【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发电机管道设计的，涉及一种发电机组管道优化方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、发电机组汽水管道具有高温、高压和高流速的特点，在机组启停及运行状态下，由于相关阀门的异常动作或特定工况下容易引起管道中发生剧烈压力波动，导致管道中流速迅速变化，从而引起管道压力发生剧烈波动如同锤子猛烈地敲击管道(也称之为水锤或水击)，导致管道爆裂或泄露，严重影响机组设备和人员安全。
2、为了克服水锤故障，需对发电机组进行相应的改造，增设疏水连接管、疏水扩容装置、凝汽装置对启动过程中管道疏水和启动程序进行干预后，水锤事故发生率大幅下降。但是，在进行疏水装置系统治理后，由于疏水扩容装置的“源/汇”双向调节作用，使得中压旁路管道的汽水两相流瞬态特性会更为复杂。当发电机组中压旁路汽水系统在启动暖机阶段，高压蒸汽进入旁路管道，由于遇冷凝结，加之可能存在的积水，旁路管道内存在两相流，疏水装置系统工作直到暖机完成，疏扩和旁路管道压力自平衡；而在停机阶段，由于旁路管道压力下降，尽管疏水阀关闭，但冷端疏水管积水会回流至旁路管道，减缓旁路管道压力下降，降压波会传递至旁路阀并反射产生升压波并推动汽水两相流反向流动。上述启动/停机阶段，均可存在两相流液柱分离，引起空穴溃灭闭合，导致疏水装置系统中产生高压，形成冲击载荷，进而影响管道的安全及管道的寿命，严重时甚至会发生爆管。
3、虽然在水锤事故的治理中已经进行疏水改造，使得水锤事故发生概率大幅降低，但受制于疏水装置系统的设计，仍无法完全避免发生水锤事故的发生。另外，在进行疏水改造后，为保
4、因此，为进一步保证发电机组管道的运行安全和效率，对疏水装置系统进行优化，避免水锤故障发生并兼顾热量回收性能，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种发电机组管道优化方法、装置、设备及介质，在发电机组汽水管道上设置疏水装置系统并优化其布局，大幅降低水锤事故发生概率，同时兼顾发电机组的热能回收性能，提升发电机组运行的安全性和效率。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种发电机组管道优化方法，所述方法包括：
4、构建发电机组汽水管道的疏水装置系统；所述疏水装置系统包括旁路管道、疏水扩容装置和凝汽装置；
5、依据疏水装置系统的关键布局参数，分别构建发电机组汽水管道的水锤压力波峰值的第一目标函数与热能回收的第二目标函数；
6、对所述第一目标函数与所述第二目标函数的最小值求解，得到所述疏水装置系统的最优布局。
7、本专利技术中，使用最优布局中的参数值对疏水装置系统进行布置。
8、本专利技术提供的发电机组管道优化方法，在发电机组汽水管道上设置疏水装置系统，大幅降低水锤事故发生概率，提升发电机组运行的安全性，同时对疏水装置系统的布局进行优化，增强疏水装置系统的疏水性能，同时兼顾疏水装置的热能回收性能，进一步提升水锤事故的防治效果以及提高机组运行效益。
9、优选地，所述旁路管道为中压旁路管道。
10、优选地，所述旁路管道与所述发电机组汽水管道上的疏水点相连接。
11、优选地，所述旁路管道上依次设置有所述疏水扩容装置与所述凝汽装置。
12、优选地，所述关键布局参数包括旁路管道的长度、管径、弯管数量和弯管角度，疏水扩容装置与疏水点间的高度差，凝汽装置与疏水点间的高度差。
13、优选地，所述水锤压力波峰值为最大水锤压力波的幅值。
14、优选地，所述第一目标函数的公式如式(i)所示：
15、
16、其中，pmax为水锤压力波峰值，p0为发电机组汽水管道的初始压力，l为旁路管道的长度(m)，m为旁路管道的弯管数量，θi为第i个弯管的角度(°)，r为旁路管道的管径(m)，h1为疏水扩容装置与疏水点间的高度差(m)，h2为凝汽装置与疏水点间的高度差(m)，ρ为工作流体的密度(kg/m3)，v为工作流体的平均流速(m/s)，f为旁路管道的摩擦系数，ki为第i个弯管的局部阻力系数，δpi为第i个弯管造成的压力降值(kpa)，w为发电机组汽水管道的预设安全系数。
17、优选地，所述第二目标函数的公式如式(ii)所示：
18、min q(l,m,r)＝k×(t1-t2)×πrl×(1+f×m)(ii)
19、其中，q(l,m,r)为损失热能值，l为旁路管道的长度(m)，m为旁路管道的弯管数量，r为旁路管道的管径(m)，t1为工作流体的温度(℃)，t2为汽水管道外环境的温度(℃)，k为旁路管道的热传导率(w/(m2·℃))，f为弯管造成的热损失因子。
20、优选地，所述第一目标函数与所述第二目标函数的约束条件均如下所示：
21、l＜lmax
22、
23、m≤mmax
24、90°≤θi≤180°
25、
26、
27、h1＜h2
28、其中，lmax为疏水装置系统允许的最大旁路管道长度(m)，g为管道的流量(kg/h)，ρ为工作流体的密度(kg/m3)，vmin为旁路管道允许的最小流速(m/s)，vmax为旁路管道允许的最大流速(m/s)，mmax为疏水装置系统允许的最多弯管数量，为疏水扩容装置与疏水点间的最小高度差(m)，为疏水扩容装置与疏水点间的最大高度差(m)，为凝汽装置与疏水点间的最小高度差(m)，为凝汽装置与疏水点间的最大高度差(m)。
29、优选地，对所述第一目标函数与所述第二目标函数的最小值求解包括：采用改进人工蜂群算法对所述第一目标函数与所述第二目标函数的最小值进行求解。
30、优选地，所述改进人工蜂群算法包括：
31、(1)初始化蜜源相关参数，并计算蜜源适应度，然后根据适应度对蜜源位置进行排序，同时进行外部存档；
32、(2)雇佣蜂邻域搜索时生成第一蜜源，并选取第一目标函数值与第二目标函数值中的最小蜜源，然后利用最小蜜源生成第二蜜源；
33、(3)旁观蜂从外部存档中随机选择第二蜜源进行学习，旁观蜂邻域搜索时生成m个维度的第三蜜源及其余维度的第四蜜源；
34、(4)将第三蜜源或第四蜜源分别独立地与原始蜜源进行比较，并选择其一蜜源进行外部存档；每次迭代后，均更新外部存档，并对外部存档中的蜜源进行非支配排序；
35、(5)判断迭代次数是否达到预设最大迭代次数，若达到则输出外部存档中的蜜源，若未达到则返回步骤(2)继续执行。
36、优选地，步骤(2)所述第一蜜源采用公式(iii)进行确定：
37、
38、其中，vij为第j维的第i个第一蜜源，xij为第j维的第i个初始蜜源，xkj为第j维的第k个初始蜜源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发电机组管道优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旁路管道为中压旁路管道；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述关键布局参数包括旁路管道的长度、管径、弯管数量和弯管角度，疏水扩容装置与疏水点间的高度差，凝汽装置与疏水点间的高度差。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述水锤压力波峰值为最大水锤压力波的幅值；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数与所述第二目标函数的约束条件均如下所示：
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一目标函数与所述第二目标函数的最小值求解包括：采用改进人工蜂群算法对所述第一目标函数与所述第二目标函数的最小值进行求解；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一蜜源采用公式(III)进行确定：
8.一种发电机组管道优化装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
<...【技术特征摘要】
1.一种发电机组管道优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旁路管道为中压旁路管道；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述关键布局参数包括旁路管道的长度、管径、弯管数量和弯管角度，疏水扩容装置与疏水点间的高度差，凝汽装置与疏水点间的高度差。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述水锤压力波峰值为最大水锤压力波的幅值；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数与所述第二目标函数的约束条件均如下所示：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张全付，刘百程，张洋，赵占峰，陈丽娟，吕宏彪，牛玉静，刘乐乐，罗文超，曾阳，张程，李秉鸿，
申请(专利权)人：国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心，
类型：发明
国别省市：
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