做和汽轮机本体分段式通用模块化建模与仿真

汽轮机本体分段式通用模块化建模与仿真

中图分类号：TK262∶TP391.9 文献标识码：A

文章编号：1001－2060（2000）03－Modeling and Simulation of a Steam Turbine Proper through the Use of a Sectionalized General-modularizationZhu Wei Jiang Zikang Cheng Fangzhen

（Department of Thermal Engineering, Qinghua University, Beijing, China, Post Code 100084）Described in this paper is the modeling of a steam turbine proper with the help of a sectionalized general-modularization. Furthermore, with a model C/13 steam turbine being selected as an example, simulation results are given of the steam turbine under various operating conditions and pertinent analys“环保特性也吉谷非常重视产品的es were also performed. Currently, the above-cited 要综合考量拉力实验机的本钱费用model has been successfully employed for an actual simulation object. Featuring a relatively high precision and versatility in engineering applications, it is suited for simulating steam turbines under various operating conditions.

Key words: steam turbine, simulation, general modularization, modeling1 引言 目前国内外的大机组仿真机均采用各种型号的小型或超小型计算机工作站以满足实时多任欧盟则制定了长时间计划务的要求，这对中、小型电厂来说价格偏贵。而随着微机性能的进一步提高以及络的普及，使得我们研制的仿真机可以在满足实时多任务的前提下，采用586微机加络的简单配置，从而大大降低了仿真机的成本。

从50 MW仿真机的实时性和精度要求出发，对C/13型汽轮机在自行开发的电站热力系统及流体络建模系统的集成环境下，建立各设备和子系统的模块化模型。在仿真机上进行大量的仿真实验，按电厂生产现场数据修正模型，使其更能体现仿真机的全范围特点。由于设备和系统较为复杂，本文将着重对C/13型汽轮机本体的建模进行较详细的论述。其仿真范围包括汽机本体及相关设备的有关参数；仿真程度主要针对主控室内操作和显示的内容进行仿真，顾及部分主要的就地操作，在各种工况、操作、扰动和事故的情况下，都能正确地反映系统各测点的参数，参数的数值和趋势与现场一致。2 模型的建立和求解2.1 建模

本文所要建立模型的汽机汽缸由前、中、后三部分PowerTest2.0必须备份软件安装路径下的l、w、e、实验方案.mdb文件及其BIN文件夹、DATA文件夹名称下的数据库文件用垂直法兰连接而成，机组共有五段抽汽和高、中压缸两个调节级(其示意简图见图1)。关于流量功率的计算，可以在计算出调节阀的流量后，逐级进行计算，这样就必须知道每一级的设计参数，虽然比较准确，但却复杂、耗时较多，而且模型的模块化功能不强，一旦汽机结构略有变化，模型就需重新建立和调试。采用按透平级进行分段，每一段为一个子模块(分为调节级和非调节级两种)，分别以这些子模块为对象进行建模和调试工作，最后将这些子模块连接起来，得到整个汽机本体的仿真模型(其建模简图见图2)。图1 C/13型汽机本体分段示意图图2 C/13型汽机本体分段式建模简图在模型的建立过程中，将遵循以下原则：

.模型内部采用集中参数进行计算；

.对汽机流量功率等快变过程采用静态模型处理；

.假设流体与环境间无能量交换。

2.1.1 调节级

调节级进汽流量方程： （1） （2） （3） （4)式中：D1—在变工况下的流量，kg/s；

D10—在设计工况下的流量，kg/s；

β1—流量修正系数；

rpoi—在变工况下出口和进口间的蒸汽压比；

rcr—临界压比；

P1—在变工况下的级进口蒸汽压力，Pa；

P2—在变工况下的级出口蒸汽压力，Pa；

P10—在设计工况下的级进口蒸汽压力，Pa；

T1—在变工