[发明专利]一种基于等离子点火技术的燃煤机组深度调峰能耗成本计算方法

权利要求书

1.一种基于等离子点火技术的燃煤机组深度调峰能耗成本计算方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一：应用Manson-Coffin公式和Larson-Miller公式分别计算由转子低周疲劳损耗和高温蠕变损耗引起的变负荷损耗成本；

步骤二：计算深度调峰助燃阶段的等离子点火成本；

步骤三：在机组低负荷运行煤耗成本的基础上，构造等离子点火燃煤机组深度调峰能耗成本函数。

2.根据权利要求1所述的等离子点火技术的燃煤机组深度调峰能耗成本计算方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤是：

机组变负荷使得机组转子轴系的热应力过大，过大的交变热应力作用会引起低周疲劳寿命损耗和蠕变损耗，可导致机组本体发生严重的变形和断裂，减少机组寿命；

S1：计算转子热应力；

首先进行转子热应力计算，一般采用有限元计算软件ANSYS对机组负荷为P时转子的温度场、应力场进行计算，得到转子热应力σ_th。由于热应力集中现象，转子不同部位所受热应力大小不同。叶轮根部的热应力较其他部位大得多，因此本专利按照调节级叶轮根部的最大热应力计算转子热应力为：

σ_eq＝K_thσ_th (1)

其中，K_th为热应力集中系数；

S2：计算转子总应变；

转子总应变计算公式为：

其中，μ为泊松比，E为工作温度下的弹性模量；

S3：应用Manson-Coffin公式，通过转子总应变幅确定转子致裂循环周次；

Manson-Coffin公式可描述总应变与转子致裂循环周次的关系，其函数关系为：

ε＝A[2N(P)]^b+B[2N(P)]^c (3)

其中，A和B为材料系数，b为材料的疲劳强度指数，c为材料的疲劳延性指数，N_t为转子致裂循环周次；

S4：计算机组低周疲劳寿命损耗率；

机组深度调峰降负荷至P时，其机组寿命损耗率可表示为：

d₁＝1/(2N_t(P)) (4)

S5：应用Larson-Miller公式计算转子蠕变时间；

Larson-Miller公式可描述转子运行温度和该温度下蠕变时间的关系，其函数关系为：

其中，T为运行温度，C,C₁,C₂,C₃,C₄为材料相关常数，t_ul为材料蠕变断裂时间；

S6：计算机组蠕变寿命损耗率；

蠕变寿命损耗率为：

d₂＝1/t_ul (6)

S7：计算机组变负荷损耗成本；

计算机组变负荷转子的地州疲劳寿命损耗和蠕变寿命损耗后，变负荷调峰下的机组损耗成本计算可采用如下公式：

w_cost(P)＝(d₁+d₂)×β×S_unit (7)

其中，β为火电厂实际运行损耗系数。不助燃深度调峰阶段为β₁，助燃深度调峰阶段为β₂，β₂β₁。S_unit为机组购机成本。