[发明专利]一种汽轮机配汽端仿真计算方法

说明书

本发明公开一种汽轮机配汽端仿真计算方法，包括基于获取的汽轮机进汽参数、调节级的几何结构及尺寸，计算出调节级特性数据并拟合调节级通用特性函数，建立喷嘴组仿真模块；依据膨胀系数法以及拟合的调节阀特性函数，建立调节阀仿真模块；将单个喷嘴组仿真模块和单个调节阀仿真模块组合为一个配汽单元，对由多个配汽单元并联构建成的汽轮机配汽端进行仿真计算。对由多个配汽单元并联构建成的汽轮机配汽端进行仿真计算，能够丰富喷嘴配汽汽轮机组变工况特性的研究，从而实现包含调节阀行程信息的汽轮机组变负荷热经济特性、定功率变压运行热经济特性、调节阀流量特性以及调节阀重叠度特性等多种仿真应用功能。

技术领域

本发明属于汽轮机运行技术领域，尤其涉及一种汽轮机配汽端仿真计算方法。

背景技术

对于喷嘴配汽汽轮机，其调节级分成若干个相互间隔独立的喷嘴弧段；通常，每个调节阀控制一个喷嘴弧段的进汽量。当负荷发生变化时，依次开启或关闭若干个调节阀，改变调节级的通流面积，以控制汽轮机总进汽量。假设汽轮机布置有CV1、CV2、CV3、CV4，一共4个调门。实际运行中，为提高机组运行安全性，喷嘴配汽方式往往设计成“节流—喷嘴混合配汽方式”，即低负荷下CV1和CV2同步开启，CV3和CV4随负荷上升而顺序开启（CV1/2→CV3→CV4）。为了改善蒸汽的流动性能，提高级的效率，调节级的动叶和静叶都设计成有少量的反动度，并且反动度的数值是随工况变化的，因此喷嘴后的压力与动叶后的压力是不相的。调节级变工况计算是喷嘴配汽汽轮机组热力核算中最常遇到的问题之一。

在调节级变工况计算中，必须分别讨论两部分汽流的工作：一是通过全开调门的汽流；另一部分是通过部分开启调门的汽流。鉴于调节级在变工况下的热力计算比较复杂，通常需借助制造厂家所提供的调节级通用特性曲线，通过查图得出有关数据，再进行相应计算。

发明内容

本发明实施例提供一种汽轮机配汽端仿真计算方法，用以解决针对对喷嘴配汽汽轮机组变工况丰富度差以及在变工况下的热力计算复杂的技术问题。

本发明提供了一种汽轮机配汽端仿真计算方法，所述方法基于获取的汽轮机进汽参数、调节级的几何结构及尺寸，计算出调节级特性数据并拟合调节级通用特性函数，建立喷嘴组仿真模块；依据膨胀系数法以及拟合的调节阀特性函数，建立调节阀仿真模块；将单个所述喷嘴组仿真模块和单个所述调节阀仿真模块组合为一个配汽单元，对由多个所述配汽单元并联构建成的汽轮机配汽端进行仿真计算。

在本发明的一些实施方式中，包括以下步骤：

步骤1：拟合调节级通用特性函数

根据汽轮机进汽参数、调节级的几何结构及尺寸计算出以级压比为自变量的调节级特性数据，提取调节级特征数据中的级压比、系数、反动度以及轮周效率，通过多项式拟合，分别确定出、以及插值函数关系式；

步骤2：建立喷嘴组仿真模块

喷嘴组仿真模块包含进口流量、进口压力、进口温度、进口比容、出口压力、轮周效率、出口温度、级压比、系数μ、反动度以及轴功率热力参数；

将汽轮机组设计四阀全开工况作为基准工况；基准工况下的热力参数或直接取自设计值，或由水和水蒸汽热力性质函数、调节级通用特性函数以及相关热力计算公式计算间接得出，对于变工况而言，基准工况的各热力参数均为已知量；

变工况下的热力参数依据基准工况下的热力参数、水和水蒸汽热力性质函数、调节级通用特性函数以及相关热力计算公式计算得出，其中，变工况下的进口流量和进口压力作为可调整参数，二者中其一通过外部给定，另一通过内部计算得到：当进口流量由外部给定时，则进口压力由内部计算得出；当进口压力由外部给定时，则进口流量由内部计算得出，变工况下的进口温度和进口比容由变工况下的进口压力和进口焓值得出，变工况下的出口压力由外部给定，变工况下的级压比为出口压力和进口压力的比值，变工况下的轮周效率、出口温度、系数μ、反动度以及轴功率通过内部计算得出；

步骤3：建立调节阀仿真模块