[发明专利]一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法

权利要求书

1.一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法，其特征在于，该方法基于风机在线监测系统获取得到风机实际运行参数，包括风机入口体积流量Q、风机比压能Y、风机效率η和风机开度β；将风机设计性能曲线离散化后获取拟合关系式；基于风机实际运行参数、风机设计性能曲线拟合关系式，计算风机运行点在风机设计性能曲线的相对位置，包括风机运行点所处的等开度线或等效率线区间、运行点到所处区间的各开度线或等效率线的最小距离；基于线性插值方法计算得到风机运行点在其性能曲线上的对应的开度值及效率值；

将风机性能曲线离散化并获取各风机开度下风机比压能Y-流量Q的拟合关系式、各效率下风机压力或比压能-流量的拟合关系式，具体如下：

①由于不同风机开度β_i下风机比压能Y-流量Q曲线为单调曲线，采用最小二乘法进行近似拟合，获取Y_β＝f_i(Q)关系式；

②由于不同效率η_i下的风机比压能Y-流量Q曲线为非单调曲线，采用分段线性插值进行近似拟合，获取Y_η＝f_i(Q)；

步骤①的计算方法如下：

给定数据点{(Q_j，Y_j)}和一组函数g_k(Q)，j＝1,2,...,m，k＝1,2，...，n，求数a₁，a₂，...,a_n，假定mn，使函数

f(Q)＝a₁g₁(Q)+a₂g₂(Q)+...+a_ng_n(Q)

满足

步骤②的计算方法如下：

给定数据点{(Q_j,Y_j}，j＝1,2,…,n，将数据点区间[Q₀,Q_n]划分为若干子区间[Q_j,Q_j+1]，每个子区间只有两个数据点(Q_j,Y_j),(Q_j+1,Y_j+1)；根据变量Q确定其所在给定数据点的子区间，并获取该子区间的两个数据点，基于两个数据点，作一次插值多项式：

函数f(Q)的近似函数的形式是：

(1)多项式：f(Q)＝a₀+a₁Q+a₂Q²+...+a_nQⁿ；

(2)指数函数：f(Q)＝exp(a₀+a₁Q+a₂Q²+...+a_nQⁿ)；

计算风机运行点在风机性能曲线上对应的风机开度，通过风机在线监测系统获取得到风机运行参数，包括体积流量Q及风机比压能Y，具体如下：

根据风机运行点(Q,Y)及风机设计性能曲线簇Y_β＝f_i(Q)，求解距离其最近的两条风机开度性能曲线(1)(2)的开度值β₁及β₂，性能曲线拟合关系式Y_β＝f₁(Q)及Y_β＝f₂(Q)，构造点(Q,Y)到曲线Y_β＝f₁(Q)的最小距离计算函数，采用黄金分割一维优化算法计算得到运行点到曲线(1)及曲线(2)的距离d₁及d₂，采用线性插值方法计算风机性能曲线对应的开度值β_a：

根据风机安装或检修调试时确定的风机开度与就地叶片角度关系式，以及DCS风机开度给定值，计算得到风机开度β_s；通过风机在线监视系统获取风机实际效率η_s；计算得到风机给定开度值与风机性能曲线对应开度值的偏差量Δβ＝β_s-β_a、风机实测效率值与风机性能曲线对应效率值的偏差量Δη＝η_s-η_a。

2.根据权利要求1所述的一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法，其特征在于，对于动叶可调轴流式风机，当|Δβ|3°或|Δη|5％时，给出预警信号。