(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111321388.1 (22)申请日 2021.11.09 (71)申请人 中国大唐集团科 学技术研究院有限 公司中南电力试验研究院 地址 450000 河南省郑州市河南自贸试验 区郑州片区(郑东)明理路56号中原金 融产业园13号楼 (72)发明人 原峥　李冰天　张军科　张军辉　 王强　梁卓　王龙川　张许阳　 (74)专利代理 机构 郑州市华翔专利代理事务所 (普通合伙) 41122 代理人 张爱军 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种变工况下汽轮机组主蒸汽压力寻优计 算方法 (57)摘要 本发明提供一种变工况下汽轮机组主蒸汽 压力寻优计算方法， 包括以下步骤： 设定基准工 况， 确定发电机功率， 改变主蒸汽压力； 假定综合 阀位变化量， 计算变化后主蒸汽流量、 高压缸效 率、 给水泵有效功率与新的抽汽压力； 计算低压 缸排汽量、 加热器出口水温、 各级抽汽流量、 主蒸 汽吸热量、 再热蒸汽吸热量与凝汽器放热量， 得 到新的发电机功率； 将新的发电机功率与基准工 况的发电机功率进行比较， 判断是否结束转到下 一步； 将变工况计算得出的不同热耗率进行比 较， 得到最优主蒸汽压力。 本发明方法无需多次 重复的热力性能试验， 减少了传统滑压优化试验 过程中边界参数变化、 运行方式改变、 系统隔离 等因素的影 响， 为后续汽轮机组滑压优化提供新 思路。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114239218 A 2022.03.25 CN 114239218 A 1.一种变工况 下汽轮机组主 蒸汽压力寻优计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 在汽轮机组确定负荷下， 固定主蒸汽压力， 进行汽轮机热力性能试验， 按照试验 标准， 采集系统参数并计算汽轮机热耗率， 确定发电机功率， 以此次试验作为基准工况， 然 后改变主 蒸汽压力； 步骤2： 改变主蒸汽压力后假定综合阀位变化量， 根据改变后的综合阀位变化量计算变 化后主蒸汽流量、 变化后高压缸效率、 给 水泵有效功率与新的抽汽压力； 步骤3： 根据变工况后计算出来的抽汽压力， 计算低压缸排汽量、 加热器出口水温、 各级 抽汽流量、 主蒸汽吸热量、 再 热蒸汽吸热量与凝汽器放热量， 从而得到新的发电机功率； 步骤4： 将步骤3中得到的发电机功率与步骤1中的基准工况的发电机功率进行比较， 如 果二者偏差绝对值除以基准工况的发电机功率的结果小于0.1％， 即认为计算结束转到步 骤5， 否则返回到步骤2； 步骤5： 将变工况计算得出的不同热耗率相互进行比较， 热耗率最小工况下的主蒸汽压 力即为最优主蒸汽压力。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤2中变化后主蒸汽流量、 变化后高压 缸效率、 变化后给水泵有效功率与新的抽汽压力的计算由改变后的主蒸汽压力大小与假定 的综合阀位进行计算得来。 3.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述变化后主 蒸汽流量的计算方法如下： 根据弗留格尔公式： 式中： G0为基准工况主蒸汽流量， t/h； G1为变工况主蒸汽流量， t/h； p00为基准工况主蒸 汽压力， MPa； p01为变工况主蒸汽压力， MPa； T00为基准工况调节级后温度， K； T01为变工况调 节级后温度， K； A0为基准工况汽轮机进汽面积， m2； A1为变工况汽轮机进汽面积， m2； 由于主蒸汽流量与调节级压力呈正比关系， 于是用调节级压力代表主蒸汽流量， 同时 忽略温度的变化， 对式(1)变换 得到式(2)； 式中： Ψ为综合阀位， ％； K1为调节级压力与主蒸汽流量的线性系数， 通过试验获取； p10 为基准工况调节级压力， MPa； p11为变工况调节级压力， MPa； 当主蒸汽压力改变后， 为维持发电机功率不变， 综合阀位会发生改变， 进而改变主蒸汽 流量， 对式(2)进一 步化简得到式(3)； ΔG1＝K2Δ ψp01          (3) 式中ΔG1： 主蒸汽流量变化量， t/h； ΔΨ： 综合阀位变化量， ％； p01： 变工况主蒸汽压力， MPa； K2： 线性系数， 由运行 数据计算得到 。 4.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述变化后高压缸效率计算方法如下： 针对试验机组进行现场试验， 得出综合阀位与高压缸效率之间的关系曲线， 拟合得到 高压缸效率的计算公式： ηgyg＝aΨ+b         (4)权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114239218 A 2式中ηgyg： 高压缸效率， ％； Ψ： 综合阀位， ％； a、 b为线性系数， 由现场试验拟合关系曲线 得到。 5.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述给 水泵有效功率计算方法如下： 首先计算得到给水泵出口压力， 主蒸汽压力改变之后， 利用给水管道压降， 以基准工况 给水泵出口压力加上工况改变后的给水压降得出变工况给水泵出口压力； 给水管道的压降 与给水流量近似呈正比关系， 计算公式如下： 式中下标1： 变工况， 下标0： 基准工况， Δp： 给水压降， MPa； Dgs： 给水流量， t/h； Kgs： 压降 系数， 通过 试验获取； 给水泵扬程计算公式如式(6)： 给水泵有效功率计算公式如式(7)： 给水泵效率计算公式如式(8)： 小汽轮机 输出功率计算公式如式(9)： 小汽轮机进汽量计算公式如式(10)： 泵组效率计算公式如式(1 1)： ηbz＝ ηxj·ηsb·ηlzq                       (11) 式(6)至式(11)中， H： 给水泵扬程， m； pjk、 pck： 给水泵进、 出口压力， MPa； ρ： 给水泵平均密 度， kg/m3； vjk、 vck： 给水泵进、 出口流速， m/s； g： 重力加速度， 取9.81m/s2； ΔZ： 给水泵进出口 高度差， m； Dgs： 给水流量， t/h； ηsb： 给水泵效率， ％； ηlzq： 联轴器效率， ％； ηxj： 小汽轮机效 率， ％； ηbz： 泵组效率， ％； Pe： 给水泵有效功率， kW； Pxj： 小汽轮机输出功率， kW； Δhsb： 给水泵 焓升， kJ/k Wh； Δhxj： 小汽轮机理想焓降， kJ/k Wh； Dxj： 小汽轮机进汽量， t/ h。 6.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述 新的抽气压力计算方法如下： 对于中间各级组， 在计算抽汽压力时， 参照 《ASME  PTC6‑2004汽轮机性能试验规程》 中 一类修正的处理方法， 通过计算抽汽口后的蒸汽流量， 再间接计算得到新的抽汽压力， 计算 公式如式(12)； 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114239218 A 3