[发明专利]涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本申请提供了一种涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。通过本申请的方式，能够减少计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。

技术领域

本申请涉及涡轮叶片技术领域，尤其是涉及一种涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着工业的发展，燃气轮机也应用到了各种各样的领域，但在燃气轮机启停过程中，燃气轮机中的涡轮叶片受到的载荷会缩短涡轮叶片的使用寿命，并降低叶片使用的可靠性。只有准确地预测叶片的热机械疲劳寿命，才可以确定叶片的安全期限，保证叶片使用的可靠性。

现有技术中确定涡轮叶片的寿命采用数值模拟计算的方法，需要分别模拟燃机三大部件，即压气机、燃烧器、涡轮的瞬态工作过程以获得这三个部件的流动和传热的详细信息，再通过大量的计算将这些信息转换为叶片瞬态温度场和叶片寿命模拟计算所需要的数据。显然，这种方法的计算量是非常巨大的，会耗费大量的时间。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种涡轮叶片寿命的确定方法、装置、电子设备及存储介质，能够减少计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。

第一方面，本申请实施例提供了一种涡轮叶片寿命的确定方法，该方法包括：

获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；

根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；

针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；

根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。

在一种可能的实施方式中，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，包括：

按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；

根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值；换热边界值包括换热系数和流体温度；

判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；

若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；

若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。

在一种可能的实施方式中，根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场，包括：

根据涡轮叶片的形状特征和传热特点，对涡轮叶片的立体模型进行网格划分；传热特点包括换热系数、热流密度；