基于MATLAB的汽轮机调节级变工况特性快速计算

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1、2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVol_39No．3(Ser．No．214)基于MATLAB的汽轮机调节级变工况特性快速计算QuickCalculationoftheWorkingConditionCharacteristicsfortheTurbineGoverning—stagebasedonMATLAB年越(华北电力大学，北京102206)摘要：汽轮机调节级的变工况计算是汽轮机热力核算中的常见问题之一。在对调节级特性数据计算的基础上，应用MATLAB软件绘制调节级的通用特性曲线，

2、并拟合特性曲线方程，为汽轮机机组变工况提供一种计算方法。关键词：汽轮机；调节级；变工况；特性曲线Abstract：Thecalculationofoff-designedsteamturbinegoverningstageisoneofthecommonquestionsofthethermaldynamiccalculationforsteamturbine．Inthispaper，authordrawsthecharacteristiccurveonthebasisofcalculatingthedataofvariableoperationcondi

3、tions，andthenfitthecurveequationbyusingMATLABSoftware．Itprovidesanavailablequickmethodforsteamturbinegoverningstagecalculation．Keywords：turbine；governingstage；variableoperationconditions；characteristiccurve中图分类号：TK212文献标志码：A文章编号：1009—5306(2011)03—0019-03汽轮机调节级变工况核算工作较为复杂，由于线相同。在变工

4、况条件下，通过汽轮机的蒸汽参数和流量均C．调节气门全开，考虑进气损失，阀门后的压力发生变化，且调节级参加工作的调节气门数目与开(喷嘴进口前压力)P一0．95p。，P。为新蒸汽压力。度不一定相同，因而调节级通道面积可随上述参数d．喷嘴压比e在0．45～0．95的范围内变化，的改变而改变，在一定程度上加大了核算工作的难设定一系列满足条件的喷嘴压比，即可得到相应的度，在汽轮机厂家不提供调节级特性曲线情况下，要喷嘴出口压力P。根据调节级的原始资料，计算出特性数据，绘制特性e．忽略叶顶漏气，可认为流经喷嘴流量G与动曲线，进行调节级变工况计算。叶的流量G相等，即G一G

5、。MATLAB软件具有友好的工作平台和编程环f．喷嘴进口蒸气速度很小，可忽略不计。境、简单易用的编程语言、强大的科学计算数据处理1．2变工况特性参数核算能力以及出色的图形处理功能，实用性强[1]。借助调节级变工况热力核算，从核算的次序来分，有MATLAB软件计算变工况条件下调节级的特性参顺序核算和倒序核算2种基本方法，此外还有将顺数，可调用plot函数绘制出散点图，并调用polyfit序和倒序结合起来的混合算法。3种方法都建立在函数拟合出相应的调节级特性曲线方程。喷嘴和动叶出口截面连续方程和单级工作原理的基础上[2]。顺序核算比较直观、简捷，计算用时较少，

6、但1调节级变工况的核算方法不适用于计算临界工况和部分开启调节气门时的情况。倒序核算适用于各种工况，但由于需要反复假定1．1几点假设与验算，因而工作量较大，计算时间明显长于顺序核a．将工质视作理想气体，可避免查水蒸气焓熵算。采用将顺序和倒序结合起来的混合算法，既简化图带来的误差与不便，方便在计算机上计算，且有较了计算过程、缩短了计算时间，又保证了迭代计算的好的准确性。收敛性和快速性。现对全开调节气门后的喷嘴和动b．调节级是压力级，为渐缩喷嘴，各组喷嘴型叶计算过程及主要计算公式分析如下。收稿日期：2011—04—15作者简介：年越(1990一)，女，华北电力大

7、学本科生，所学专业为热能与动力工程。·19·2011年6月吉林电力Jun．201l第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVo1．39No．3(Ser．No．214)a．根据主蒸汽门前参数，扣除进气损失后得喷嘴进口前压力P喷嘴进口前体积比V。。b．全开汽门后喷嘴出口面积A已知，可求得喷嘴临界流量G：G一0．648A√／。(1)C．喷嘴压比￡在0．45～O．95范围内，比较均匀地设定一系列￡，则可求得喷嘴出口压力P：P1一eP(2)d．由椭圆方程可求喷嘴彭台门系数：√l一(餮)(3)图1调节级特性计算框图式中：e为喷嘴临界压比，对于

8、过热蒸汽有e一机，当节流到10MPa时，因温度下降引起的理想比0．