CN113738688B - 一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质,通过实时测量压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。本发明的技术方案相对于现有技术,不再采用固定的理想空气下的比热比,而是采用推导出的温度函数,使得测量获得的压气机效率能够更接近实际的工况,从而提高了测量方法的准确性和不同工况的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及压气机领域,尤其涉及一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质,把热能转换为机械能的旋转式动力机械,压气机是燃气轮机的重要组成部分。在运作过程中,压气机吸入空气,经过逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应得到提高。压缩后的空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体;然后再进入到透平中膨胀做功,推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转,实现把热能转换为机械能。而压气机的效率是该过程的一个重要参数,该参数对技术人员监控压气机或燃气轮机的运作过程起着重要的作用。
申请人发现,现有技术在测量压气机效率时,常把比热比γ默认为理想动力学情况下来进行取值,即取值1.40。但是实际应用中,由于压气机在升速过程中和到达额定转速时都会有少量空气被用于密封气和冷却气等系统,因此压气机的空气并非等同于理想空气,因此现有的测量方法获得的压气机效率与实际的压气机运作过程中的效率有这较大的偏差。
发明内容
本发明提供了一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质,以解决提高测量压气机效率准确性和不同工况下的适应性的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种压气机效率的测量方法,包括实时测量SGT-700燃气轮机压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;
实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。
所述温度函数的推导方式具体为:通过叶型分析、空气动力学试验和压气机全负荷过程试验,对所述压气机和压气机吸入的空气进行分析,推导得出所述温度函数。
所述温度函数具体为:
其中,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
进一步的,所述实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率,具体为:
根据以下公式,计算获得所述压气机的压气机效率:
其中,ηc为所述压气机效率,P1为所述压气机的进气口空气压力,P2为所述压气机的排气口空气压力,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
相应的,本发明实施例还提供了一种压气机效率的测量装置,包括实时比热比计算模块和压气机效率计算模块;其中,
所述实时比热比计算模块用于实时测量SGT-700燃气轮机压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;
所述压气机效率计算模块用于实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。
所述预设的温度函数的推导方式具体为:通过叶型分析、空气动力学试验和压气机全负荷过程试验,对所述压气机和压气机吸入的空气进行分析,推导得出所述温度函数。
所述预设的温度函数具体为:
其中,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
进一步的,所述实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率,具体为:
根据以下公式,计算获得所述压气机的压气机效率:
其中,ηc为所述压气机效率,P1为所述压气机的进气口空气压力,P2为所述压气机的排气口空气压力,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
相应的,本发明实施例还提供了一种终端,包括处理器、存储器及存储于所述存储器内的计算机程序;其中,所述计算机程序能够被所述处理器执行,以实现所述的压气机效率的测量方法。
相应的,本发明实施例还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包括存储的计算机程序;其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的压气机效率的测量方法。
本发明实施例提供的一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质,具有以下有益效果:
本发明提供了一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质,通过实时测量压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。本发明的技术方案相对于现有技术,不再采用固定的理想空气下的比热比,而是采用推导出的温度函数,使得测量获得的压气机效率能够更接近实际的工况,从而提高了测量方法的准确性和不同工况的适应性。
附图说明
图1:为本发明提供的压气机效率的测量方法的一种实施例的流程示意图。
图2:为本发明提供的压气机效率的测量装置的一种实施例的流程示意图。
图3:为本发明实施例SGT-700燃气轮机效率计算参数对应表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
请参照图1,图1为本发明提供的压气机效率的测量方法的一种实施例的流程示意图,包括步骤S1和S2,各步骤具体如下:
步骤S1,实时测量压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;
在本实施例中,是基于SGT-700燃气轮机压气机进行的测量。SGT-700燃气轮机压气机为11级轴流式结构(前两级为可调导向叶片),主要由压气机静子和压气机转子组成。
SGT-700燃气轮机压气机的第2和第5级有用于排出空气的槽,空气通过槽流入低压排气腔和高压排气腔。其中低压排气腔向1号、3号轴承提供密封空气,高压排气腔向动力涡轮提供密封空气。
SGT燃气轮机两级压气机涡轮的导叶和叶片都是中空的,从高压排气腔来的空气分别进入导叶和叶片,对其进行冷却。
在本实施例中,在实际的运行过程中,该燃气轮机从外界吸入空气,经过轴流式压气机逐级压缩使空气增压,空气的温度也相应得到提高。通过获取燃气轮机的叶型数据、空气的温度、压气机数据等,再经过叶型分析实验、空气动力学试验以及压气机全负荷过程试验,推导得出温度函数。
参照图3,图3为本发明实施例SGT-700燃气轮机效率计算参数对应表。根据叶型分析实验、空气动力学试验以及压气机全负荷过程试验,可以获得(γ-1)/γ关于(t1+t2)/2之间的函数关系式,以(t1+t2)/2为横坐标,(γ-1)/γ为纵坐标建立直角坐标系获得与函数关系式对应的示意图(如图3所示)。可见,压气机进气口空气温度t1或排气口空气温度t2发生变化时,所述实时比热比也随之发生变化,因此,据此测量压气机效率可获得更贴近实际情况的结果。
在本实施例中,所述温度函数具体为:
其中,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
步骤S2,实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。
在本实施例中,所述实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率,具体为:
根据以下公式,计算获得所述压气机的压气机效率:
其中,ηc为所述压气机效率,P1为所述压气机的进气口空气压力,P2为所述压气机的排气口空气压力,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
相应的,参见图2,图2是本发明实施例提供的一种压气机效率的测量装置,包括实时比热比计算模块101和压气机效率计算模块102;其中,
所述实时比热比计算模块101用于实时测量压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;
所述压气机效率计算模块102用于实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。
在本实施例中,所述预设的温度函数的推导方式具体为:所述压气机吸入空气经过逐级压缩,温度随之提高,经过叶型分析、空气动力学试验和压气机全负荷过程试验,推导得出温度函数。
在本实施例中,所述预设的温度函数具体为:
其中,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
在本实施例中,所述实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率,具体为:
根据以下公式,计算获得所述压气机的压气机效率:
其中,ηc为所述压气机效率,P1为所述压气机的进气口空气压力,P2为所述压气机的排气口空气压力,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
相应的,本发明实施例还提供了一种终端,包括处理器、存储器及存储于所述存储器内的计算机程序;其中,所述计算机程序能够被所述处理器执行,以实现所述的压气机效率的测量方法。
其中,所述终端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。所述终端可包括,但不限于处理器、存储器。
所称处理器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,所述处理器是所述终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序,以及调用存储在存储器内的数据,实现所述终端的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(SmartMedia Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
相应的,本发明实施例还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包括存储的计算机程序;其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的压气机效率的测量方法。
其中,所述压气机效率的测量装置/终端集成的模块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-OnlyMemory)、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。
相比于现有技术,本发明实施例具有如下有益效果:
本发明提供了一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质,通过实时测量压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口空气压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率。本发明的技术方案相对于现有技术,不再采用固定的理想空气下的比热比,而是采用推导出的温度函数,使得测量获得的压气机效率能够更接近实际的工况,从而提高了测量方法的准确性和不同工况的适应性。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
3.一种压气机效率的测量装置,其特征在于,包括实时比热比计算模块和压气机效率计算模块;其中,
所述实时比热比计算模块用于实时测量SGT-700燃气轮机压气机正常工作状态下的进气口空气温度和排气口空气温度,并结合预设的温度函数,计算所述压气机内空气的实时比热比;
所述压气机效率计算模块用于实时测量所述压气机正常工作状态下的进气口空气压力和排气口压力,并结合所述实时比热比,计算获得所述压气机的压气机效率;
预设的温度函数的推导方式具体为:通过叶型分析、空气动力学试验和压气机全负荷过程试验,对所述压气机和压气机吸入的空气进行分析,推导得出所述温度函数;
所述预设的温度函数具体为:
其中,t1为现场测点读取的压气机进气口空气温度,t2为现场测点读取的压气机排气口空气温度,γ为实时比热比。
5.一种终端,其特征在于,包括处理器、存储器及存储于所述存储器内的计算机程序;其中,所述计算机程序能够被所述处理器执行,以实现如权利要求1至2任意一项所述的压气机效率的测量方法。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至2任意一项所述的压气机效率的测量方法。
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