[發明專利]一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法

有效

• 申請號: 202110292162.7
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112989613B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 萬忠海;李侶;陳文;胡艷;徐倩;晏濤;張莉;吳楊輝;王小波;賴勇能;溫欽鈺;徐銳
• 申請（專利權）人: 南昌科晨電力試驗研究有限公司;國家電網有限公司;國網江西省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 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

一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法，所述方法將單個調節級噴嘴特征面積和效率、壓力級級組特征通流面積和效率、閥門全開流量系數和固有流量特性曲線部件特征參數分別為汽輪機組各部件的唯一性標記，形成同一部件或不同部件的辨識和匹配功能，開展汽輪機調門閥序調整和主、輔機設備改造場景下的仿真計算。本發明方法依據研究對象的固有特性，通過部件特征參數標記，實現同一部件或不同部件的辨識和匹配，便于開展汽輪機組設備變更或改造前、后的性能對比。

技術領域

本發明涉及一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法，屬汽輪機運行技術領域。

背景技術

對于噴嘴配汽汽輪機，其調節級分成若干個相互間隔獨立的噴嘴弧段；通常，每個調節閥控制一個噴嘴弧段的進汽量。當負荷發生變化時，依次開啟或關閉若干個調節閥，改變調節級的通流面積，以控制汽輪機總進汽量。實際運行中，為提高機組運行經濟性和安全性，噴嘴配汽方式往往設計成“節流—噴嘴混合配汽方式”，即低負荷下一部分調門首先同步開啟，其他調門則隨負荷上升而順序開啟。通常，汽輪機布置有4個調門，可根據現場情況采取CV1/2→CV3→CV4或CV1/2→CV4→CV3等不同閥序方式。

在機組運行或改造過程中，運行人員往往希望了解機組在不同閥序下的熱力特性，或是更換某個設備后的改造效果。顯然，類似控制變量法，令“該變的變，不該變的不變”是解決這一問題的技術前提；而以部件的某一(些)固有特性不變為準則來標記/辨識/匹配“同一研究對象”是數值仿真過程中解決這一問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的是，為了開展汽輪機調門閥序調整和主、輔機設備改造等場景下的仿真計算研究，對汽輪機組設備變更或改造前、后的性能進行對比，提高機組運行經濟性和安全性，提出一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法。

本發明實現的技術方案如下：一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法，所述方法將單個調節級噴嘴特征面積和效率、壓力級級組特征通流面積和效率、閥門全開流量系數和固有流量特性曲線等部件特征參數分別作為汽輪機組各部件的唯一性標記，形成同一部件或不同部件的辨識和匹配功能，從而開展諸如汽輪機調門閥序調整和主、輔機設備改造等場景下的仿真計算研究。

一種基于部件特征參數的汽輪機組仿真計算方法，包括以下步驟：

(1)根據制造廠提供的VWO工況熱力參數和相關資料，確定各部件特征參數的原始值；當設備發生變更時，根據實際需求對相關部件特征參數進行調整；將所述部件特征參數作為各部件的唯一性標記；

(2)以部件特征參數不變為辨識和匹配準則，通過迭代計算，生成設備變更后的VWO工況熱力參數；

(3)將步驟2所得設備變更后的VWO工況熱力參數作為變工況計算的基準值，按照工程應用需求，進一步仿真計算。

本發明將單個調節級噴嘴特征面積和效率作為調節級噴嘴的部件特征參數；將壓力級級組特征通流面積和效率作為壓力級級組的部件特征參數；將閥門全開流量系數和固有流量特性曲線作為汽輪機主汽門和調門的部件特征參數。

所述單個調節級噴嘴特征面積根據制造廠VWO工況熱力參數和不同調門后的單個調節級噴嘴特征面積彼此相等的條件，按照式(1)進行計算：

式中：F為單個調節級噴嘴特征面積；G為調門后流量；P₁為調門后壓力；V₁為調門后比容；n為噴嘴數；μ為系數；P₂為調節級壓力。

所述單個調節級噴嘴效率由制造廠提供的調節級級壓比和效率曲線來確定；所述單個調節級噴嘴包含單個調節級噴嘴靜葉及對應的動葉。

所述壓力級級組特征通流面積根據制造廠VWO工況熱力參數，按照式(2)進行計算：