一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法与流程

本发明属于燃气轮机气路故障诊断，具体涉及一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法。

背景技术：

1、燃气轮机压气机叶片表面积垢会改变叶片的气动性能，导致压气机的流量、压比和效率都下降。为了最大程度地降低压气机叶片积垢对燃气轮机机组性能的影响，通常采用离线水洗的措施来消除积垢，以恢复出力和效率。传统的压气机水洗判断准则是，在燃气轮机额定负荷下的压气机压比下降4％、效率下降5％时，执行压气机离线水洗。

2、然而进气温度对压气机性能有较大的影响，采用传统的压气机水洗判断准则会造成压气机水洗过于频繁或不够及时。此外，采用传统的压气机水洗判断准则，只能实时判断当前时刻压气机是否需要执行水洗，难以实现对压气机水洗周期的准确预测，为运行维护人员按照生产计划安排压气机离线水洗带来了不便，使压气机水洗的经济性难以保证。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的目的在于提出一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法，用于准确模拟由于积垢引起的压气机压比退化轨迹，并预测压比退化系数达到预设报警值的时间。

3、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法，包括：

4、获取实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压气机的耗功、压比；

5、根据所述耗功、所述压比计算压比退化系数；

6、基于压气机压比退化规律，构建boltzmann型压气机压比退化轨迹模型；

7、根据所述boltzmann型压气机压比退化轨迹模型以及所述压气机的历史运行数据获得压气机压比退化系数的峰值；根据所述峰值设置报警值，计算所述压比退化系数达到所述报警值的时间。

8、另外，根据本发明上述实施例的一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法还可以具有以下附加的技术特征：

9、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压气机的耗功、压比，包括：

10、获取叶片清洁状态下的压气机在标准状况下的总耗功，其中所述总耗功根据以下公式计算：

11、wtot＝cp(t2-t1)，

12、其中，cp为空气的定压比热容；t1、t2分别为压气机进口总温度、排气总温度；

13、计算实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压比：

14、

15、其中，wtot表示压气机总耗功；为清洁状态、标准进气状况下压气机的压比；εclean(wtot,t)分别为实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压比，fε(t)为压比修正函数，表示为：fε(t)＝a0+a1·t+a2·t2，a0、a1、a2为常数，t为当前时刻压气机进气温度。

16、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述压比退化系数，表示为：

17、

18、其中，εreal(wtot,t)为当前时刻的压气机压比，wtot为当前时刻的燃机压气机的总耗功，t为当前时刻压气机的进气温度。

19、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述boltzmann型压气机压比退化轨迹模型，表示为：

20、

21、其中，t为当前时刻的离线水洗后运行时间，b1、b2、b3、b4为常数。

22、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述峰值设置报警值，计算所述压比退化系数达到所述报警值的时间，包括：

23、设定一个报警值，预测压气机压比退化系数达到该预设报警值的时间为：

24、

25、将当前预测的报警时间与当前的运行时间进行比较，获得剩余预警时间：

26、tforewarnning＝twarnning-t，

27、当所述剩余预警时间小于所述报警值时，发出压气机水洗报警。

28、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述峰值，表示为：

29、(ψε)max＝b1+b4，

30、其中，b1、b4为常数。

31、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种燃气轮机压气机水洗周期预测装置，包括以下模块：

32、获取模块，用于获取实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压气机的耗功、压比；

33、计算模块，用于根据所述耗功、所述压比计算压比退化系数；

34、构建模块，用于基于压气机压比退化规律，构建boltzmann型压气机压比退化轨迹模型；

35、预测模块，用于根据所述boltzmann型压气机压比退化轨迹模型以及所述压气机的历史运行数据获得压气机压比退化系数的峰值；根据所述峰值设置报警值，计算所述压比退化系数达到所述报警值的时间。

36、为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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，实现如上所述的一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法。

37、为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法。

38、本发明实施例提出的燃气轮机压气机水洗周期预测方法，采用压比退化系数来评估压气机积垢程度，并根据压气机叶片积垢程度以及压气机压比退化系数随运行时间的变化规律，提出压气机压比退化轨迹模型，实现对由于叶片积垢引起的压气机压比退化轨迹的准确模拟，基于该退化轨迹模型，预测压比退化系数达到预设报警值的时间，在发生严重的叶片积垢前发出压气机水洗报警，为燃气轮机压气机执行水洗措施提供准确参考。

技术特征：

1.一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压气机的耗功、压比，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压比退化系数，表示为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述boltzmann型压气机压比退化轨迹模型，表示为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述峰值设置报警值，计算所述压比退化系数达到所述报警值的时间，包括：

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述峰值，表示为：

7.一种燃气轮机压气机水洗周期预测装置，其特征在于，包括以下模块：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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，实现如权利要求1-7中任一所述的燃气轮机压气机水洗周期预测方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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1-7任意一项所述的燃气轮机压气机水洗周期预测方法。

技术总结本发明提出一种燃气轮机压气机水洗周期预测方法，包括，获取实际进气温度下压气机叶片处于清洁状态时的压气机的耗功、压比；根据耗功、压比计算压比退化系数；基于压气机压比退化规律，构建Boltzmann型压气机压比退化轨迹模型；根据Boltzmann型压气机压比退化轨迹模型以及压气机的历史运行数据获得压气机压比退化系数的峰值；根据峰值设置报警值，计算压比退化系数达到报警值的时间。本发明提出的方法，为确定燃气轮机压气机执行水洗措施的周期提供了参考。技术研发人员：肖俊峰,李园园,高松,武耀族,伍赫,张浩浩,何伟,于飞龙,段静瑶,胡孟起,王一丰,夏林,连小龙受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26