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申请/专利权人：华能临沂发电有限公司;山东纳鑫电力科技有限公司

摘要：本发明公开了用于汽轮机阀门的流量特性监测方法及系统，涉及发电机技术领域，该方法包括：步骤1：基于有限体积法建立发电机组汽轮机阀门的流场模型；步骤2：基于湍流动能和湍流频率，计算湍流耗散率；步骤3：使用声发射传感器实时采集发电机组汽轮机阀门开闭过程中产生的声发射信号；步骤4：利用建立的监测模型，对发电机组汽轮机阀门的流量特性进行实时监测，并根据监测结果进行异常预警。本发明具有全面性、实时性、多维度信息获取、高效节能、自动化智能化和安全可靠等有益效果，对提高发电机组的运行效率和保障电力供应的稳定性具有重要意义。

主权项：1.用于汽轮机阀门的流量特性监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：基于有限体积法建立发电机组汽轮机阀门的流场模型；使用数值方法求解流场模型，得到流场中湍流动能和湍流频率；步骤2：基于湍流动能和湍流频率，计算湍流耗散率；基于湍流耗散率，进行流体动力学模拟，模拟发电机组汽轮机阀门在开闭过程中的流场变化，得到随着时间变化的开闭流场变化模型；步骤3：使用声发射传感器实时采集发电机组汽轮机阀门开闭过程中产生的声发射信号；通过分析声发射信号，将其与流体动力学模拟的模拟结果进行关联分析；建立发电机组汽轮机阀门流量特性的监测模型；步骤4：利用建立的监测模型，对发电机组汽轮机阀门的流量特性进行实时监测，并根据监测结果进行异常预警；步骤1中，基于有限体积法建立发电机组汽轮机阀门的流场模型包括动能方程和频率方程，通过联立动能方程和频率方程，使用数值方法求解流场模型，得到流场中湍流动能和湍流频率；其中，动能方程使用如下公式进行表示： 其中，k是湍流动能，ρ是流体的密度；v是流体的速度矢量；t为时间；μ是动力粘度；μt是时间t时的湍流粘度；σk是湍流模型中的调节常数，用于调节湍流粘度的影响；ω是湍流频率；β*是非线性回复频率，描述湍流中能量传递的速率；Pk是湍流产生项；Pk0是湍流产生项的常数项；Cp是叶片的压力系数，描述叶片对流体的压力影响；步骤2中，使用如下公式，计算湍流耗散率： 其中，ε为湍流耗散率；湍流产生项Pk使用如下公式进行表示： 其中，Pk0是湍流产生的常数项，表示湍流动能的产生或消耗的基准值，为设定值；Vt是发电机组叶片的速度矢量，表示流体的速度矢量的梯度的张量乘以流体的速度矢量；N为发电机组叶片的数量；u为发电机组叶片的布置角度，为发电机组叶片的布置角度的变化率，发电机组叶片的布置角度表示叶片相对于流体运动方向的角度；Vt是t时间的发电机组叶片的速度矢量；频率方程使用如下公式进行表示： 其中，为向量微分算子；σω是流场模型中的一个经验参数，取值在0.5到1之间；α为频率方程的耐受性参数，α值越小频率方程的稳定性越高，但收敛速度越慢，α值越大频率方程的稳定性越低，但收敛速度越快；F1为耗散率修正函数，修正高雷诺数下的耗散率；C3ω为湍流耗散率调节常数，为设定值。

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