[发明专利]一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法

说明书

一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法，所述方法将现场汽轮机流量特性试验与仿真建模相结合，通过一、二次分步建模，设置主汽阀模块和调节阀模块，获取遵循现场实际的调节阀特性曲线；将调节阀特性曲线内置于原调节阀模块，增添调节阀行程计算功能，实现已知流量G求行程L或已知行程L求流量G等涉及汽轮机调节阀行程的仿真应用。可为不同配汽方式的汽轮机组变负荷热经济特性、变压热经济特性以及流量特性等仿真研究提供参考。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法，属汽轮机运行技术领域。

背景技术

汽轮机和热力系统仿真是指汽轮机和热力系统不同负荷、不同设备状态、不同系统拓扑结构时的热力性能状态仿真。由于我国电力系统的构成特性，火力发电汽轮机组既是建立并维持电网周波及能量平衡的原动机，也是我国电力市场中长期内承担电力供应以及电网调峰调频任务的主力机组。在电力市场化改革日益深入、波动性可再生能源愈加增多以及电力供需矛盾更为加剧的行业背景之下，汽轮机组需要长时间处于非设计工况的深度调峰状态。因此，汽轮机和热力系统建模仿真对研究机组变工况能耗分布规律，改善机组能耗指标和机网协调控制水平并提升煤电机组宽负荷深度调峰运行灵活性和经济性有着重要的意义。

众所周知，汽轮机的配汽方式和运行方式影响着汽轮机的动态调节特性和变工况特性，对机组运行经济性、安全性以及机网协调等均具有显著作用。寻根溯源，汽轮机配汽端运行特性是进汽调节阀在既定阀序下的节流特性的泛在表现。依据汽轮机原理，汽轮机高压调节阀属于快开型调节阀，其调门流量特性(数值上表征为行程与进汽流量之间的函数关系)具有典型的非线性特征；对于部套结构和安装行程均已确定的进汽调节阀而言，调节阀行程作为现场所有汽轮机组调节阀必备的状态参数，其具有几何意义及热力学意义双重属性；在汽轮机组变负荷热经济特性、变压热经济特性以及流量特性等研究中具有重要地位。由于现场往往缺失调节阀特性曲线，故而常规汽轮机和热力系统仿真建模通常不具备调节阀行程仿真功能，难以满足当前提升火力发电汽轮机组运行灵活性和经济性对于调节阀行程这一基础信息的现实需求。

发明内容

本发明的目的是，为使汽轮机和热力系统仿真建模具备调节阀行程仿真功能，提出一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法。

本发明实现的技术方案如下：一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法，所述方法通过一次建模，设置主汽阀模块和调节阀模块；将一次建模仿真结果与现场汽轮机调节阀流量特性试验实测结果相结合，获取调节阀特性曲线；在一次建模的基础上，进行二次建模，将调节阀特性曲线内置于原调节阀模块，增添调节阀行程计算功能，实现涉及汽轮机调节阀行程的仿真应用。

一种汽轮机调节阀行程仿真建模方法，包括以下步骤：

(1)一次建模在常规汽轮机和热力系统建模基础上，设置主汽阀模块和调节阀模块，分别负责主汽阀和调节阀的相关计算；在仿真计算中，将汽轮机主汽阀和调节阀全开工况视为基准工况，所述基准工况下的热力参数作为变工况计算的基准值；同时，汽轮机进汽参数取制造厂设计值并保持不变，调节阀重叠度均设置为零，令汽轮机进汽流量由基准值每次渐减其0.1％至基准值的60％；通过主汽阀模块和调节阀模块，依次得到最大流量至最小流量各工况下各调节阀前后压力、入口比容、流量以及调节阀流量系数K_v。

主汽阀模块的设置：汽轮机主汽阀始终处于全开状态，其压阻设为入口压力的1％；变工况过程中，主汽阀始终处于全开状态，所述主汽阀压阻按下式(1)计算：