【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机控制，尤其涉及一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、湿压缩作为一种可以提高燃气轮机输出功率的一种技术实现形式，目前已经开展了较为丰富的理论研究与计算仿真分析，但是受限于复杂的湿压缩过程及试验实际的困难，其中一个关键的问题，在压气机内部压缩过程中，喷水后有多少液态水蒸发转化为了气态水，鲜有研究给出明确结论。
3、这一问题之所以困难，一方面是计算不够准确，理论分析以及数值仿真难以定量、准确的燃气轮机内部高速、高压、高温等恶劣工况对液滴的影响；另一方面是测量困难，液滴的蒸发量难以直接测量，同时燃气轮机内部狭小的空间以及高温高压的工作环境限制了实验测量探头的布置。
4、这一问题之所以重要，一方面，喷水可以提高机组出力，例如在天气较热时，燃气轮机效率下降，出力减少，而此时电厂负荷较大，通过喷水可以提升燃气轮机做功能力以增加发电量；另一方面，过量的喷水也会对燃气轮机造成不利影响，过量喷水会导致压气机效率降低，燃烧室总压恢复系数下降，燃烧不充分，熄火边界缩小，涡轮通流压力增大，进气流量减少等。
5、因此，如何建立一套定量的湿压缩测量及评价体系，并以此来调控喷水量，从而提高燃气轮机运行效率成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、本专利技术第一方面提供了一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，包括：
4、级间流场测量模块，用于通过压气机级间流场参数测量装置，采集级间流场参数；
5、各级液滴蒸发量计算模块，用于通过干压缩试验获取干压缩过程级间流场的参数，通过湿压缩试验获取湿压缩过程级间流场的参数，并计算液滴的蒸发量，进而汇总出湿压缩过程中液滴的压气机各级整体蒸发量；
6、加湿喷水控制模块，用于根据总体液滴蒸发量与给定喷水量的比较结果进行喷水量控制和调整。
7、进一步的，干压缩试验流场参数包括来流的总压、静压以及总温，每一级静叶的总压以及静温。
8、更进一步的，利用压气机级间流场参数测量装置对静叶的总压以及静温进行测量，压气机级间流场参数测量装置包括若干探针和测压管。
9、更进一步的，所述探针为叶形探针，探针与静叶一体焊接，探针测得的总压和静温数据通过测压管连接到外界，测压管外径为1mm。
10、更进一步的，所述探针包括四个总压探针和两个静压探针，总压探针迎着来流设置在静叶前部，静温探针背向来流设置在静叶后部。
11、进一步的，各级液滴蒸发量计算模块包括湿压缩试验模块，被配置为设定起始的喷水量，保持燃气轮机核心机转速不变进行湿压缩试验，得到湿压缩过程级间流场的参数。
12、进一步的，计算单级水蒸气蒸发量的公式为：
13、
14、式中，α表示液滴温度和流体温度之比，β表示液滴速度与流体速度之比，mw表示液滴的质量，cw表示水的比热容，vin、vout分别表示进出口气体流速，l为水的气化潜热，δdn为第n个微元段的水蒸气蒸发量，ma表示干空气的质量，mv表示水蒸气的质量，cpa为空气的定压比热，cpv为水蒸气的定压比热；
15、第n个微元段后水蒸气(压气机各级总蒸发量)的含量
16、本专利技术第二方面提供了一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制方法，包括以下步骤：
17、通过压气机级间流场参数测量装置，采集级间流场参数；
18、通过干压缩试验获取干压缩过程级间流场的参数，通过湿压缩试验获取湿压缩过程级间流场的参数，并计算液滴的蒸发量，进而汇总出湿压缩过程中液滴的压气机各级整体蒸发量；
19、根据液滴总体蒸发量与给定喷水量的比较结果进行喷水量控制和调整。
20、进一步的，根据液滴蒸发量与给定喷水量的比较结果进行喷水量控制和调整的具体步骤为：
21、如果给定喷水量减去计算的蒸发量大于0.1kg/s，表明当前喷水量大于设定阈值，则将给水量调小0.05kg/s；
22、如果给定喷水量减去计算的蒸发量小于0.1kg/s，则比较两者计算的差值绝对值，如果绝对值也小于0.1，表明当前喷水量小于设定阈值，则将喷水量增大0.05kg/s。
23、更进一步的，为了避免循环一直进行，将喷水量的调大和调小过程进行计数，如果调大和调小过程都调节大于9次，则停止调节，保持喷水量不变。
24、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
25、本专利技术公开了一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统及方法，基于级间流场参数测量与计算，提出了加湿喷雾的喷水量控制系统，可以定量的描述喷水后压气机中的蒸发量，为喷水量的调节提供依据。
26、采用本湿压缩喷水量控制系统，可以给燃气轮机喷湿提供依据，使得喷水量满足压气机加湿需要，避免过量喷水，提高燃气轮机的运行效率。
27、基于该控制方法，可以进一步深入分析喷湿对燃气轮机的影响，保证燃气轮机长时间喷水加力时的运行状态，提高燃气轮机运行寿命。
28、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，干压缩试验流场参数包括来流的总压、静压以及总温，每一级静叶的总压以及静温。
3.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，利用压气机级间流场参数测量装置对静叶的总压以及静温进行测量，压气机级间流场参数测量装置包括若干探针和测压管。
4.如权利要求3所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，所述探针为叶形探针，探针与静叶一体焊接，探针测得的总压和静温数据通过测压管连接到外界，测压管外径为1mm。
5.如权利要求4所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，所述探针包括四个总压探针和两个静压探针，总压探针迎着来流设置在静叶前部，静温探针背向来流设置在静叶后部。
6.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，各级液滴蒸发量计算模块包括湿压缩试验模块，被配置为设定起始的
7.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，计算单级水蒸气蒸发量的公式为：
8.一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制方法，其特征在于，根据液滴蒸发量与给定喷水量的比较结果进行喷水量控制和调整的具体步骤为：
10.如权利要求9所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制方法，其特征在于，为了避免循环一直进行，将喷水量的调大和调小过程进行计数，如果调大和调小过程都调节大于9次，则停止调节，保持喷水量不变。
...【技术特征摘要】
1.一种基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，干压缩试验流场参数包括来流的总压、静压以及总温，每一级静叶的总压以及静温。
3.如权利要求1所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，利用压气机级间流场参数测量装置对静叶的总压以及静温进行测量，压气机级间流场参数测量装置包括若干探针和测压管。
4.如权利要求3所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，所述探针为叶形探针，探针与静叶一体焊接，探针测得的总压和静温数据通过测压管连接到外界，测压管外径为1mm。
5.如权利要求4所述的基于燃气轮机级间流场参数测量的喷水量控制系统，其特征在于，所述探针包括四个总压探针和两个静压探针，总压探针迎着来流设置在静叶前部，静温探针背向来流设置在静叶后...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚宁宁，仝晓东，王星，刘磊，
申请(专利权)人：济南中科先行燃气轮机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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