[發(fā)明專利]海上采油平臺透平主機回熱循環(huán)效率優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911164879.2
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN110905684A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉向龍;曾智;曾麗萍;李文菁;李小華;文科
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工程學院
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 張超宇

1.一種海上采油平臺透平主機回熱循環(huán)效率優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1)根據(jù)透平主機壓氣機進出口壓力、進出口溫度、煙氣比熱比確定透平主機的壓比參數(shù)θ_C和膨脹比參數(shù)θ_D；

步驟S2)根據(jù)透平主機壓力、燃燒室燃燒過程后的壓力和燃燒后的煙氣比熱比確定透平主機的燃燒過程壓力保持系數(shù)ρ_Com、熱回收過程壓力保持系數(shù)ρ_R、空氣側(cè)壓力保持系數(shù)ρ_Rk和煙氣側(cè)壓力保持系數(shù)ρ_Ry，再根據(jù)步驟S1所得膨脹比參數(shù)θ_D得出壓比參數(shù)θ_C和膨脹比參數(shù)θ_D之間的關(guān)系；

步驟S3)根據(jù)透平主機壓氣機實際出口溫度、不可逆損失后的出口溫度、環(huán)境溫度確定透平主機效率η_C、膨脹效率η_D、回熱循環(huán)的熱損失η_H和排煙溫度系數(shù)α_P；

步驟S4)根據(jù)步驟S1～S3所得參數(shù)θ_C、θ_D、η_C、η_D、ρ_Com、ρ_R、ρ_Rk、ρ_Ry、η_H和α_P確定透平主機各出口工質(zhì)狀態(tài)點狀態(tài)參數(shù)；

步驟S5)根據(jù)步驟S1～S4所得各參數(shù)，代入公式31求得透平主機不同負荷下余熱回收系統(tǒng)的效率ε；

式中，假設(shè)α為余熱回收的溫比參數(shù)且通過T₃＝αT₁求得，η_G為發(fā)電機效率；

步驟S6)調(diào)整壓比參數(shù)、溫比參數(shù)從而間接保持余熱回收系統(tǒng)的效率ε為最高值，從而對采用平臺透平主機無風機帶回熱循環(huán)余熱回收效率進行優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上采油平臺透平主機回熱循環(huán)效率優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S5調(diào)整壓比參數(shù)和溫比參數(shù)前，通過選取不同負荷下效率ε的極值確定透平主機的壓比參數(shù)θ_C，以壓比參數(shù)θ_C和透平主機的透平主機溫度控制透平主機的壓氣機壓力，進而間接保持余熱回收系統(tǒng)的效率ε為最高值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上采油平臺透平主機回熱循環(huán)效率優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1中透平主機的壓比參數(shù)θ_C和膨脹比參數(shù)θ_D通過公式1和公式2確定：

θ_C＝T_2'/T₁＝(P₂/P₁)^(γ-1)/γ (1)

θ_D＝T₄/T_5'＝(P₄/P₅)^(γ-1)/γ (2)

式中，γ為煙氣比熱比，P₁為透平主機運行時狀態(tài)點1的壓力，P₂為透平主機運行時狀態(tài)點2的壓力，T₁為有余熱回收時狀態(tài)點1的煙氣溫度，T_2’為有余熱回收時狀態(tài)點2’的煙氣溫度，P₄為透平主機狀態(tài)點4壓力，P₅為透平主機狀態(tài)點5壓力，T₄為狀態(tài)點4溫度，T_5’為狀態(tài)點5’溫度。