[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

说明书

本发明公开了一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法，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。本发明具有高效、精度高、鲁棒性强的特点，适用于大型燃煤机组三大风机在线监测及诊断系统。

技术领域

本发明属于燃煤电厂烟气系统所使用的轴流式通风机(包括静叶可调式轴流风机和动叶可调式轴流风机等)领域，具体涉及一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法。

背景技术

随着我国通风机设计制造技术的发展，基于轴流式通风机具有低压头、高流量及调节性能优良等优点，国内大型燃煤机组的三大风机(一次风机、送风机及引风机)已广泛采用轴流式通风机。然而，在国内火电机组频繁调峰的大背景下，电站风机设备也需相应频繁调节；因轴流式通风机结构复杂、介质杂质多等因素，导致轴流式风机在频繁变工况调节运行一定时间后逐渐出现叶片磨损、卡涩及叶片角度调节部件损坏等问题，使得风机实际性能逐渐偏离其设计性能，降低了风机运行的安全性及经济性。因而，有必要研究电站风机在线监测系统，通过测试获取风机实际运行参数，并将该实测参数与性能曲线对应参数(风机开度及效率)进行比较，以评估风机的实际性能与设计性能偏差，及时提出预警以便及时检修。由于轴流式风机性能曲线均为在多个风机开度下的比压能-流量曲线簇及具有一定间隔的等效率曲线簇，开度线间隔在4°～10°，等效率线间隔在1％～10％，因而，有必要建立一套在线智能获取风机运行点在其性能曲线上对应的开度及效率值的计算方法，以实现实时判断风机实际性能与设计性能的偏差。

发明内容

本发明的目的是为了实现风机实际性能与设计性能的偏差在线评估，提供一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于风机性能曲线的风机开度及效率在线计算方法，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。

本发明进一步的改进在于，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)。

本发明进一步的改进在于，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)