【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃煤发电，具体涉及一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法。
技术介绍
1、电站汽轮机在进行发电时往往需要通过调整高压调节汽门开度来改变负荷，在对电站汽轮机进行配汽优化时，汽轮机机组的调节汽门和调节级喷嘴动叶往往因变工况运行而处于恶劣的环境，汽轮机机组效率受其影响很大。如何精准的对调节级进行计算，优化电站汽轮机的运行，降低电站整体层面的热经济性损失，这是燃煤发电技术当下的迫切需求。
2、电站汽轮机在出厂时会配置相应的高压调节汽门设计流量曲线，但实际运行当中的高压调节汽门实际流量与出厂设计存在差异，这是因为，各高压调节汽门的实际运行往往受诸多影响因素而存在差异，如制作安装、长期运行磨损、结垢导致的通流面积改变、检修改造带来的设备和组态的变化，设计行程和实际行程的差异等等。而以往的涉及电站汽轮机的配汽优化忽略了各个高压调节汽门的精细化特性，特别是缺乏对不同高压调节汽门之间差异性的考虑。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，根据汽轮机机组设计参数和调节级结构参数，计算调节级喷嘴动叶特性曲线的相关数据，根据汽轮机机组实际运行数据，反推算各个高压调节汽门的开启面积，获得和实际运行情况相符合的各个高压调节汽门特性，进而实现对汽轮机变工况建模当中高调门特性的系统而全面的考虑，提升电站热经济性分析的准确性，为电站运行优化提供支撑。
2、为了达到上述目的。本专利技术采用如下技
3、一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，以测量的汽轮机机组实际运行数据为基础，根据汽轮机机组设计参数和调节级结构参数，计算一系列调节级喷嘴动叶特性曲线对应的压比和流量系数，并将其拟合为曲线；根据测量的汽轮机机组实际运行数据，依次计算出在给定条件下的喷嘴组和动叶组、高压调节汽门的流量和热力参数，再结合调节级喷嘴动叶的压比和流量系数曲线，逆向计算出各个高压调节汽门的开启面积，最后获得各个高压调节汽门特性；
4、所述基于实际运行数据的高压调节汽门特性计算方法，具体包括以下步骤：
5、步骤1：获取汽轮机机组设计参数和调节级结构参数，在此基础上计算一系列调节级喷嘴动叶的压比，计算一系列流量系数，将二者拟合为压比和流量系数的特性曲线fμ(εnb)：
6、
7、式中，ai为拟合系数，mmax为最高拟合次数，εnb为调节级喷嘴动叶压比；
8、然后，获取汽轮机机组实际测量的工况数据，剔除离群工况，构建总数据集；总数据包含各类子数据集，其中，第一批开启的调节汽门对应的数据集为子数据集1；第二批开启的调节汽门对应的数据集为子数据集2；第k批开启的调节汽门对应的数据集为子数据集k；其余以此类推；子数据集用于每一批开启的高压调节汽门特性计算；
9、步骤2：筛选高压调节汽门依次开启、主汽压、主汽温稳定的工况数据；将全部计算当中的物理量和计算的无量纲量单位统一处理为压力单位为mpa，温度单位为k，流量单位为kg s-1，比体积单位为m3 kg-1，压比单位为1，压损单位为1，开度单位为％；准备不同类的水物性函数fhpv和fpth，第一类水物性函数fhpv的作用是根据比焓和压力计算比容，第二类水物性函数fpth的作用是根据压力和温度计算比焓；
10、步骤3：在步骤2剩余的数据集当中，筛选高压调节汽门依次开启时第一批高压调节汽门对应的工况数据集，定义为子数据集1；数据集1中，第一批开启的高压调节汽门开度不为0，其它批开启的高压调节汽门处于全关；在子数据集1的基础上，计算第一批开启的高压调节汽门在不同工况下的开启面积；其中，对于某一工况，按如下流程计算：
11、临界压比εcr,v按下式计算：
12、
13、式中，kv为绝热指数；
14、根据筛选后的主蒸汽压力p0、主蒸汽温度t0、主蒸汽流量d0、调节级压力pgs、温度tgs、给定主汽门压损δp,msv，计算高压调节汽门入口压力p′0：
15、p′0＝p0(1-δp,msv) (3)
16、根据第二类水物性函数fpth和主蒸汽压力p0、主蒸汽温度t0，计算主蒸汽比焓h0：
17、h0＝fpth(p0,t0) (4)
18、根据主蒸汽比焓h0、高压调节汽门入口压力p′0和第一类水物性函数fhpv，计算高压调节汽门入口比容v′0：
19、v′0＝fhpv(h0，p′0) (5)
20、整个调节级压比εgs按下式计算：
21、
22、假设第一批开启的高压调节汽门后压力为pv,1，则第一批开启的高压调节汽门压比εv,1为：
23、
24、第一批开启的高压调节汽门对应的调节级喷嘴动叶压比εnb,1为：
25、
26、根据主蒸汽比焓h0、第一批开启的高压调节汽门后的压力pv,1和第一类水物性函数fhpv，计算第一批开启的高压调节汽门后的比体积vv,1：
27、vv,1＝fhpv(h0,pv,1) (9)
28、根据第一批开启的高压调节汽门对应的调节级喷嘴动叶压比εnb,1和调节级喷嘴动叶的特性曲线fμ(εnb)，计算第一批开启的高压调节汽门对应的调节级喷嘴的彭台门系数βn,1：
29、βn,1＝fμ(εnb,1)εnb,1 (10)
30、根据第一批开启的高压调节汽门对应的调节级喷嘴面积an，1、彭台门系数βn,1、第一批开启的高压调节汽门后的比体积vv,1和压力pv,1，计算第一批开启的高压调节汽门对应的调节级喷嘴动叶的蒸汽流量dnb,1：
31、
32、根据主蒸汽流量d0，计算第一批开启的高压调节汽门流过的蒸汽流量dv,1：
33、dv,1＝xd0 (12)
34、式中，若第一批开启的高压调节汽门为1，则x取1；若第一批开启的高压调节汽门为2，则x取2；其余依次类推；
35、计算dnb,1和流量dv,1之间的相对误差eabs：
36、
37、根据eabs，按照如下迭代函数重新假设pv,1：
38、pv,1＝pv,1+k1eabs (14)
39、式中，k1为修正迭代方向和步长的系数；
40、重新计算公式(7)至公式(14)，当eabs收敛至满足给定的容许误差范围时，终止迭代；根据第一批开启的高压调节汽门压比εv,1，计算第一批开启的高压调节汽门对应的彭台门系数βv,1：
41、
42、根据第一批开启的高压调节汽门对应的彭台门系数βv,1、第一批开启的高压调节汽门流过的蒸汽流量dv,1、第一批开启的高压调节汽门入口压力p′0、高压调节汽门入口比容本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：第一批开启的高压调节汽门数目为1个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：步骤1中，用于计算的汽轮机机组实际测量的工况数据是通过试验的方式获得，或通过采集历史运行数据的方式获得。
4.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：步骤5中，调节汽门开启面积和调节汽门开度的拟合函数采用多项式拟合，多项式拟合的阶数大于4。
5.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：该方法当中涉及的水物性函数fhpv和fpth根据物性软件refprop库或CoolProp库进行调用。
【技术特征摘要】
1.一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：第一批开启的高压调节汽门数目为1个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种基于实际运行数据的高压调节汽门特性精细化计算方法，其特征在于：步骤1中，用于计算的汽轮机机组实际测量的工况数据是通过试验的方式获得，或通过采集历史运行数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：于嵩韬，尤景刚，堵桐钟，马玉华，黄文平，焦力刚，宫赟喆，王雪晶，王溪聆，南云娜，邹家琪，王昊，刘明，马国锋，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司丹东电厂，
类型：发明
国别省市：
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