一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法，通过利用稳态运行参数，通过燃气轮机稳态模型匹配计算方法，确定了不同转速下的部件共同工作点参数，通过共同工作点与坐标原点实现了部件初始特性的生成，不需要要求有与实际特性近似的初始的参考特性，而适用于各种结构的燃气轮机部件。本发明专利技术通过对生成的初始部件特性通过伸缩、平移以及旋转变换，实现了部件实际特性的获取，相对于现有技术中只能用椭圆方程拟合的方法，本发明专利技术中的方法可以针对任意曲线方程生成的初始部件特性实现伸缩、平移以及旋转变换，因此，可以适用于任意结构的燃气轮机部件的部件特性获取，适应性更为广泛。

A method for obtaining characteristic lines of gas turbine components based on elliptic equation

The purpose of the invention is to provide a method for obtaining line gas turbine components characteristic based on elliptic equations, by using steady-state operation parameters, calculation method, the steady-state model of gas turbine, determined under different speed components that work together to generate the initial parameters, characteristics of components through joint work and not the origin of coordinates. Need to refer to characteristics of initial approximation and practical characteristics of the gas turbine components and is suitable for various structure. The present invention by scaling, translation and rotation transformation through the initial component characteristics of generated, to achieve access to parts of the actual characteristics, compared with the method of ellipse fitting equation can only be used in the prior art, the method of the invention can generate any of the initial components characteristic curve equation to achieve scaling, translation and rotation transform, therefore, obtain characteristics components of gas turbine components can be applied to any structure, wider adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法
本专利技术涉及的是一种燃气轮机性能获取方法。
技术介绍
燃气轮机的整体性能取决于压气机、涡轮以及燃烧室等主要部件的特性，其中压气机与涡轮特性对燃气轮机性能的影响最为关键。在燃气轮机性能分析中，部件特性主要用于确定部件的运行点以及部件的进出口参数，其准确性(尤其是非设计点)将会影响性能分析的结果。通常，燃气轮机部件特性是通过部件特性图来进行表示，而特性图是一般是设备生产厂商通过大量的试验才能够获取，对于燃气轮机的使用者，只能从设备生产厂商获得少量的特性。通过实验虽然能够获得准确的压气机特性，但是实验费用昂贵。因此，部件特性获取方法一直是急需解决的技术问题。现有的基于运行数据与拟合方法确定部件特性，需要提供一个参考特性，且参考特性需与所求部件特性近似，而这个在实际中是很难获取的，因此，该方法具有一定的实现难度。除此之外，现有方法是使用椭圆方程来拟合部件特性曲线的，而实际中不同压气机部件特性曲线形状会因压气机结构的影响而有所不同，将导致椭圆方程拟合方法不再适合，因此，该方法的使用具有很大的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供利用燃气轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法，其特征是：(1)收集燃气轮机在不同工况下的稳态运行参数，通过稳态模型计算确定不同稳态工况下的共同工作点参数，包括部件的折合流量、折合转速、等熵效率以及压比或者膨胀比，并且把这些参数与设计点参数相除，得到归一化的参数值；(2)根据获取的不同运行工况下的共同工作点参数，对于部件的折合流量‑压比特性，对于每一个运行工况，以坐标轴原点为圆心，折合流量与压比值确定的坐标点到圆心的距离为半径作圆，所作的圆作为该运行工况下对应的等转速曲线的初始曲线，n个运行工况对应n个同心圆，所有的同心圆共同形成部件的折合流量‑压比特性的初始特性图；对于折合流量与等熵效率特性，...

【技术特征摘要】
1.一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法，其特征是：(1)收集燃气轮机在不同工况下的稳态运行参数，通过稳态模型计算确定不同稳态工况下的共同工作点参数，包括部件的折合流量、折合转速、等熵效率以及压比或者膨胀比，并且把这些参数与设计点参数相除，得到归一化的参数值；(2)根据获取的不同运行工况下的共同工作点参数，对于部件的折合流量-压比特性，对于每一个运行工况，以坐标轴原点为圆心，折合流量与压比值确定的坐标点到圆心的距离为半径作圆，所作的圆作为该运行工况下对应的等转速曲线的初始曲线，n个运行工况对应n个同心圆，所有的同心圆共同形成部件的折合流量-压比特性的初始特性图；对于折合流量与等熵效率特性，对于每一个运行工况，以坐标轴原点为圆心，折合流量与等熵效率确定的坐标点到圆心的距离为半径作圆，所作的圆作为该运行工况下对应的等转速曲线的初始曲线，n个运行工况对应n个同心圆，所有的同心圆共同形成部件的折合流量-等熵效率特性的初始特性图；(3)把部件折合流量-压比特性的初始特性图以及部件折合流量-效率特性图上的每一条等转速线的表达式都表示成圆的参数方程，使得等转速线上的每一点都用参数方程表示，包括之前确定的共同工作点；(4)对于折合流量-压比初始特性图，对每一条等转速线上的每一点都以等转速线上的共同工作点为中心，引入折合流量伸缩因子以及压比伸缩因子，对等转速线进行伸缩变换，使得等转速曲线从圆曲线变换到椭圆曲线，而对应的共同工作点位置保持不变；同样，对于折合流量-等熵效率初始特性图，对每一条等转速线上的每一点都以线上的共同工作点为中心，引入折合流量伸缩因子和等熵效率伸缩因子，对等转速线进行伸缩变换，使得等转速曲线从圆曲线变换到椭圆曲线，而对应的共同工作点位置保持不变；(5)对于步骤(4)经过伸缩变换的椭圆曲线，引入椭圆曲线的平移因子，使得椭圆曲线围绕着共同工作点进行平移，而实现的方法是通过改变控制平移的参数角来实现平移，平移后的椭圆曲线依然经过步骤(1)确定的共同工作点；(6)对于步骤(5)经平移之后的椭圆曲线，引入椭圆曲线的旋转因子，使椭圆曲线绕着共同工作点进行旋转，实现的方法是通过改变控制旋转的参数角来实现旋转，旋转之后的曲线依然经过共同工作点；(7)对于部件的折合流量-压比特性图上的每一条等转速线，都有四个变换因子，即折合流量的伸缩因子、压比的伸缩因子、曲线的平移因子以及曲线的旋转因子，对于折合流量-效率特性图来说，包含折合流量伸缩因子、等熵效率伸缩因子、曲线的平移因子以及曲线的旋转因子；对于部件特性图上的每一条等转速线都能确定4个变换因子，把所有等转速线对应的变换因子假设为转速的多项式函数，从而获得任意转速下对应的变换因子；上述的折合流量-压比特性图对应的4个变换因子以及折合流量-等熵效率对应的4个变换因子，为部件特性的主系数，每个变换因子与转速的多项式关系对应的多项式系数为子系数；(8)把建立的部件特性图的表达式加入到燃气轮机仿真模型，与实际运行参数进行匹配，通过实时优化所有子系数的值，使得仿真模型的输出运行参数与实际的运行参数一致，确定子系数的值，通过确定的子系数确定的多项式表达式，从而获得不同等转速线线的主系数的值，进而生成整个燃气轮机部件特性。2.根据权利要求1所述的一种基于椭圆方程的燃气轮机部件特性线获取方法，其特征是：折合流量的归一化参数mi、压比的归一化参数πi、折合转速的归一化参数ni、等熵效率的归一化参数ηi分别按下式计算：mi＝Gcor/(Gcor)d；πi＝π/πd；ni＝ncor/(ncor...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹云鹏，杨庆材，李淑英，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23