[发明专利]基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法

说明书

本发明公开了基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法，包括燃气轮机部件模块化模型、机组与部件类型识别组件与燃气轮机气路迭代计算组件，所述燃气轮机部件模块化模型内设有压气机模块、涡轮模块和燃烧室模块，且燃气轮机部件模块化模型包括压气机、涡轮、燃烧室部件的输入输出接口定义，所述燃气轮机部件模块化模型内置有部件性能计算方法。该基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法，能够根据测点种类不同，选择不同的部件耦合方式进行气路计算，从而实现气路状态的评估，此外，该系统可进行实时监控检测、评估以及给控制系统提供相应依据，也可进行离线监控管理与维护计划的制定。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体为基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法。

背景技术

燃气轮机作为一种应用广泛的能量转化装置，凭借其低排放，高可靠性和广泛的燃料适应性，在航空、发电和地面驱动等领域发挥着越来越重要的作用，其可靠、平稳、经济运行对于生产生活而言十分重要，实现气路状态的有效监测是燃气轮机管理的一个重要问题。随着信息化进程的不断推进，实现对燃气轮机的气路状态监测的智能化，对于提高燃气轮机管理水平有十分重要的意义。

然而燃气轮机型号不一，不同型号燃气轮机之间存在结构不同、监测测点不同等问题，传统监测方法通常是针对每一种型号的燃机分别建立气路计算模型，随着待监测燃机数量与种类的增加，气路监测模型种类也将不断增加，难以在一个计算环境中同时实现对所有燃机的状态监测，这不利于实现燃气轮机状态监测的智能化。

通过检索发现，专利CN106525442B [P]：提供了一种检测燃气轮机气路性能的方法和装置，兼容性不够，仅能针对单钟类型燃气轮机进行性能分析，不利于智能化推进。

发明内容

本发明的目的在于提供基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法，以解决上述背景技术中提出兼容性不够，仅能针对单钟类型燃气轮机进行性能分析，不利于智能化推进的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法，包括燃气轮机部件模块化模型、机组与部件类型识别组件与燃气轮机气路迭代计算组件，所述燃气轮机部件模块化模型内设有压气机模块、涡轮模块和燃烧室模块，且燃气轮机部件模块化模型包括压气机、涡轮、燃烧室部件的输入输出接口定义，所述燃气轮机部件模块化模型内置有部件性能计算方法。

进一步的，所述机组与部件类型识别组件根据多个同一台燃气轮机各模块的输入情况实现对燃气轮机类型和部件类型的识别，进而根据部件耦合关系建立部件之间的连接关系。

进一步的，所述燃气轮机气路迭代计算组件在实现部件连接的基础上，建立压气机和涡轮的降级因子，通过燃气轮机工作过程中质量和能量的守恒关系对降级因子进行迭代计算，有效表征气路健康状态，对整体分析方法的可调整行与便捷性提供了基础。

该基于模块化模型的多型号燃气轮机统一气路性能分析方法，其步骤为：

S1：建立燃驱压缩机组模块化性能分析模型，根据机组类型以及可用计算参数的不同，选用多级压气机、涡轮以及燃烧室模块的耦合方式，进行不同型号机组在统一模型下的气路性能分析计算，进而实现对气路状态的有效监测；

S2：燃气轮机部件模块化模型建立统一的压气机、涡轮和燃烧室的模块及其接口，机组与部件类型识别方法基于监测数据不同，自动选择不同的模块耦合方式，燃气轮机气路迭代计算方法实现了不同耦合方式的燃机性能匹配计算；

S3：确定部件模块模型中各个模块的输入参数与输出参数，其中压气机模块输入参数包括进口温度、进口压力、出口温度、出口压力和转速，输出参数包括压气机效率、流量和功率，燃烧室模块输入参数包括燃料流量、工质流量、燃料焓、燃料热值和总压恢复系数，输出参数包括燃烧室出口温度和燃烧室出口压力，涡轮模块输入参数包括进口温度、进口压力、出口温度、出口压力和转速，输出参数包括涡轮效率、流量和功率，涡轮模块的进口温度压力可缺省，根据具体实际情况而定；