一种基于解析法的燃气轮机及其联合循环的变工况分析方法，以此建立变工况模型，根据模型运算的结果对燃气轮机的环境温度特性和负荷特性进行研究。获得带有IGV温度控制的燃气轮机恒速带负荷运行时的稳态变工况特性。本发明专利技术提供的燃气轮机及其联合循环的变工况分析方法，可建立起变工况模型，获得带有IGV温度控制的燃气轮机恒速带负荷运行时的稳态变工况特性，根据模型运算的结果可对燃气轮机的环境温度特性和负荷特性进行研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于解析法的典型燃气轮机及其联合循环的变工况分析方法。
技术介绍
由于外界需求负荷、环境温度等诸因素变化，燃气轮机出力、效率或热耗率等性能指标亦随之改变，机组常常处于变工况运行状态。考察、比较不同燃气轮机机组的负荷特性及压气机积垢特性，就需要将燃气轮机的相关性能指标折算到某种基准条件。燃气轮机属于定容式动力机械，环境温度对其功率和效率的影响有相当大的影响。定性分析，这是由于①随着环境温度升高，空气密度减小，致使吸入压气机的空气质量流量减少，机组的做功能力随之变小；②压气机的耗功量随吸入空气的热力学温度成正比，即环境温度升高时，燃气轮机的净出力减小当环境温度升高时，即使机组的转速和燃气初温保持恒定，压气机的压缩比将有所下降，这将导致燃气透平做功量的减少，而燃气透平的排气温度却有所提闻。对于带有可调导叶(Λ7Κ)温度控制的燃气轮机，其环境温度特性的研究远比定性分析复杂，压气机设置的燃气轮机，当机组启停或调整负荷时，通过调节Λ7Κ叶片角度，限制进入压气机的空气流量，从而达到保护机组安全运行和提高运行效率的目的。由于参与燃气轮机的自动控制，使得燃气轮机各部件的参数及环境温度特性的研究变得复杂。因为外界负荷、环境温度等因素的影响，燃气轮机的参数变化频繁，很难通过实际采集的现场数据得到一定负荷情况下的环境温度特性。这就需要尽量结合现场数据，通过理论分析、计算的方法，建立燃气轮机的变工况模型，获得燃气轮机的环境温度特性、进排气阻力特性和负荷特性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提供一种燃气轮机及其联合循环的变工况分析方法。以此建立变工况模型，根据模型运算的结果对燃气轮机的环境温度特性和负荷特性进行研究。获得带有温度控制的燃气轮机恒速带负荷运行时的稳态变工况特性。解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为 一种，包括以下步骤 SI进行压气机进气歧管差压数据的合理性分析，剔除不合理数据； S2根据步骤SI得到的数据样本，结合分散控制系统(DCS)数据进行燃气轮机运行性能测算； S3建立燃气轮机的变工况模型，包括以下步骤； S3.I建立燃气轮机的温控规律模型； S3.2建立压气机压比π c ~ (IGVr ta)模型； S3.3建立压气机流量Gc ~ (IGV，ta)模型； S3.4建立压气机进气阻力模型；S3.5建立温控规律下的压气机效率一流量特性曲线； S3.6建立燃气透平的膨胀比模型； S3.7建立燃气透平的流量模型； S3.8建立燃气透平等熵效率模型； S4进行燃气轮机整体变工况性能模拟； S5 根据步骤S4的结果画出燃气轮机整体变工况曲线图，研究燃气轮机环境温度特性包括功率-环境温度特性、效率-环境温度特性、排气参数-环境温度特性、压气机的 压比-环境温度特性； S6根据步骤S4的结果研究进排气阻力对燃气轮机性能的影响； S7根据步骤S4的结果研究燃气轮机的负荷特性，包括 S7. I根据步骤S5的结果计算基准条件下燃气轮机性能的影响因子基准功率-环境温度折算因子、基准功率-环境压力折算因子、基准功率-相对湿度折算因子、基准效率-环境温度折算因子； S7. 2根据步骤S7. I的结果将燃气轮机功率及效率修正到基准环境条件，绘制燃气轮机折算效率一折算功率曲线，并对曲线数据进行拟合得到燃气轮机折算效率一折算功率的数学模型。所述的步骤SI中的进行压气机进气歧管差压数据的合理性分析为 采用压气机进气歧管静压法，计算压气机的空气流量，即按式(2-1)估算(2-1) 式中:GC为压气机入口空气流量，kg/s 'Pin为压气机进气歧管处的负压-APin为过滤器阻力M3为空气密度M为进气歧管负压测点所在的过流断面面积'Φ为流量系数；Φ相可成为有效过流断面面积； 由于压气机进气歧管静压测量值可能有较大误差，导致数据波动，故需要剔除明显错误的数据，本专利技术提出一种用于鉴别进气歧管差压值合理性的判别式形式 = (a ' IGF3 +b-IGF2+c- IOV + )!{^ + 273.15)(2-2) 式中'Dp是压气机进气歧管差压，Dp = (-4-ΔΡ);上标(i)表示第i次数据样本;<3、b、c为常数，与数据样本有关，由曲线的拟合得到为可调导叶开度； 所述的步骤SI中的鉴别歧管静压数据合理的步骤为 ①根据原始样本(或新样本)，由压气机进气歧管差压办随MK开度变化曲线进行数据拟合，得到￡^(1) = i (/GF人)的数学关系式，称之为第I次判别式； ②剔除原始样本(或新样本)中的不合理数据，即将丨办_级(1)丨/Γ^(Ι 25%的数据剔除，获得新样本，拟合办W = F(IGFJa),称之为第2次判别式； ③重复步骤②，直到数据样本满足要求。所述的步骤S2为 根据SI得到的数据样本结合DCS数据进行燃气轮机运行性能测算，根据测算结果进行建模样本的选择。所述的步骤S3包括以下步骤 S3.I建立燃气轮机的温控规律模型 综合分析燃气轮机排气温度T4 - 规律图和燃气轮机透平计算进气温度T3 - Λ7Κ规律图，得到燃气轮机的温控规律模型在燃气轮机基本负荷向部分负荷过渡的过程中，先关小IGV,减小压气机进气流量(透平排气温度T4不变，而进气温度T3略减小)，再逐渐降低τ3。燃气轮机的温控规律模型可采用如下模型权利要求1.一种，包括以下步骤 Si进行压气机进气歧管差压数据的合理性分析，剔除不合理数据； S2根据步骤SI得到的数据样本，结合DCS分散控制系统数据进行燃气轮机运行性能测算； S3建立燃气轮机的变工况模型，包括以下步骤； S3.I建立燃气轮机的温控规律模型； S3.2建立压气机压比π c ~ (IGVr ta)模型； S3.3建立压气机流量Gc ~ (IGV，ta)模型； S3.4建立压气机进气阻力模型； S3.5建立温控规律下的压气机效率一流量特性曲线； S3.6建立燃气透平的膨胀比模型； S3.7建立燃气透平的流量模型； S3.8建立燃气透平等熵效率模型； S4进行燃气轮机整体变工况性能模拟； S5 根据步骤S4的结果画出燃气轮机整体变工况曲线图，研究燃气轮机环境温度特性包括功率-环境温度特性、效率-环境温度特性、排气参数-环境温度特性、压气机的压比-环境温度特性； S6根据步骤S4的结果研究进排气阻力对燃气轮机性能的影响； S7根据步骤S4的结果研究燃气轮机的负荷特性，包括 S7. I根据步骤S5的结果计算基准条件下燃气轮机性能的影响因子基准功率-环境温度折算因子、基准功率-环境压力折算因子、基准功率-相对湿度折算因子、基准效率-环境温度折算因子； S7. 2根据步骤S7. I的结果将燃气轮机功率及效率修正到基准环境条件，绘制燃气轮机折算效率一折算功率曲线，并对曲线数据进行拟合，最后得到燃气轮机折算效率一折算功率的数学模型。2.根据权利要求I所述的，其特征是所述的步骤SI中的进行压气机进气歧管差压数据的合理性分析为 采用压气机进气歧管静压法，计算压气机的空气流量，即按式(2-1)估算Oe = φ· A-扭-Pix -APin)pa(2-1) 式中:GC为压气机入口空气流量，kg/s本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于解析法的燃气轮机及其联合循环的变工况分析方法，包括以下步骤：S1？？进行压气机进气歧管差压数据的合理性分析，剔除不合理数据；S2？？根据步骤S1得到的数据样本，结合DCS分散控制系统数据进行燃气轮机运行性能测算；S3？？建立燃气轮机的变工况模型，包括以下步骤；S3.1建立燃气轮机的IGV温控规律模型；S3.2建立压气机压比πc？~（IGV，ta）模型；S3.3建立压气机流量Gc？~（IGV，ta）模型；S3.4建立压气机进气阻力模型；S3.5建立IGV温控规律下的压气机效率－流量特性曲线；S3.6建立燃气透平的膨胀比模型；S3.7建立燃气透平的流量模型；S3.8建立燃气透平等熵效率模型；S4？？进行燃气轮机整体变工况性能模拟；S5？？根据步骤S4的结果画出燃气轮机整体变工况曲线图,研究燃气轮机环境温度特性:包括功率？环境温度特性、效率？环境温度特性、排气参数？环境温度特性、压气机的压比？环境温度特性；S6？？根据步骤S4的结果研究进排气阻力对燃气轮机性能的影响；S7？？根据步骤S4的结果研究燃气轮机的负荷特性，包括：S7.1根据步骤S5的结果计算基准条件下燃气轮机性能的影响因子：基准功率？环境温度折算因子、基准功率？环境压力折算因子、基准功率？相对湿度折算因子、基准效率？环境温度折算因子；S7.2根据步骤S7.1的结果将燃气轮机功率及效率修正到基准环境条件，绘制燃气轮机折算效率－折算功率曲线，并对曲线数据进行拟合，最后得到燃气轮机折算效率—折算功率的数学模型。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：阚伟民，肖小清，马晓茜，谢明超，范立莉，邓小文，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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