[发明专利]一种基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法

权利要求书

1.一种基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法，其特征在于：所述的发电功率和排烟参数的计算方法包括以下步骤：

S1，相关参数的采集与测定；

所述相关参数的采集与测定包括，

S11，根据燃气内燃机项目所在的地点，采集燃气内燃机周围环境的大气压力、温度、湿度、海拔高度参数信息；

S12，根据所选定的燃气内燃机机型，收集燃气内燃机标准工况下的运行参数，包括：内燃机气缸数、缸径、行程、标准状态下的发电功率、标准状态下的发电效率、标准状态下燃气内燃机的进燃气量、压缩比、供气压力、确定燃气内燃机的进气方式、油冷器在高低温循环系统的位置、内燃机排烟温度、排烟流量、高温水供回水温度及流量、中冷水供回水温度及流量；

S13，根据燃气内燃机项目所在地，收集燃气内燃机所用天然气成分，通过天然气热力计算公式计算得到项目所使用的天然气的低位热值、高位热值、密度；

S14，根据S11和S12所采集的数据，通过湿空气的气体常数计算公式、湿空气的比热及比热比计算公式计算大气湿度对空气热物理性质的影响，进而利用相似原理，推导出燃气内燃机性能参数大气湿度修正系数；

S2，压缩过程热力计算；

S3，燃烧热力计算；

S4，膨胀过程热力计算；

S5，燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算。

2.根据权利要求1所述的基于复杂工况的燃气内燃机发电功率及排烟参数的计算方法，其特征在于：S1相关参数的采集与测定还包括如下步骤：

S11，根据燃气内燃机项目所在的地点，采集燃气内燃机周围环境的大气压力、温度、湿度、海拔高度参数信息；

S12，根据所选定的燃气内燃机机型，收集燃气内燃机标准工况下的运行参数，包括：内燃机气缸数、缸径、行程、标准状态下的发电功率、标准状态下的发电效率、标准状态下燃气内燃机的进燃气量、压缩比、供气压力、确定燃气内燃机的进气方式、油冷器在高低温循环系统的位置、内燃机排烟温度、排烟流量、高温水供回水温度及流量、中冷水供回水温度及流量；

S13，根据燃气内燃机项目所在地，收集燃气内燃机所用天然气成分，通过天然气热力计算公式计算得到项目所使用的天然气的低位热值、高位热值、密度，其具体步骤包括：

1)根据第一计算式计算天然气的低位热值，所述第一计算式为：

式中，Q_NG，L为天然气低位发热量，MJ/Nm³；m_i为天然气各组分的摩尔体积百分数，％；Q_i，L为天然气各组分在不同的燃烧和计量参比条件下的理想气体摩尔低位发热量，kJ/mol；P_NG为天然气的压力，kPa；T_NG为天然气的温度，K；Z为天然气压缩系数；

2)根据第二计算式计算天然气的高位热值，所述第二计算式为：

式中，Q_NG，H为天然气高位发热量，MJ/Nm³；Q_i，H为天然气各组分在不同的燃烧和计量参比条件下的理想气体摩尔高位发热量，kJ/mol；

3)根据第三计算式计算天然气的密度，所述第三计算式为：

ρ_NG＝(P_NG/(R·T_NG))×∑m_i·M_i

式中，ρ_NG为天然气密度，kg/Nm³；M_i为天然气各组分的摩尔质量，kg/kmol；

S14，根据S11和S12所采集的数据，通过湿空气的气体常数计算公式、湿空气的比热及比热比计算公式计算大气湿度对空气热物理性质的影响，进而利用相似原理，推导出燃气内燃机性能参数大气湿度修正系数；

1)根据第四计算式计算湿空气气体常数，所述第四计算式为：

式中，R_h为湿空气气体常数；R_k为干空气气体常数；R_s为水蒸汽气体常数；d为湿空气中相对于每千克质量干空气所含的水蒸汽量；

2)根据第五计算式计算湿空气定压比热，所述第五计算式为：

式中，Cp_h为湿空气定压比热，J/(kg·K)；Cp_k为干空气定压比热，J/(kg·K)；Cp_s为水蒸汽定压比热，J/(kg·K)；

3)根据第六计算式计算湿空气比热比，所述第六计算式为：

式中，K_h为湿空气比热比；

4)根据第七计算式计算干空气比热比，所述第七计算式为：

式中，K_k为干空气比热比；

5)根据第八计算式计算大气湿度变化时，空气流量的修正系数，所述第八计算式为：

式中，为大气湿度变化时，空气流量的修正系数。