[發明專利]一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法

有效

• 申請號: 201910922090.2
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110761852B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 萬忠海;陳文;蔡文;魯錦;晏濤;吳楊輝;王小波
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: F01D17/14
• 分類號: F01D17/14;F01D21/00;F01D25/00;G06F30/20
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法，所述方法將現場汽輪機流量特性試驗與仿真建模相結合，通過一、二次分步建模，設置主汽閥模塊和調節閥模塊，獲取遵循現場實際的調節閥特性曲線；將調節閥特性曲線內置于原調節閥模塊，增添調節閥行程計算功能，實現已知流量G求行程L或已知行程L求流量G等涉及汽輪機調節閥行程的仿真應用?？蔀椴煌淦绞降钠啓C組變負荷熱經濟特性、變壓熱經濟特性以及流量特性等仿真研究提供參考。

技術領域

本發明涉及一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法，屬汽輪機運行技術領域。

背景技術

汽輪機和熱力系統仿真是指汽輪機和熱力系統不同負荷、不同設備狀態、不同系統拓撲結構時的熱力性能狀態仿真。由于我國電力系統的構成特性，火力發電汽輪機組既是建立并維持電網周波及能量平衡的原動機，也是我國電力市場中長期內承擔電力供應以及電網調峰調頻任務的主力機組。在電力市場化改革日益深入、波動性可再生能源愈加增多以及電力供需矛盾更為加劇的行業背景之下，汽輪機組需要長時間處于非設計工況的深度調峰狀態。因此，汽輪機和熱力系統建模仿真對研究機組變工況能耗分布規律，改善機組能耗指標和機網協調控制水平并提升煤電機組寬負荷深度調峰運行靈活性和經濟性有著重要的意義。

眾所周知，汽輪機的配汽方式和運行方式影響著汽輪機的動態調節特性和變工況特性，對機組運行經濟性、安全性以及機網協調等均具有顯著作用。尋根溯源，汽輪機配汽端運行特性是進汽調節閥在既定閥序下的節流特性的泛在表現。依據汽輪機原理，汽輪機高壓調節閥屬于快開型調節閥，其調門流量特性(數值上表征為行程與進汽流量之間的函數關系)具有典型的非線性特征；對于部套結構和安裝行程均已確定的進汽調節閥而言，調節閥行程作為現場所有汽輪機組調節閥必備的狀態參數，其具有幾何意義及熱力學意義雙重屬性；在汽輪機組變負荷熱經濟特性、變壓熱經濟特性以及流量特性等研究中具有重要地位。由于現場往往缺失調節閥特性曲線，故而常規汽輪機和熱力系統仿真建模通常不具備調節閥行程仿真功能，難以滿足當前提升火力發電汽輪機組運行靈活性和經濟性對于調節閥行程這一基礎信息的現實需求。

發明內容

本發明的目的是，為使汽輪機和熱力系統仿真建模具備調節閥行程仿真功能，提出一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法。

本發明實現的技術方案如下：一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法，所述方法通過一次建模，設置主汽閥模塊和調節閥模塊；將一次建模仿真結果與現場汽輪機調節閥流量特性試驗實測結果相結合，獲取調節閥特性曲線；在一次建模的基礎上，進行二次建模，將調節閥特性曲線內置于原調節閥模塊，增添調節閥行程計算功能，實現涉及汽輪機調節閥行程的仿真應用。

一種汽輪機調節閥行程仿真建模方法，包括以下步驟：

(1)一次建模在常規汽輪機和熱力系統建?；A上，設置主汽閥模塊和調節閥模塊，分別負責主汽閥和調節閥的相關計算；在仿真計算中，將汽輪機主汽閥和調節閥全開工況視為基準工況，所述基準工況下的熱力參數作為變工況計算的基準值；同時，汽輪機進汽參數取制造廠設計值并保持不變，調節閥重疊度均設置為零，令汽輪機進汽流量由基準值每次漸減其0.1％至基準值的60％；通過主汽閥模塊和調節閥模塊，依次得到最大流量至最小流量各工況下各調節閥前后壓力、入口比容、流量以及調節閥流量系數K_v。

主汽閥模塊的設置：汽輪機主汽閥始終處于全開狀態，其壓阻設為入口壓力的1％；變工況過程中，主汽閥始終處于全開狀態，所述主汽閥壓阻按下式(1)計算：