[發明專利]一種基于復雜工況的燃氣內燃機發電功率及排煙參數的計算方法

有效

• 申請號: 201611188937.1
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108019275B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 趙志淵;林振嫻
• 申請（專利權）人: 趙志淵
• 主分類號: F02B43/10
• 分類號: F02B43/10;F02B63/04;F02D35/00
• 代理公司: 北京嘉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11687
• 代理人: 楊超

1.一種基于復雜工況的燃氣內燃機發電功率及排煙參數的計算方法，其特征在于：所述的發電功率和排煙參數的計算方法包括以下步驟：

S1，相關參數的采集與測定；

所述相關參數的采集與測定包括，

S11，根據燃氣內燃機項目所在的地點，采集燃氣內燃機周圍環境的大氣壓力、溫度、濕度、海拔高度參數信息；

S12，根據所選定的燃氣內燃機機型，收集燃氣內燃機標準工況下的運行參數，包括：內燃機氣缸數、缸徑、行程、標準狀態下的發電功率、標準狀態下的發電效率、標準狀態下燃氣內燃機的進燃氣量、壓縮比、供氣壓力、確定燃氣內燃機的進氣方式、油冷器在高低溫循環系統的位置、內燃機排煙溫度、排煙流量、高溫水供回水溫度及流量、中冷水供回水溫度及流量；

S13，根據燃氣內燃機項目所在地，收集燃氣內燃機所用天然氣成分，通過天然氣熱力計算公式計算得到項目所使用的天然氣的低位熱值、高位熱值、密度；

S14，根據S11和S12所采集的數據，通過濕空氣的氣體常數計算公式、濕空氣的比熱及比熱比計算公式計算大氣濕度對空氣熱物理性質的影響，進而利用相似原理，推導出燃氣內燃機性能參數大氣濕度修正系數；

S2，壓縮過程熱力計算；

S3，燃燒熱力計算；

S4，膨脹過程熱力計算；

S5，燃氣內燃機發電功率及排煙參數的計算。

2.根據權利要求1所述的基于復雜工況的燃氣內燃機發電功率及排煙參數的計算方法，其特征在于：S1相關參數的采集與測定還包括如下步驟：

S11，根據燃氣內燃機項目所在的地點，采集燃氣內燃機周圍環境的大氣壓力、溫度、濕度、海拔高度參數信息；

S12，根據所選定的燃氣內燃機機型，收集燃氣內燃機標準工況下的運行參數，包括：內燃機氣缸數、缸徑、行程、標準狀態下的發電功率、標準狀態下的發電效率、標準狀態下燃氣內燃機的進燃氣量、壓縮比、供氣壓力、確定燃氣內燃機的進氣方式、油冷器在高低溫循環系統的位置、內燃機排煙溫度、排煙流量、高溫水供回水溫度及流量、中冷水供回水溫度及流量；

S13，根據燃氣內燃機項目所在地，收集燃氣內燃機所用天然氣成分，通過天然氣熱力計算公式計算得到項目所使用的天然氣的低位熱值、高位熱值、密度，其具體步驟包括：

1)根據第一計算式計算天然氣的低位熱值，所述第一計算式為：

式中，Q_NG，L為天然氣低位發熱量，MJ/Nm³；m_i為天然氣各組分的摩爾體積百分數，％；Q_i，L為天然氣各組分在不同的燃燒和計量參比條件下的理想氣體摩爾低位發熱量，kJ/mol；P_NG為天然氣的壓力，kPa；T_NG為天然氣的溫度，K；Z為天然氣壓縮系數；

2)根據第二計算式計算天然氣的高位熱值，所述第二計算式為：

式中，Q_NG，H為天然氣高位發熱量，MJ/Nm³；Q_i，H為天然氣各組分在不同的燃燒和計量參比條件下的理想氣體摩爾高位發熱量，kJ/mol；

3)根據第三計算式計算天然氣的密度，所述第三計算式為：

ρ_NG＝(P_NG/(R·T_NG))×∑m_i·M_i

式中，ρ_NG為天然氣密度，kg/Nm³；M_i為天然氣各組分的摩爾質量，kg/kmol；

S14，根據S11和S12所采集的數據，通過濕空氣的氣體常數計算公式、濕空氣的比熱及比熱比計算公式計算大氣濕度對空氣熱物理性質的影響，進而利用相似原理，推導出燃氣內燃機性能參數大氣濕度修正系數；

1)根據第四計算式計算濕空氣氣體常數，所述第四計算式為：

式中，R_h為濕空氣氣體常數；R_k為干空氣氣體常數；R_s為水蒸汽氣體常數；d為濕空氣中相對于每千克質量干空氣所含的水蒸汽量；

2)根據第五計算式計算濕空氣定壓比熱，所述第五計算式為：

式中，Cp_h為濕空氣定壓比熱，J/(kg·K)；Cp_k為干空氣定壓比熱，J/(kg·K)；Cp_s為水蒸汽定壓比熱，J/(kg·K)；

3)根據第六計算式計算濕空氣比熱比，所述第六計算式為：

式中，K_h為濕空氣比熱比；

4)根據第七計算式計算干空氣比熱比，所述第七計算式為：

式中，K_k為干空氣比熱比；

5)根據第八計算式計算大氣濕度變化時，空氣流量的修正系數，所述第八計算式為：

式中，為大氣濕度變化時，空氣流量的修正系數。