[发明专利]一种抽汽供热型燃气-蒸汽联合循环机组变工况性能简易计算方法

说明书

本发明公开了一种抽汽供热型燃气‑蒸汽联合循环机组变工况性能简易计算方法，包括建立联合循环机组的燃气循环变工况模型，并根据燃气循环变工况模型计算变工况下的燃气参数；修正变工况下的燃气参数；计算联合循环机组的变工况出力参数。本发明采用了数据和机理结合的建模方式，以实验规律和理论推导的部件特性方程为基础，利用机组过往数据对方程的关键参数和关键系数进行拟合，以拓宽模型的适用范围，有效解决了燃气循环中压气机和燃气透平因厂家对性能数据保密而难以建模以及余热锅炉建模过程复杂的问题，实现了兼顾通用性和较高精度的燃气‑蒸汽联合循环机组变工况性能简易计算，为联合循环机组变工况特性分析提供了有效手段。

技术领域

本发明属于热能动力工程技术领域，具体涉及一种抽汽供热型燃气-蒸汽联合循环机组变 工况性能简易计算方法。

背景技术

近几年来，随着我国政府对环境问题和能源问题的愈发重视以及环境压力的不断增大， 洁净能源发电技术的发展已成为了学术界和电力行业的主要研究方向。以天然气为燃料的燃 气-蒸汽联合循环机组是一种能源利用效率高、环境代价低、运行灵活、技术可靠、组合多样 化的能量转换装置，具有多重社会效益和经济效益，在国内外均受到了广泛重视。

由于电网调峰和供热的需要，抽汽供热型燃气-蒸汽联合循环机组也常处于部分负荷工况 运行，为了更好地保障机组的稳定运行，需要对机组的变工况性能进行计算。而抽汽供热型 燃气-蒸汽联合循环机组变工况热力计算往往受到多个因素的限制，一是难以获取压气机以及 燃气透平的性能特性曲线；二是纯粹的机理模型所需要的机组数据过多，计算量大，且往往 不易推广，而完全依靠数据的模型通常只适用于特定机组；三是常规的变工况计算方法未考 虑抽汽供热的影响，使得联合循环机组变工况计算方法呈难、繁、不全面的特点。

因此需要建立一种简易的抽汽供热型燃气-蒸汽联合循环机组变工况性能计算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种抽汽供热型燃气-蒸汽 联合循环机组变工况性能简易计算方法，从模块化建模的角度出发，并结合机理与数据拟合， 建立了燃气循环的变工况模型，形成了一种机组变工况性能简易计算方法，从而实现抽汽供 热型燃气-蒸汽联合循环机组变工况性能的简易计算，为联合循环的性能分析提供帮助。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种抽汽供热型燃气-蒸汽联合循环机组变工况性能简易计算方法，包括以下步骤：

步骤1：建立联合循环机组的燃气循环变工况模型，在给定初始条件后，通过该燃气循 环变工况模型计算得到变工况下的燃气参数；

步骤2：修正联合循环机组变工况下的关键参数，以提高模型精度，扩宽模型适用范围；

步骤3：计算联合循环机组的变工况出力参数。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的初始条件包括环境温度、压力和燃料量；所述燃气参数包括燃气流量和温度；所 述出力参数包括燃气轮机功率、汽轮机功率及供热量。

上述的步骤1中，采用不同的建模方式分别对燃气循环需经历的压气机、燃烧室、燃气 透平和余热锅炉四个部件进行变工况建模，其中压气机模型以及燃气透平模型采用理论推导 与实验数据结合的方式进行建模，首先基于理论推导和实验规律获得各参数之间的函数关系， 再通过实验数据拟合函数关系式中的待定参数；燃烧室则根据物质和能量守恒关系建立机理 模型；余热锅炉则根据经验公式建立经验模型。

上述的步骤2中，关键参数包括压气机冷却空气量、蒸汽透平效率以及抽汽工况下的蒸 汽透平出力。

上述的步骤2中，压气机冷却空气量的修正公式如下：