压缩机模型的特性数据确定方法、装置、介质及设备与流程

本发明涉及压缩机建模，特别涉及一种压缩机模型的特性数据确定方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、压缩机作为一种复杂的动力装备，广泛应用于冶金工业、石油化学工业、动力工业等行业，作为重要设备，压缩机的设计及生产是至关重要的。压缩机的全生命周期运行状态包括稳定运行状态和动态运行状态。压缩机大部分时间是处于稳定运行状态的，其余运行状态是动态运行。随着工艺的发展，客户需求的提高，压缩机生产商开始关注压缩机动态运行时的设计。通常压缩机在设计阶段需要建立压缩机模型，通过压缩机模型来模拟压缩机的各种运行状态，根据运行状态中的数据调整压缩机的设计参数，因此，压缩机模型的建立是压缩机设计的重要环节。

2、压缩机在动态运行状态时，很多参数是变化的。例如，压缩机在停车后，由于受到环境及机组余热的影响机组压力处于较高水平(一般为5～10个大气压)，在高压状态下直接启动压缩机即为带压启动过程。对于带压启动过程，压缩机需要先通过防喘回路自循环一段时间后再切入工艺系统，整个过程中各级压缩机的入口温度、入口压力随着时间的变化产生明显变化，导致各级压缩机的特性参数也随之发生显著变化，例如，马赫数、入口处工质的等熵指数、压缩机压比和效率等。由于特性参数随着入口温度、入口压力的变化发生显著变化，压缩机模型在建立时需要计算这些特性参数，通过这些特性参数来判断压缩机的性能。

3、由于动态状态时的特性参数是随着时间变化的，因此压缩机建模时需要计算每个时间点对应的特性参数，特性参数计算的工作量特别大。通常压缩机建模时的动态状态下的特性参数通过初步计算得到一个参考特性参数，然后对这个参考特性参数需要进行修正，常用的修正方法有：比容比修正方法、经验公式修正方法、多项式修正。比容比修正方法通过迭代计算确定修正系数，根据修正系数对初步得到的特性参数进行修正，由于修正系数是经过多次迭代计算得到的，每个时间点对应的修正系数都需要进行多次迭代计算，会直接影响压缩机的动态仿真速度。多项式修正和经验公式修正方法因需要大量实际数据建立修正模型，通过修正模型来对初步得到的特性参数进行修正，修正模型的建立显著地增大了建模工作量。

4、综上，现有的压缩机建模时动态状态下的特性参数确定方法的工作量比较大，影响压缩机模型的建立速度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种压缩机模型的特性数据确定方法、装置、介质及设备，主要目的在于解决现有的压缩机建模时动态状态下的特性参数确定方法的工作量比较大，影响压缩机模型的建立速度的问题。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种压缩机模型的特性数据确定方法，该方法包括：

3、基于压缩机的特性数据和相关参数的计算方法，得到特性数据和相关参数的关系，根据设计需求，创建压缩机结构模型，其中，所述压缩机结构模型用于进行目标压缩机的动态状态仿真，所述相关参数为压缩机入口压缩因子和压缩机入口温度乘积的倒数；

4、基于所述目标压缩机的入口压缩因子范围和入口温度范围，得到所述目标压缩机的相关参数范围，基于所述相关参数范围确定多个工况参考点，根据设计需求和工质物性数据表，获取每个所述工况参考点对应的相关参数和参考特性数据；

5、获取所述压缩机结构模型进行动态状态仿真时，每个实际工况点对应的实时入口状态参数，基于所述实时入口状态参数，得到每个实际工况点对应的实时相关参数；

6、基于每个所述工况参考点对应的相关参数和实际工况点对应的实时相关参数，在多个工况参考点中，确定与每个实际工况点对应的工况相关点；

7、基于所述特性数据和相关参数的关系、所述工况相关点对应的相关参数、参考特性数据和实际工况点对应的实时相关参数，得到实际工况点对应的特性数据。

8、可选地，所述基于所述目标压缩机的入口压缩因子范围和入口温度范围，得到所述目标压缩机的相关参数范围，基于所述相关参数范围确定多个工况参考点，根据设计需求和工质物性数据表，获取每个所述工况参考点对应的相关参数和参考特性数据，包括：

9、根据设计需求，获取所述目标压缩机的入口预设参数、入口温度范围、入口压力范围、转速范围和流量范围；

10、基于所述入口压力范围、入口温度范围与工质物性数据表，得到压缩机入口压缩因子范围；

11、基于所述压缩机的入口压缩因子范围与所述入口温度范围，计算得到所述目标压缩机的相关参数范围；

12、在所述相关参数范围内进行相关参数的平均分布，得到多个工况参考点及每个工况参考点对应的相关参数；

13、根据所述目标压缩机的入口预设参数、转速范围和流量范围，计算每个工况参考点对应的参考特性数据。

14、可选地，所述实时入口状态参数包括实时入口温度和实时入口压力，所述基于所述实时入口状态参数，得到每个实际工况点对应的实时相关参数，包括：

15、基于每个实际工况点对应的实时入口压力、实时入口温度和工质物性数据表，得到实时入口压缩因子；

16、基于所述实时入口压缩因子与所述实时入口温度，计算得到每个实际工况点对应的实时相关参数。

17、可选地，所述基于每个所述工况参考点对应的相关参数和实际工况点对应的实时相关参数，在多个工况参考点中，确定与每个实际工况点对应的工况相关点，包括：

18、将所述实际工况点对应的实时相关参数与每个所述工况参考点对应的相关参数进行比较；

19、当所述实际工况点对应的实时相关参数介于相邻两个工况参考点对应的相关参数之间时，所述相邻两个工况参考点为所述实际工况点对应的工况相关点。

20、可选地，所述基于所述特性数据和相关参数的关系、所述工况相关点对应的相关参数、参考特性数据和实际工况点对应的实时相关参数，得到实际工况点对应的特性数据，包括：

21、基于所述特性数据和相关参数的关系、所述工况相关点对应的相关参数、参考特性数据和实际工况点对应的实时相关参数，进行线性插值，得到实际工况点对应的特性数据。

22、可选地，所述特性数据包括压缩机压比和效率，采用下述线性插值方法得到实际工况点对应的压缩机压比：

23、

24、采用下述线性插值方法得到实际工况点对应的效率：

25、

26、其中，pract为实际工况点对应的压缩机压比，pra为第一工况相关点对应的压缩机压比，pr0为第二工况相关点对应的压缩机压比，(1/zact1ac)act为实际工况点对应的实际相关参数，(1/zat1a)a为第一工况相关点对应的相关参数，(1/z0t10)0为第二工况相关点对应的相关参数，ηact为实际工况点对应的效率，ηa为第一工况相关点对应的效率，η0为第二工况相关点对应的效率，zac为实时入口压缩因子，t1ac为实时入口温度，z0为第二工况相关点对应的入口压缩因子，t10为第二工况相关点对应的入口温度，za为第一工况相关点对应的入口压缩因子，t1a为第一工况相关点对应的入口温度。

27、根据本技术的另一个方面，提供了一种压缩机模型的特性数据确定装置，包括：

28、结构模型创建模块，用于基于压缩机的特性数据和相关参数的计算方法，得到特性数据和相关参数的关系，压缩机的特性数据和相关参数的计算方法，得到特性数据和相关参数的关系，根据设计需求，创建压缩机结构模型，其中，所述压缩机模型结构用于进行目标压缩机的动态状态仿真，所述相关参数为压缩机入口压缩因子和压缩机入口温度乘积的倒数；

29、工况参考点确定模块，用于基于所述目标压缩机的入口压缩因子范围和入口温度范围，得到所述目标压缩机的相关参数范围，基于所述相关参数范围确定多个工况参考点，根据设计需求和工质物性数据表，获取每个所述工况参考点对应的相关参数和参考特性数据；

30、实时相关参数获取模块，用于获取所述压缩机结构模型进行动态状态仿真时，每个实际工况点对应的实时入口状态参数，基于所述实时入口状态参数，得到每个实际工况点对应的实时相关参数；

31、工况相关点确定模块，用于基于每个所述工况参考点对应的相关参数和实际工况点对应的实时相关参数，在多个工况参考点中，确定与每个实际工况点对应的工况相关点；

32、实时特性数据获取模块，用于基于所述特性数据和相关参数的关系、所述工况相关点对应的相关参数、参考特性数据和实际工况点对应的实时相关参数，得到实际工况点对应的特性数据。

33、可选地，所述工况参考点确定模块还用于：

34、根据设计需求，获取所述目标压缩机的入口预设参数、入口温度范围、入口压力范围、转速范围和流量范围；

35、基于所述入口压力范围、入口温度范围与工质物性数据表，得到压缩机入口压缩因子范围；

36、基于所述压缩机的入口压缩因子范围与所述入口温度范围，计算得到所述目标压缩机的相关参数范围；

37、在所述相关参数范围内进行相关参数的平均分布，得到多个工况参考点及每个工况参考点对应的相关参数；

38、根据所述目标压缩机的入口预设参数、转速范围和流量范围，计算每个工况参考点对应的参考特性数据。

39、可选地，所述实时相关参数获取模块还用于：

40、基于每个实际工况点对应的实时入口压力、实时入口温度和工质物性数据表，得到实时入口压缩因子；

41、基于所述实时入口压缩因子与所述实时入口温度，计算得到每个实际工况点对应的实时相关参数。

42、可选地，所述工况相关点确定模块还用于：

43、将所述实际工况点对应的实时相关参数与每个所述工况参考点对应的相关参数进行比较；

44、当所述实际工况点对应的实时相关参数介于相邻两个工况参考点对应的相关参数之间时，所述相邻两个工况参考点为所述实际工况点对应的工况相关点。

45、可选地，所述实时特性数据获取模块还用于：

46、基于所述特性数据和相关参数的关系、所述工况相关点对应的相关参数、参考特性数据和实际工况点对应的实时相关参数，进行线性插值，得到实际工况点对应的特性数据。

47、可选地，所述特性数据包括压缩机压比和效率，采用下述线性插值方法得到实际工况点对应的压缩机压比：

48、

49、采用下述线性插值方法得到实际工况点对应的效率：

50、

51、其中，pract为实际工况点对应的压缩机压比，pra为第一工况相关点对应的压缩机压比，pr0为第二工况相关点对应的压缩机压比，(1/zact1ac)act为实际工况点对应的实际相关参数，(1/zat1a)a为第一工况相关点对应的相关参数，(1/z0t10)0为第二工况相关点对应的相关参数，ηact为实际工况点对应的效率，ηa为第一工况相关点对应的效率，η0为第二工况相关点对应的效率，zac为实时入口压缩因子，t1ac为实时入口温度，z0为第二工况相关点对应的入口压缩因子，t10为第二工况相关点对应的入口温度，za为第一工况相关点对应的入口压缩因子，t1a为第一工况相关点对应的入口温度。

52、根据本技术的另一个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述压缩机模型的特性数据确定方法对应的操作。

53、根据本技术的另一个方面，提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

54、所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述压缩机模型的特性数据确定方法对应的操作。

55、借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

56、本技术提供的一种压缩机模型的特性数据确定方法、装置、设备及介质，根据压缩机的特性数据计算方式和相关参数的计算方式的转换，得到特性数据和相关参数的关系，根据目标压缩机的入口参数预设范围，计算目标压缩机的相关参数范围，根据相关参数范围确定多个工况参考点，获取每个工况参考点对应的相关参数和参考特性数据，压缩机结构模型进行动态状态仿真时，获取每个实际工况点对应的实时入口状态参数，计算每个实际工况点对应的实时相关参数，在多个工况参考点中，确定与每个实际工况点对应的工况相关点，获取工况相关点的相关参数和参考特性数据，基于特性数据与相关参数的关系、相关参数工况相关点对应的相关参数、参考特性数据、实际工况点对应的实时相关参数得到实际工况点对应的特性数据，计算量少且数据准确度高，通过少量的计算即可获得准确的特性数据，大大地提高了压缩机建模速度和数据的准确性。

57、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。