[发明专利]一种分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法

权利要求书

1.一种分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法，所述分轴式燃气轮机包括燃气发生器和动力涡轮，所述燃气发生器包括压气机、燃烧室和燃气涡轮，所述压气机和燃气涡轮设置在同一根转轴上，所述燃气涡轮和动力涡轮之间布置有放气装置，所述放气装置包括放气阀、放气管路，所述放气阀设置在所述放气管路上，其特征在于：所述放气调节规律优化方法包括以下步骤：

SS1.建立基于部件特性的带放气功能的分轴式燃气轮机性能仿真模型

针对分轴式燃气轮机结构，根据燃气轮机工作原理，结合压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮的特性曲线，同时基于放气阀开度、管道放气阻力损失、放气流量之间的特性关系，采用部件法建立带有放气功能模块的分轴式燃气轮机总体性能仿真模型；

SS2.确定燃气轮机工作时的最小允许喘振裕度

参考已有燃气发生器中压气机的特性曲线，给定压气机最小允许喘振裕度SM_min，获得压气机特性曲线上的最小允许喘振裕度线；

SS3.总体仿真计算获得满足最小喘振裕度的放气阀开度

结合步骤SS2确定的最小喘振裕度SM_min及最小允许喘振裕度线，首先假设压气机沿该最小允许喘振裕度线工作，随后利用步骤SS1中建立的所述分轴式燃气轮机的总体性能仿真模型，并结合放气装置中放气阀开度-放气阻力损失-放气流量之间的特性关系，迭代计算获得使压气机沿最小允许喘振裕度线工作所对应的放气阀开度；

SS4.考虑燃气轮机变工况性能的放气阀开度优化调节规律

在满足步骤SS2最小喘振裕度SM_min要求下，以燃气轮机总体性能参数为优化目标，通过总体性能仿真建立其与放气阀开度的变化关系，利用优化算法获得使燃气轮机总体性能最优的放气阀开度优化调节规律。

2.根据权利要求1所述的分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法，其特征在于：考虑分轴式燃气轮机在运行阶段可能出现的压气机喘振及动力涡轮超温，结合带有放气功能的分轴式燃气轮机总体性能仿真模型，计算获得满足压气机最小喘振裕度的放气阀开度。

3.根据权利要求1所述的分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法，其特征在于：在满足压气机最小喘振裕度要求下，以燃气轮机总体性能参数为优化目标，针对燃气轮机不同应用场合，选取不同目标优化变量，利用优化算法获得使燃气轮机总体性能参数最优的放气阀开度优化调节规律，实现放气调节规律优化。

4.根据权利要求1所述的分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法，其特征在于：步骤SS1中，所述放气功能模块中设定放气阀开度、管道放气阻力损失、放气流量三者间的工作特性关系，通过给定放气阀开度及管道放气阻力损失，确定对应的放气流量。

5.根据权利要求1所述的分轴式燃气轮机动力涡轮前放气调节规律优化方法，其特征在于：

步骤SS3中，利用分轴式燃气轮机总体性能仿真模型进行仿真计算时，具体按照如下步骤进行：

首先，选取燃气涡轮转速NH及动力涡轮转速NP为控制量，并给定两者的变化规律，并选取压气机特性β值、燃气涡轮膨胀比π_ht及燃烧室出口温度为迭代变量并给定各参数的初始值；

随后，进行燃气轮机热力循环计算，获得关于质量守恒、能量守恒及压比守恒的平衡方程组并求解；

最后，获得确定燃气轮机工作状态的压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮的工作参数。