小汽轮机进汽调门流量特性测定方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明实施例涉及发电技术领域，尤其涉及一种小汽轮机进汽调门流量特性测定方法、装置、设备及介质。
背景技术
小汽轮机在启机冲转以及正常带负荷运行过程中，通过调节进汽调门的开度来改变进汽流量。通常将小汽轮机调门开度与进汽流量的对应关系称为进汽调门的流量特性。小汽轮机控制系统(Micro Electro-Hydraulic Control System，MEH)根据发电机组对给水流量、给水压力、小汽轮机转速等参数的要求，自动调整总流量指令(总阀位指令)，并通过调门流量特性管理函数确定进汽调门开度。合理的调门流量特性管理函数应能够保证对进汽流量的精准控制，以满足对小汽轮机出力的要求。如果管理函数与实际的流量特性不相符，会出现进汽调门反复开关、小汽轮机转速波动、给水流量调节失控等问题。
目前小汽轮机进汽调门流量特性通常是通过试验的方式确定，试验方法一般借鉴主汽轮机高压调门流量特性的试验方法，但是小汽轮机在试验过程中存在限制条件，如缺少调门后压力测点和调节级压力测点，以及小汽轮机一般只有一个进汽调门，在正常的运行阶段无法完成调门从全关至全开的试验过程等，因此，无法获得完整准确的进汽调门流量特性。
发明内容
本发明实施例提供一种小汽轮机进汽调门流量特性测定方法、装置、设备及介质，以获得完整准确的进汽调门流量特性。
第一方面，本发明实施例提供了一种小汽轮机进汽调门流量特性测定方法，该方法包括：
按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据所述进汽调门开度指令调整开度；
获取所述进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数；
根据所述给水泵参数和所述小汽轮机参数，基于热力学方法确定所述进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量；
根据所述进汽调门的开度与所述进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
第二方面，本发明实施例还提供了一种小汽轮机进汽调门流量特性测定装置，该装置包括：
开度指令输出模块，用于按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据所述进汽调门开度指令调整开度；
参数获取模块，用于获取所述进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数；
进汽流量确定模块，用于根据所述给水泵参数和所述小汽轮机参数，基于热力学方法确定所述进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量；
特性确定模块，用于根据所述进汽调门的开度与所述进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法。
本发明实施例提供了一种小汽轮机进汽调门流量特性测定方法，通过采集进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数，并直接根据该给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量，继而确定了小汽轮机的进汽调门流量特性，实现了基于小汽轮机和给水泵的现有监视测点确定完整准确的小汽轮机进汽调门流量特性，从而依赖该进汽调门流量特性有效的提高了进汽流量的控制精度，改善调门自动控制的水平，并显著降低调门晃动以及转速波动等问题。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法的流程图。本实施例可适用于基于小汽轮机和给水泵的现有监视测点确定小汽轮机的进汽调门流量特性的情况，该方法可以由本发明实施例提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中。如图1所示，具体包括如下步骤：
S11、按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度。
其中，进汽调门开度指令即用于控制进汽调门调整开度的指令，可以包括指定的进汽调门开度或者需要再增加的进汽调门开度等，通过调整进汽调门的开度，可以实现控制向小汽轮机进汽的不同流量。具体的，可以将进汽调门开度指令发送到进汽调门的控制器，以控制进汽调门根据该进汽调门开度指令调整开度。在本实施例中，目标为测定小汽轮机的进汽调门流量特性，因此，分别设定不同的进汽调门开度，以获得不同进汽调门开度对应的小汽轮机不同的进汽流量。为了便于进汽调门开度指令的输出，可以设定其按照预设周期进行输出，同时，为了便于实际操作，可以借助小汽轮机的启机冲转过程，并通过不断增加进汽调门开度，逐步提高小汽轮机的转速。在试验期间，实时监视各轴承轴瓦振动、轴瓦温度、轴承回油温度、进汽压力以及进汽温度等，以及在试验之前，关闭小汽轮机的进汽调门，待稳定在盘车转速时开始升速，以确保各部分能够正常运行。另外，在试验过程中，由于小汽轮机的进汽汽源一般为辅助蒸汽，可以将小汽轮机的进汽压力设定为0.3倍的额定进汽压力，以提高试验过程的安全性，并可以使得小汽轮机的调门可以在较低的进汽压力下较快的达到全开，其中，额定进汽压力为小汽轮机的额定进汽压力，可以通过小汽轮机的说明书确定。
可选的，按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度，包括：按照预设周期，若进汽调门的开度小于45％，则每次输出进汽调门开度指令以控制进汽调门开启第一比例；按照预设周期，若进汽调门的开度大于等于45％，则每次输出进汽调门开度指令以控制进汽调门开启第二比例。
具体的，可以根据历史的进汽调门开度指令确定当前进汽调门应该处于的开度，也可以采集进汽调门反馈的实际开度来确定当前进汽调门应该处于的开度。若当前进汽调门的开度小于45％，如上，则输出的进汽调门开度指令可以是控制进汽调门增加开启第一比例的开度，或者可以是控制进汽调门开启到增加第一比例以后的开度值。若当前进汽调门的开度大于等于45％，则输出的进汽调门开度指令可以是控制进汽调门增加开启第二比例的开度，或者可以是控制进汽调门开启到增加第二比例以后的开度值，直到小汽轮机进汽调门的开度达到100％，其中，第一比例可以为2％-4％，优选的，第一比例为3％，第二比例可以为4％-6％，优选的，第二比例为5％。通过阶梯式开启进汽调门的方式，可以在保证试验精度的同时，加快试验速度，并减少蒸汽的消耗。其中，可选的，预设周期为4-6分钟，优选的，预设周期为5分钟，以保证每次调整进汽调门的开度时小汽轮机的转速和进汽压力等参数已达到稳定，从而提高采集各种参数的准确性。试验过程中应避开小汽轮机的非停顿期，在小汽轮机进汽调门的开度达到100％之后，逐步关闭进汽调门，以降低小汽轮机的转速，直至达到盘车转速。
S12、获取进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数。
其中，给水泵参数和小汽轮机参数可以是在小汽轮机及给水系统现有的监视测点所采集到的参数。可选的，给水泵参数包括：给水泵进水温度、给水泵进水压力、给水泵出水温度、给水泵出水压力以及给水泵进水质量流量；小汽轮机参数包括辅汽至小汽轮机供汽压力、辅汽至小汽轮机供汽温度、小汽轮机排汽压力、小汽轮机阀位指令、进汽调门开度指令、进汽调门开度反馈以及小汽轮机转速。
具体的，在试验过程中，可以根据试验系统的测点清单在现场加装压力传感器、温度传感器以及差压变送器等，以分别实现采集压力、温度及质量流量等参数。在设备安装完成后，可选的，获取进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数，包括：通过分散式数据采集器按照预设采集周期采集进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数。其中，分散式数据采集器(Isolated Measurement Pod，IMP)主要用于工业现场的各种压力、温度、流量和应变等慢变化模拟量信号的连续监测以及各种数字量信号的输入输出，由于其具有测量精度高、对使用环境要求低、现场安装及维护方便等一系列优点，是工业现场应用微机进行监测控制的一种理想的测量前端。在本实施例中，可以设置预设采集周期，即IMP的数据扫描周期为1s，以便记录各个监视测点的测量参数从变化到稳定的过程。
S13、根据给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量。
可选的，根据给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量，包括：根据给水泵参数确定给水泵进水焓值和给水泵出水焓值；根据小汽轮机参数确定小汽轮机进汽焓值和小汽轮机排汽等熵焓值；根据给水泵进水焓值、给水泵出水焓值、小汽轮机进汽焓值、小汽轮机排汽等熵焓值以及给水泵进水质量流量，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量。
具体的，给水泵进水焓值和给水泵出水焓值可以根据给水泵参数，通过查询《水和蒸汽的性质》(水和蒸汽的性质国际协会，IAPWS-IF97)来确定，小汽轮机进汽焓值和小汽轮机排汽等熵焓值可以根据小汽轮机参数，通过查询《水和蒸汽的性质》(水和蒸汽的性质国际协会，IAPWS-IF97)来确定。然后可以首先基于热力学方法确定给水泵的轴功率，具体可以根据如下公式来确定：
其中，P为给水泵轴功率，qm为给水泵进水质量流量，h2为给水泵出水焓值，h1为给水泵进水焓值，ηm为给水泵和小汽轮机的传动效率，可以通过查询给水泵和小汽轮机的说明书确定。再根据计算得到的给水泵轴功率基于热力学方法进一步确定小汽轮机的进汽流量，具体可以根据如下公式来确定：
其中，qm,t为小汽轮机的进汽流量，ηt为小汽轮机效率，可以通过查询小汽轮机特性曲线或进行小汽轮机性能试验确定，h1,t为小汽轮机进汽焓值，h2,ts为小汽轮机排汽等熵焓值。在试验过程中，可以在每次输出进汽调门开度指令以调整进汽调门的开度，并待IMP采集的参数稳定之后，根据上述公式计算一次小汽轮机的进汽流量，从而逐步获得进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量。
S14、根据进汽调门的开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
在获得了进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量之后，即获得了部分进汽调门可能的开度与进汽流量的对应关系，然后可以根据该对应关系绘制进汽调门流量特性曲线，即可得到小汽轮机的进汽调门流量特性。
在上述技术方案的基础上，可选的，在按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度之后，还包括：获取与每个进汽调门开度指令对应的进汽调门的实际开度；相应的，根据进汽调门的开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性，包括：根据进汽调门的实际开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
具体的，进汽调门可以反馈其当前实际开度，即在每次输出进汽调门开度指令以调整进汽调门的开度之后，可以接收进汽调门的反馈以确定进汽调门的实际开度。然后即可通过与每个进汽调门开度指令对应的实际开度以及对应的小汽轮机的进汽流量确定小汽轮机的进汽调门流量特性，从而使得该进汽调门流量特性可以更加准确，更接近实际情况。
本发明实施例所提供的技术方案，通过采集进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数，并直接根据该给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量，继而确定了小汽轮机的进汽调门流量特性，实现了基于小汽轮机和给水泵的现有监视测点确定完整准确的小汽轮机进汽调门流量特性，从而依赖该进汽调门流量特性有效的提高了进汽流量的控制精度，改善调门自动控制的水平，并显著降低调门晃动以及转速波动等问题。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定装置的结构示意图，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中。如图2所示，该装置包括：
开度指令输出模块21，用于按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度；
参数获取模块22，用于获取进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数；
进汽流量确定模块23，用于根据给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量；
特性确定模块24，用于根据进汽调门的开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
本发明实施例所提供的技术方案，通过采集进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数，并直接根据该给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量，继而确定了小汽轮机的进汽调门流量特性，实现了基于小汽轮机和给水泵的现有监视测点确定完整准确的小汽轮机进汽调门流量特性，从而依赖该进汽调门流量特性有效的提高了进汽流量的控制精度，改善调门自动控制的水平，并显著降低调门晃动以及转速波动等问题。
在上述技术方案的基础上，可选的，开度指令输出模块21，包括：
第一输出单元，用于按照预设周期，若进汽调门的开度小于45％，则每次输出进汽调门开度指令以控制进汽调门开启第一比例；
第二输出单元，用于按照预设周期，若进汽调门的开度大于等于45％，则每次输出进汽调门开度指令以控制进汽调门开启第二比例。
在上述技术方案的基础上，可选的，预设周期为4-6分钟。
在上述技术方案的基础上，可选的，该小汽轮机进汽调门流量特性测定装置，还包括：
实际开度获取模块，用于在按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度之后，获取与每个进汽调门开度指令对应的进汽调门的实际开度；
相应的，特性确定模块24，包括：
特性确定单元，用于根据进汽调门的实际开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
在上述技术方案的基础上，可选的，给水泵参数包括：给水泵进水温度、给水泵进水压力、给水泵出水温度、给水泵出水压力以及给水泵进水质量流量；小汽轮机参数包括辅汽至小汽轮机供汽压力、辅汽至小汽轮机供汽温度、小汽轮机排汽压力、小汽轮机阀位指令、进汽调门开度指令、进汽调门开度反馈以及小汽轮机转速。
在上述技术方案的基础上，可选的，进汽流量确定模块23，包括：
给水泵焓值确定单元，用于根据给水泵参数确定给水泵进水焓值和给水泵出水焓值；
小汽轮机焓值确定单元，用于根据小汽轮机参数确定小汽轮机进汽焓值和小汽轮机排汽等熵焓值；
进汽流量确定单元，用于根据给水泵进水焓值、给水泵出水焓值、小汽轮机进汽焓值、小汽轮机排汽等熵焓值以及给水泵进水质量流量，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量。
在上述技术方案的基础上，可选的，参数获取模块22，包括：
参数获取单元，用于通过分散式数据采集器按照预设采集周期采集进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数。
本发明实施例所提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定装置可执行本发明任意实施例所提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，在上述小汽轮机进汽调门流量特性测定装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备的框图。图3显示的计算机设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图3所示，该计算机设备包括处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34；计算机设备中处理器31的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器31为例，计算机设备中的处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器32作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法对应的程序指令/模块(例如，小汽轮机进汽调门流量特性测定装置中的开度指令输出模块21、参数获取模块22、进汽流量确定模块23及特性确定模块24)。处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法。
存储器32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；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器32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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器32可进一步包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置33可用于获取进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数以及产生与计算机设备的用户设置和功能控制有关的键信号输入等。输出装置34可包括显示屏等设备，可用于向用户展示所确定的小汽轮机的进汽调门流量特性等。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种小汽轮机进汽调门流量特性测定方法，该方法包括：
按照预设周期输出进汽调门开度指令，以控制进汽调门根据进汽调门开度指令调整开度；
获取进汽调门在每个开度下对应的给水泵参数和小汽轮机参数；
根据给水泵参数和小汽轮机参数，基于热力学方法确定进汽调门在每个开度下对应的小汽轮机的进汽流量；
根据进汽调门的开度与进汽流量的对应关系确定小汽轮机的进汽调门流量特性。
存储介质可以是任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的小汽轮机进汽调门流量特性测定方法中的相关操作。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
