 266.99 240.11 216.01 183.97
给水流量(CRT) t/h 863.04 788.03 721.43 613.20 513.81
给水压力 MPa 17.67 17.35 16.70 15.29 13.11
给水温度 ℃ 275.64 268.13 261.43 255.84 247.42
给水差压 kPa 42.54 35.47 29.72 21.47 15.08
K \ 1.319166 1.318633 1.318204 1.31773 1.317074
K平均值 \ 1.318161        
然后通过公式1计算得到五个工况下的给水流量：
        （1）
 式中：节流件特征系数K=1.318161
-流量差压值，单位KPa
      Ρ-流体密度，单位kg/m3
       Q-给水流量，单位t/h。
本测试方法所计算得到的给水流量结果见表2
表2 给水流量对比表
项目 单位 工况1 工况2 工况3 工况4 工况5
实际流量 t/h 862.292 792.992 730.152 623.033 525.010
K值计算流量 t/h 861.656 792.686 730.118 623.229 525.446
CRT流量 t/h 863.038 788.034 721.434 613.202 513.812
K值计算误差值 t/h 0.6354 0.3051 0.0339 -0.1965 -0.4365
CRT误差 t/h -0.7465 4.9577 8.71771 9.8301 11.1971
根据试验数据计算发现，给水流量则存在较大的偏差，以上是5个工况的计算结果汇总表，可以看出：经过改进后给水流量偏差从-0.8t/h ～12 t/h降低至-0.5 t/h ～0.7t/h，提高了给水流量计算的精度。
本实施例中，流出系数C针对不同的节流装置算法不同，本实施例对应的节流装置为ISO长径喷嘴。本实施例中当节流件为某一特定的ISO长径喷嘴时（且开孔直径d0,孔径比β为算例中所规定的一个定值时），所述节流件特征系数K为某一定值（符合算例条件下本实施例的ISO长径喷嘴的K值为1.318161）。当然，如果选用的节流件为其他ISO长径喷嘴，可以通过本发明公式（2）进行计算。
本发明中公式（1）是基于以下原理推到得到：
常规的给水流量计算公式为：
式中：
qm－质量流量，kg/s；
c－流出系数；
d－节流件开孔直径，m；
ε－可膨胀性系数；当为水时ε=1；
ρ－被测流体密度，kg/m3；
β－节流件孔径与直管段内径之比，β＝d/D；
Δp－差压，Pa。
但是由于参数过多，计算方法复杂，很少被电厂使用，鉴于此，简化该计算公式得到简单准确的替代公式变的尤为重要，本发明人发现，针对于特定的节流，相关参数是特定不变或变化较小的，由此得到本发明公式（1）。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法，其特征在于：其具体包括如下步骤：
步骤1 测定特定工况下流量差压值和流体密度；
步骤2 将步骤1测定得到的流量差压值和流体密度，带入公式（1）进行计算：
                （1）
式中：
-流量差压值，单位Kpa；
    -流体密度，单位kg/m3；
   Q-给水流量，单位t/h；
   K-节流件特征系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于节流件特征系数K的给水流量精确测试方法，其特征在于，所述节流件特征系数K的确定方法如下：
通过计算和读取相关参数，基于公式（2）计算节流件特征系数K：
               （2）    
式中：
d0－节流件开孔直径，m；
ε－可膨胀性系数；当为水时ε=1；
β－节流件孔径与直管段内径（D）之比，β＝d/D；
c－流出系数；
Re-雷诺数，其计算公式为：
    
 -给水的流速，单位：m/s；
-给水的运动粘度,单位：Pa.s。
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