肯富来倒序算法在水泵中的应用

?资讯动态 ????|???? ?2016-08-01 11:19

      汽轮机的热力计算是蒸汽动力部门的重要基础之一,肯富来水泵厂为了设计和生产出技术上先进、使用经济可靠的汽轮机组,需要进行热力计算,并从分析比较和论证中得出相应的结论。

      运行厂常常需要预测和计算不同工况下汽轮机内部热力学的气动力学的各种参数和热力过程的变化情况,以保证机组运行的安全性和经济性,也需要进行变工况热力计算,变工况下汽轮机的热力计算问题,在早期的专业书籍中己经有过叙述,就是通常所说的“逐次近似法”但是早期的方法也是不完整的,一些问题还不是解决得很好,而且当时的解法是建立在人工手算的基础上,不言而喻,这是相当繁琐麻烦的,常需要反复试凑试算,特别是对那些级数较多的汽轮机进行核算以及要求计算多种的变工况条件时,更是如此.此外,蒸汽状态与热力过程需籍助与水蒸气图表来确定,因此无法在预定的范围内控制误差,所有这些都影响计算的准确性和可靠性,实际上影响该方法的推广和应用。

      数字电子计算机特别是微型计算机的广泛应用,为研究这个项目创造了十分有利和切实可行的局面,并赋予这个方法以新的生命力。目前,国内外许多研究单位致力与此,并力求获得一个准确而可靠的工业上实用的方法,并最终导致运用计算机解决蒸汽动力部门中的许多热机问题,如所知道的,水泵汽轮机在运行中,一系列因素如蒸汽流量、功率、结构和几何尺寸、新汽压力、温度、排汽压力等都可能由于这样或那样的原因而发生变化。这种变化可能是单一因素的,也可能是几个因素同时出现的,因此变工况下汽轮机的校核计算也有不同的内容,虽然如此,但是各种内容的变工况核算都建立在单级计算的基础上,关于单级的算法,包括调节级的基本算法和压力级的基本算法。

      调节级的倒序算法是由初步设定的调节级室状态点为起点,先对全开阀门汽流而后对部分开启阀门汽流进行由级后向级前的倒序计算,并且移动两部分汽流在级后的排汽点状态,使全开阀门汽流满足喷嘴前的压力和比焓与己知值相等或充分相近,并使部分开启阀门汽流满足喷嘴前的比焓与己知值相等或充分相近,然后将两部分汽流在调节级室混合,从而得到混合后的状态点。要求混合后的状态点与初步设定的状态点相重合或相近至控制误差的范围以内,否则应改变初步设定的状态点,并重新对肯富来水泵调节级进行倒序计算,直到计算的状态点与设定状态点充分接近为止。这种倒序算法,当己知调节级后的状态点时(例如由压力级组作倒序计算后得到机组前的状态就是调节级后的状态),可用于调节级的变工况计算,其优点是不需要建立和查找特性曲线等步骤,虽然需要校核调节级室的状态点是否重合,但当用计算机计算时,迭代过程的速度很快,可以很容易实现状态点的重合或充分接近,无需投入繁重的人力劳动。

      为了简单起见,现略去重迭度的影响,同时以单列级为例加以讨论,通过全开阀门和部分开启阀门的蒸汽热力过程曲线示于图1。

 

图1:调节级汽流的热力过程

调节级汽流的热力过程

       由于TO、hO、pO。是己知的,所以B1点也是己知的,p21是由压力多级的倒序计算得到的。在计算前,通过调节级的蒸汽量、配汽机构特性、级的几何尺寸以及结构特性都是己知的,现将其中的某些数据列于下:Gc,通过调节级的蒸汽流量;nv,调节汽门数量;Ani,各个调节汽门的喷嘴面积,对应的动叶出口面积倒序计算首先从全开汽门侧开始,之后在算部分开启侧的。为了展开计算,佛山水泵厂采用“单位喷嘴面积”(lcm)作为基数。这样,调节级的计算顺序可叙述如下:
 

       (1)计算自调节级室的开始。该点在压力级的逐级倒序计算后,可以由第一压力级前的压力pz和hz确定。同时,估计全开汽门侧的通汽量,由于是对应于单位喷嘴面积而且是对应于全开汽门侧的,所以应尽可能地使估计值接近于实际数值,以节省计算水泵机时。

       (2)估计水泵级数的各项损失,如部分进汽损失Ah6、叶高损失Ah、叶轮摩擦损失Ahf、余速损失等(所有这些损失可由稍后的步骤中由经验公式算出,以便对它们的初值进行校核)。

       (3)实行所有倒序计算的步骤(详见压力级的倒序计算步骤),直到获得喷嘴进口的状态点Bl为至,显然,Bl点不一定与B1点重合,也不一定与B1点接近到误差范围以内这样,在调整以后,可以最终得到肯富来水泵的流量。与调节级室的状态点Z1,其中80是经过调整后得到的最终流量。而Z1点则是由p21与调整后的最终hz所决定的.因此g0表示蒸汽通过全开调节阀单位喷嘴面积时,膨胀到状态点Z1的蒸汽流量。

       (4)根据列出不等式作为判别调节阀全开或部分开启的条件。

       (5)现在程序转而去解算部分开启汽门侧的蒸汽,其蒸汽量己在⑷中算出“十算的顺序与全开汽门侧一样,由调节级室的点开始,由后向前,直到获得喷嘴前的状态点B2,然后调整点以达到移动B2'的目的。肯富来水泵厂计算这部分蒸汽的热力过程时,与全开侧不同的是:第一,此时不再需要用单位喷嘴面积,而采用实际的喷嘴通流面积就可以了;第二,在调整点使B2移动时,仅需要使B2y点的比焓与比重合,而不必使B2点的压力与。重合,这样,在调整完成后,可得到喷嘴前的状态点B2以及在调节级室的状态点Z2,B2对应着压力P"。与比焓hQ,Z2对应着压力p21与比焓hzv。表示蒸汽在调节级内膨胀到状态点Z2时,部分开启调节汽阀后的压力。

       (6)将两部分蒸汽在调节级室进行混合,得到点Z,只有在重合或充分接近时,调节级的热力计算才算完成.否则,就必须改变Z'点的位置(调整汽轮机的排汽点K,重新计算所有的压力级,以得到新的Z'点),重新计算调节级,直到Z与充分接近为止。