CN113310715B - 一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于凝汽器技术领域,提供了一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法及装置,该方法包括:根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比‑排汽压力对应关系,确定空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数;根据运行参数和风机非额定频率,计算风机非额定频率下的凝汽器进口压力,根据风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定当前运行条件下的汽轮机排汽压力;当前运行条件包括环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及风机非额定频率。本发明提供的方法可以根据空冷凝汽器的风机非额定频率准确快速的计算当前运行条件下的汽轮机排汽压力,便于对空冷凝汽器的运行状况进行定量分析。
Description
技术领域
本发明属于凝汽器技术领域,尤其涉及一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法及装置。
背景技术
空冷凝汽器是热电厂直接空冷机组中的重要换热器设备,起到将机组汽轮机排汽热量散热至周边环境的作用,其性能直接影响电厂的能耗情况。其中,空冷凝汽器的汽轮机排汽流量百分比与汽轮机排汽压力的关系直接反映空冷凝汽器及冷端系统的性能。
目前,空冷凝汽器仅能在风机额定频率下依据制造厂性能曲线实现性能的准确评估,而在风机非额定频率下的凝汽器性能则仅能依靠现场运行人员经验进行估计,准确性低下,缺乏有效的性能评估技术手段。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种风机偏离额定频率时空冷凝汽器性能测算方法,以解决现有技术中空冷凝汽器风机偏离额定频率运行时,缺乏有效的性能评估手段的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,包括:
根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数;
根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力;
根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力;所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率。
本发明实施例的第二方面提供了一种风机非额定频率下凝汽器的性能测算装置,包括:
运行参数确定模块,用于根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数;
凝汽器进口压力确定模块,用于根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力;
汽轮机排汽压力确定模块,用于根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力;所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在终端设备上运行时,使得电子设备执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,可以根据空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,结合环境参数、汽轮机排汽流量百分比及风机非额定频率,测算并确定对应的汽轮机排汽压力,为准确评估空冷凝汽器在实际运行中的性能提供了比较基准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程示意图;
图2是本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的另一实现流程示意图;
图3是本发明实施例提供的空冷凝汽器在风机额定频率下的性能曲线示意图;
图4是本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的另一实现流程示意图;
图5是本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的另一实现流程示意图;
图6是本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的另一实现流程示意图;
图7是本发明实施例提供的空冷凝汽器在风机非额定频率下的性能曲线示意图;
图8是本发明实施例提供的风机非额定频率下凝汽器的性能测算装置的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
凝汽器用于冷却发电过程中汽轮机排出的热蒸汽,其中,直接空冷凝汽器以环境空气作为汽轮机排汽的冷却介质,使汽轮机排出的热蒸汽冷却为水。在直接空冷凝汽器中,冷却介质位于翅片管束以外,热蒸汽位于翅片管束以内,冷却介质在风机的作用下以一定的速度通过凝汽器的翅片管束,与翅片管束内的蒸汽进行换热,从而使蒸汽凝结为水。调整风机的风机频率,可以调整冷却介质在翅片管束外部表面的流动速度。凝汽器的冷却性能体现在汽轮机排汽流量百分比与汽轮机排汽压力的对应关系上,本发明实施例即为通过风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定风机非额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系。
图1示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程,参见图1,该方法具体包括S101~S103。
S101:根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数。
汽轮机排汽流量百分比为当前的汽轮机排汽流量占额定汽轮机排汽流量的百分比。
在一些实施例中,环境参数包括环境温度和环境压力。空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数包括进口空气温度、风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
进口空气温度是作为冷却介质的环境空气流入空冷凝汽器时的温度;进口空气温度与风机的风机频率无关。
进口蒸汽饱和温度为热蒸汽进入空冷凝汽器时的饱和温度;进口蒸汽饱和温度与风机的风机频率有关。
出口空气温度是作为冷却介质的环境空气与翅片管束内的热蒸汽完成热量交换,离开空冷凝汽器时的温度;出口空气温度与风机的风机频率有关。
在一些实施例中,S101包括:
根据环境温度确定进口空气温度;
根据风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系和汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系、汽轮机排汽流量百分比、环境温度以及空冷凝汽器进口排汽管道的阻力特性系数,确定风机额定频率下的出口空气温度;
根据风机额定频率下的凝汽器进口压力、汽轮机排汽焓值、环境温度、环境压力、汽轮机排汽流量百分比以及能量平衡函数,确定风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
图2示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程,参见图2,在一些实施例中,S101可以包括S201-S210。
其中,S201用于根据环境温度确定进口空气温度。
S201:将所述环境温度确定为所述进口空气温度。
S202~S206用于根据风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系和汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系、汽轮机排汽流量百分比、环境温度以及空冷凝汽器进口排汽管道的阻力特性系数,确定风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
S202:根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述环境温度,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力。
在本实施例中,S202可以包括步骤A1~步骤A4。
步骤A1:获取空冷凝汽器在风机额定频率下的性能曲线组。
图3示出了空冷凝汽器在风机额定频率下的性能曲线组,图3的横坐标为汽轮机排汽流量百分比,纵坐标为汽轮机排汽压力。图3中的每条性能曲线对应一个环境温度值,每条性能曲线表示某一环境温度下汽轮机排汽压力与汽轮机排汽流量百分比之间的对应关系。
步骤A2:获取当前的环境温度在图3中对应的第一参考温度和第二参考温度。第一参考温度大于当前的环境温度,第二参考温度小于当前的环境温度,且第一参考温度对应的第一性能曲线与第二参考温度对应的第二性能曲线在图3示出的性能曲线组中为相邻的性能曲线。
步骤A3,通过拟合公式计算或根据曲线坐标确定当前汽轮机排汽流量百分比在第一性能曲线上对应的第一汽轮机排汽压力,以及当前汽轮机排汽流量百分比在第二性能曲线上对应的第二汽轮机排汽压力。
示例性的,对于性能曲线组中的任一条性能曲线,拟合公式可以为:
pt(i)=a0 i+a1 i×Fr1+a2 i×Fr2+a3 i×Fr3+a4 i×Fr4;
其中,i为性能曲线的编号,t(i)为第i条性能曲线对应的环境温度,Fr为汽轮机排汽流量百分比,a0 i、a1 i、a2 i、a3 i以及a4 i为第i条性能曲线的多项式拟合系数,pt(i)为汽轮机排汽压力。
步骤A4,根据环境温度、第一参考温度、第二参考温度、第一汽轮机排汽压力、第二汽轮机排汽压力以及汽轮机排汽压力计算公式计算风机额定频率下的汽轮机排汽压力。
示例性的,汽轮机排汽压力计算公式可以为:
其中,ta为环境温度,ta(j)为第一参考温度,ta(j+1)为第二参考温度,pt(j)为第一汽轮机排汽压力,pt(j+1)为第二汽轮机排汽压力,ptaG为当前环境温度、当前汽轮机排汽流量百分比对应的风机额定频率下的汽轮机排汽压力。
S203:根据风机额定频率下的汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值。
示例性的,风机额定频率下的汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系可以为:
hexhG=b0+b1×ptaG 1+b2×ptaG 2+b3×ptaG 3;
其中,hexhG为风机额定频率下的汽轮机排汽焓值,b0、b1、b2以及b3为多项式拟合系数,ptaG为风机额定频率下的汽轮机排汽压力。
S204:根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力和所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容。
S205:根据空冷凝汽器进口排汽管道的阻力特性系数,所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的凝汽器进口压力。
在本实施例中,S205可以包括:根据空冷凝汽器压力平衡方程,计算风机额定频率下的凝汽器进口压力。
例如,空冷凝汽器压力平衡方程可以为:
ptaG-pACCtaG=K×(Fr×θexhG)2;
其中,ptaG为风机额定频率下的汽轮机排汽压力,pACCtaG为风机额定频率下的凝汽器进口压力,K为阻力特性系数,Fr为汽轮机排汽流量百分比,θexhG为风机额定频率下的汽轮机排汽比容。
该空冷凝汽器压力平衡方程在风机非额定频率及风机额定频率时均成立。
对于本实施例的各个符号,下角标中带“G”,表明该符号为风机额定频率下的参数;下角标中不带“G”,表明该符号为风机非额定频率下的参数。
在本发明的一个实施例中,在S205之前,S101还包括:
根据空冷凝汽器额定设计工况参数,包括额定汽轮机排汽压力、额定凝汽器进口压力、额定汽轮机排汽流量百分比以及额定汽轮机排汽比容,计算空冷凝汽器的进口排汽管道的阻力特性系数。
具体的,根据空冷凝汽器压力平衡方程变形式计算阻力特性系数。
示例性的,空冷凝汽器压力平衡方程变形式可以为:
其中,K为阻力特性系数,pta G为额定汽轮机排汽压力,pACCta G为额定凝汽器进口压力,FrG为额定汽轮机排汽流量百分比,θexh G为额定汽轮机排汽比容。对于本实施例的各个符号,上角标中带“G”,表明该符号为空冷凝汽器额定设计工况参数,均为已知的确定量。
S206:根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的凝汽器进口蒸汽饱和温度。
S207~S210用于根据风机额定频率下的凝汽器进口压力、汽轮机排汽焓值、环境温度、环境压力、汽轮机排汽流量百分比以及能量平衡函数,确定风机额定频率下的出口空气温度。
S207:根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的凝结水焓值。
在本实施例中,根据风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算对应的饱和水焓值,饱和水焓值即为风机额定频率下的凝结水焓值
S208:根据所述环境温度和所述环境压力,计算空气进口焓值。
S209:根据所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值、所述风机额定频率下的凝结水焓值、所述空气进口焓值以及能量平衡函数,计算风机额定频率下的空气出口焓值。
示例性的,能量平衡函数可以为:
其中,Fr为汽轮机排汽流量百分比,为额定设计工况汽轮机排汽流量,hexhG为风机额定频率下的汽轮机排汽焓值,hconG为风机额定频率下的凝结水焓值,FairG为风机额定频率下的时气侧流量,hairG(pa,tL2G)为风机额定频率下的空气出口焓值,hair(pa,tL1)为空气进口焓值,pa为环境压力,tL1为进口空气温度,tL2G为风机额定频率下的出口空气温度。
S210:根据所述风机额定频率下的空气出口焓值,计算所述风机额定频率下的出口空气温度。
S102:根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力。
在本发明的一个实施例中,运行参数可以包括进口空气温度、风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
图4示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程,参见图4,在一些实施例中,S102可以包括S301~S304。
S301:根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及所述风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的换热单元数。
示例性的,可以通过
计算空冷凝汽器在风机额定频率下的换热单元数。其中,NTUG为风机额定频率下的换热单元数,tL1为进口空气温度,tL2G为风机额定频率下的出口空气温度,tssG为风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
S302:根据空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率、所述风机非额定频率以及所述风机额定频率下的换热单元数,计算风机非额定频率下的换热单元数。
示例性的,可以通过
计算风机非额定频率下的换热单元数。其中NTUG为风机额定频率下的换热单元数,NTU为风机非额定频率下的换热单元数,fG为风机额定频率,f为风机非额定频率,mk为性能指数。
一些实施例中,为了准确计算风机非额定频率换热单元数,性能指数的取值可以为0.45。
S303:根据所述风机非额定频率下的换热单元数,确定所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
图5示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程,参见图5,在一些实施例中,S303包括:S401~S404。
S401:获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度。
可选的,假定进口蒸汽饱和温度为预设假定进口蒸汽饱和温度区间内的随机取值。
S402:根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数。
在本发明的一个实施例中,S402包括B1~B5。
B1:根据所述风机额定频率下的换热单元数计算所述空冷凝汽器的单元特性系数。
示例性的,可以通过
计算空冷凝汽器的单元特性系数。其中,其中,Γ为单元数特性系数,NTUG为风机额定频率下的换热单元数。
B2:根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算风机额定频率下的性能特性系数。
示例性的,可以通过
计算风机额定频率下的性能特性系数。其中,ΦG为风机额定频率下的性能特性系数,tL1为进口空气温度,tL2G为风机额定频率下的出口空气温度,tssG为风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
B3:根据所述风机额定频率下的性能特性系数、所述单元特性系数、所述空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率以及所述风机非额定频率,计算风机非额定频率下的性能特性系数。
示例性的,可以通过
计算风非额定频率下的性能特性系数。其中,ΦG为风机额定频率下的性能特性系数,Φ为风机非额定频率下的性能特性系数,Γ为单元数特性系数,fG为风机额定频率,f为风机非额定频率,mk为性能指数。
B4:根据所述风机非额定频率下的性能特性系数、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算假定出口空气温度。
示例性的,可以通过
计算假定出口空气温度。其中,Φ为风机非额定频率下的性能特性系数,tL1为进口空气温度,tss1为假定进口蒸汽饱和温度,tL21为假定出口空气温度。
B5:根据所述假定出口空气温度、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述假定换热单元数。
示例性的,可以通过
计算假定换热单元数。其中,NTU1为假定换热单元数,tss1为假定进口蒸汽饱和温度,tL1为进口空气温度,tL21为假定出口空气温度。
S403:若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值小于第二预设阈值,则将所述假定进口蒸汽饱和温度作为所述空冷凝汽器在风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
S404:若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值大于等于所述第二预设阈值,则重新获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度,并跳转至S402。
示例性的,S404中重新获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度的方法可以为:
通过
更新假定进口蒸汽饱和温度。其中,tss1′为更新后的假定进口蒸汽饱和温度,NTU1为假定换热单元数,tL1为进口空气温度,tL21为假定出口空气温度。
S304:根据所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的进口压力。
S103:根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力。
所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率。
图6示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法的实现流程,参见图6,在一些实施例中,S103包括:S501~S504。
S501:获取待检验的假定汽轮机排汽压力。
可选的,假定汽轮机排汽压力为预设假定汽轮机排汽压力区间内的随机取值。
S502:根据所述假定汽轮机排汽压力,计算所述风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力。
在本实施例中,S502包括C1~C3。
C1:根据假定汽轮机排汽压力,计算假定汽轮机排汽焓值。
示例性的,可以通过
hexh1=b0+b1×pta1 1+b2×pta1 2+b3×pta1 3
计算假定汽轮机排汽焓值。其中,pta1为假定汽轮机排汽压力,hexh1为假定汽轮机排汽焓值,b0、b1、b2以及b3为多项式拟合系数。
C2:根据假定汽轮机排汽焓值计算假定汽轮机排汽比容。
C3:将阻力特性系数、汽轮机排汽流量百分比、假定汽轮机排汽压力以及假定汽轮机排汽比容,代入空冷凝汽器压力平衡方程,计算风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力。
示例性的,空冷凝汽器压力平衡方程可以为:
pta1-pACCta1=K×(Fr×θexh1)2;
其中,pta1为假定汽轮机排汽压力,pACCta1为假定凝汽器进口压力,K为阻力特性系数,Fr为汽轮机排汽流量百分比,θexh1为假定汽轮机排汽比容。
S503:若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值小于第二预设阈值,则将所述假定汽轮机排汽压力作为所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力。
S504:若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值大于等于所述第二预设阈值,则重新获取待检验的假定汽轮机排汽压力,并跳转至S502。
一些实施例中,S104之后,上述方法还可以包括:
S105:计算不同环境参数、不同汽轮机排汽流量百分比以及不同风机非额定频率下的汽轮机排汽压力,以及对同一环境参数、同一风机非额定频率下的汽轮机排汽压力进行曲线拟合,生成风机非额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系。
图7示出空冷凝汽器在风机非额定频率下的性能曲线组,图7的横坐标为汽轮机排汽流量百分比,纵坐标为汽轮机排汽压力。图7中的每条曲线对应一个环境温度值,每条性能曲线表示某一环境温度下汽轮机排汽压力与汽轮机排汽流量百分比之间的对应关系。
本发明提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,可以根据空冷凝汽器的风机非额定频率,准确计算当前运行条件下的汽轮机排汽压力。同时应用寻优的方式求解,可以减少计算量,便于对空冷凝汽器在风机非额定频率的运行状况进行定量分析。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图8示出了本发明实施例提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算装置,参见图8,风机非额定频率下空冷凝汽器性能测算装置10包括:运行参数确定模块110,凝汽器进口压力确定模块120以及汽轮机排汽压力确定模块130。
运行参数确定模块110,用于根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数。
凝汽器进口压力确定模块120,用于根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力。
汽轮机排汽压力确定模块130,用于根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力。
所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率。
本发明提供的风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算装置,可以根据空冷凝汽器的风机非额定频率,准确计算当前运行条件下的汽轮机排汽压力。同时应用寻优的方式求解,可以减少计算量,便于对空冷凝汽器在风机非额定频率的运行状况进行定量分析。
在本发明的一个实施例中,所述环境参数包括环境温度和环境压力,所述运行参数包括进口空气温度、风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
在本发明的一个实施例中,运行参数确定模块110具体用于:
将所述环境温度确定为所述进口空气温度。
根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述环境温度,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力。根据风机额定频率下的汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值。根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力和所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容。根据空冷凝汽器进口排汽管道的阻力特性系数,所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的凝汽器进口压力。根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的凝结水焓值。根据所述环境温度和所述环境压力,计算空气进口焓值。根据所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值、所述风机额定频率下的凝结水焓值、所述空气进口焓值以及能量平衡函数,计算风机额定频率下的空气出口焓值。根据所述风机额定频率下的空气出口焓值,计算所述风机额定频率下的出口空气温度。
凝汽器进口压力确定模块120包括风机额定频率下的换热单元数计算单元,风机额定频率下的换热单元数计算单元,风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度计算单元,以及风机非额定频率下的凝汽器进口压力计算单元。
风机额定频率下的换热单元数计算单元,用于根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及所述风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的换热单元数。
风机额定频率下的换热单元数计算单元,用于根据空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率、所述风机非额定频率以及所述风机额定频率下的换热单元数,计算风机非额定频率下的换热单元数。
风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度计算单元,用于根据所述风机非额定频率下的换热单元数,确定所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
风机非额定频率下的凝汽器进口压力计算单元,用于根据所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力。
在本发明的一个实施例中,风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度计算单元,包括假定进口蒸汽饱和温度获取子单元,假定换热单元数计算子单元,进口蒸汽饱和温度确定子单元以及假定换热单元数更新子单元。
假定进口蒸汽饱和温度获取子单元,用于获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度。
假定换热单元数计算子单元,用于根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数。
进口蒸汽饱和温度确定子单元,用于若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值小于第一预设阈值,则将所述假定进口蒸汽饱和温度作为所述空冷凝汽器在风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度。
假定换热单元数更新子单元,用于若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值大于等于所述第一预设阈值,则重新获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度,并跳转至所述根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数的步骤。
在本发明的一个实施例中,假定换热单元数计算子单元具体用于:根据所述风机额定频率下的换热单元数计算所述空冷凝汽器的单元特性系数。根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算风机额定频率下的性能特性系数。根据所述风机额定频率下的性能特性系数、所述单元特性系数、所述空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率以及所述风机非额定频率,计算风机非额定频率下的性能特性系数。根据所述风机非额定频率下的性能特性系数、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算假定出口空气温度。根据所述假定出口空气温度、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述假定换热单元数。
汽轮机排汽压力确定模块130,包括假定汽轮机排汽压力获取单元,假定凝汽器进口压力计算单元,汽轮机排汽压力确定单元以及假定凝汽器进口压力更新单元。
假定汽轮机排汽压力获取单元,用于获取待检验的假定汽轮机排汽压力。
假定凝汽器进口压力计算单元,用于根据所述假定汽轮机排汽压力,计算所述风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力。
汽轮机排汽压力确定单元,用于若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值小于第二预设阈值,则将所述假定汽轮机排汽压力作为所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力。
假定凝汽器进口压力更新单元,用于若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值大于等于所述第二预设阈值,则重新获取待检验的假定汽轮机排汽压力,并跳转至所述根据所述假定汽轮机排汽压力,计算所述风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力的步骤。
图9是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图8所示,该实施例的终端设备90包括:处理器900、存储器910以及存储在所述存储器910中并可在所述处理器900上运行的计算机程序920,例如风机非额定频率下凝汽器的性能测算程序。所述处理器900执行所述计算机程序920时实现上述各个风机非额定频率下空冷凝汽器性能测算方法实施例中的步骤,例如图1所示的步骤S101至S103。或者,所述处理器900执行所述计算机程序920时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图8所示模块110至130的功能。
示例性的,所述计算机程序920可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器910中,并由所述处理器900执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序920在所述终端设备8中的执行过程。例如,所述计算机程序920可以被分割成运行参数计算模块、凝汽器进口压力确定模块以及汽轮机排汽压力确定模块(虚拟装置中的模块)。
所述终端设备90可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器900、存储器910。本领域技术人员可以理解,图9仅仅是终端设备90的示例,并不构成对终端设备90的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器900可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器910可以是所述终端设备90的内部存储单元,例如终端设备90的硬盘或内存。所述存储器910也可以是所述终端设备8的外部存储设备,例如所述终端设备90上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器910还可以既包括所述终端设备90的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器910用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器910还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,包括:
根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数;
根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力;
根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力;所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率;
其中,
所述环境参数包括环境温度和环境压力,所述运行参数包括进口空气温度、风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度;
所述根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力,包括:
获取待检验的假定汽轮机排汽压力;
根据所述假定汽轮机排汽压力,计算所述风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力;
若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值小于第二预设阈值,则将所述假定汽轮机排汽压力作为所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力;
若所述假定凝汽器进口压力与所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力的差值大于等于所述第二预设阈值,则重新获取待检验的假定汽轮机排汽压力,并跳转至所述根据所述假定汽轮机排汽压力,计算所述风机非额定频率下的假定凝汽器进口压力的步骤。
2.如权利要求1所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,所述根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数,包括:
将所述环境温度确定为所述进口空气温度;
根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述环境温度,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力;
根据风机额定频率下的汽轮机排汽压力-排汽焓值对应关系以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值;
根据所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力和所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值,计算所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容;
根据空冷凝汽器进口排汽管道的阻力特性系数,所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽压力以及所述风机额定频率下的汽轮机排汽比容,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的凝汽器进口压力;
根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度;
根据所述风机额定频率下的凝汽器进口压力,计算风机额定频率下的凝结水焓值;
根据所述环境温度和所述环境压力,计算空气进口焓值;
根据所述汽轮机排汽流量百分比、所述风机额定频率下的汽轮机排汽焓值、所述风机额定频率下的凝结水焓值、所述空气进口焓值以及能量平衡函数,计算风机额定频率下的空气出口焓值;
根据所述风机额定频率下的空气出口焓值,计算所述风机额定频率下的出口空气温度。
3.如权利要求1所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,所述根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力,包括:
根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及所述风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述空冷凝汽器在风机额定频率下的换热单元数;
根据空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率、所述风机非额定频率以及所述风机额定频率下的换热单元数,计算风机非额定频率下的换热单元数;
根据所述风机非额定频率下的换热单元数,确定所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度;
根据所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力。
4.如权利要求3所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,所述根据所述风机非额定频率下的换热单元数,确定所述风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度,包括:
获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度;
根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数;
若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值小于第一预设阈值,则将所述假定进口蒸汽饱和温度作为所述空冷凝汽器在风机非额定频率下的进口蒸汽饱和温度;
若所述假定换热单元数与所述风机非额定频率下的换热单元数的差值大于等于所述第一预设阈值,则重新获取待检验的假定进口蒸汽饱和温度,并跳转至所述根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数的步骤。
5.如权利要求4所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,所述根据所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述风机非额定频率下的假定换热单元数,包括;
根据所述风机额定频率下的换热单元数计算所述空冷凝汽器的单元特性系数;
根据所述进口空气温度、所述风机额定频率下的出口空气温度以及风机额定频率下的进口蒸汽饱和温度,计算风机额定频率下的性能特性系数;
根据所述风机额定频率下的性能特性系数、所述单元特性系数、所述空冷凝汽器的特性指数、所述风机额定频率以及所述风机非额定频率,计算风机非额定频率下的性能特性系数;
根据所述风机非额定频率下的性能特性系数、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算假定出口空气温度;
根据所述假定出口空气温度、所述进口空气温度以及所述假定进口蒸汽饱和温度,计算所述假定换热单元数。
6.如权利要求1至5任一项所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,其特征在于,所述方法还包括:
计算不同环境参数、不同汽轮机排汽流量百分比以及不同风机非额定频率下的汽轮机排汽压力,以及对同一环境参数、同一风机非额定频率下的汽轮机排汽压力进行曲线拟合,生成风机非额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系。
7.一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算装置,其特征在于,用于实现如权利要求1-6任一项所述的一种风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算方法,所述风机非额定频率下空冷凝汽器的性能测算装置包括:
运行参数确定模块,用于根据环境参数、汽轮机排汽流量百分比以及空冷凝汽器在风机额定频率下的汽轮机排汽流量百分比-排汽压力对应关系,确定所述空冷凝汽器在风机额定频率下的运行参数;
凝汽器进口压力确定模块,用于根据风机非额定频率和所述运行参数,确定风机非额定频率下的凝汽器进口压力;
汽轮机排汽压力确定模块,用于根据所述风机非额定频率下的凝汽器进口压力,确定所述空冷凝汽器在当前运行条件下的汽轮机排汽压力;所述当前运行条件包括所述环境参数、所述汽轮机排汽流量百分比以及所述风机非额定频率。
8.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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