一种透平货油泵的能效优化方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115929420A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211494871.4G06F30/27(2020.01)(22)申请日2022.11.26G06F111/06(2020.01)G06F113/08(2020.01)(71)申请人中远海运能源运输股份有限公司G06F119/14(2020.01)地址201306上海市浦东新区中国(上海)G06F119/08(2020.01)自由贸易试验区业盛路188号A-1015室申请人武汉理工大学(72)发明人耿佳东卢明剑胡欣蓉汤敏(74)专利代理机构武汉市首臻知识产权代理有限公司42229专利代理师刘牧(51)Int.Cl.F01D21/00(2006.01)F04B49/22(2006.01)F04B51/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种透平货油泵的能效优化方法及装置(57)摘要一种透平货油泵的能效优化方法，先在透平的进气口上设置气体流量调节阀，在货油泵的出液口上设置液体流量调节阀，再同时监测透平数据与货油泵数据，然后依据透平数据计算获得透平的输出功率，并依据货油泵数据计算获得液货通过货油泵前后的能量增量，再计算透平货油泵的实时能效，然后将实时能效及其对应的调节阀开度存储，以此类推，获得多组实时能效及对应的阀门开度，再构建并训练数学模型，然后采用自动寻优智能算法从训练成熟的数学模型中寻找最优工况点，再依据最优工况点对应的调节阀开度对调节阀进行控制。本设计不仅能从整体上体现透平货油泵的能效优化，而且易于操作。CN115929420ACN115929420A权利要求书1/3页1.一种透平货油泵的能效优化方法，所述透平货油泵是指高温高压蒸汽进入透平进行膨胀做功，以驱动透平旋转，再由旋转的透平经齿轮箱带动货油泵旋转进行泵油，其特征在于所述能效优化方法包括以下步骤：监测数据步骤：先在透平的进气口(11)上设置气体流量调节阀(1)，并在货油泵的出液口(21)上设置液体流量调节阀(2)，再同时监测透平数据与货油泵数据，所述透平数据包括透平上饱和蒸汽的出口压力、入口压力、出口温度、入口温度、质量流速、透平的转速、气体流量调节阀(1)的开度，所述货油泵数据包括货油泵的出口压力、入口压力、出口液货的质量流量、入口液货的质量流量、液体流量调节阀(2)的开度；数据处理步骤：先依据透平数据计算获得透平的输出功率Pt，同时，依据货油泵数据计算获得液货通过货油泵前后的能量增量为W，再计算透平货油泵的实时能效ηr：ηr＝W/Pt；然后将实时能效ηr及其对应的液体流量调节阀(2)开度、气体流量调节阀(1)开度进行存储，以此类推，将不同工况下的实时能效ηr、液体流量调节阀(2)开度、气体流量调节阀(1)开度进行存储，以形成能效历史数据，再构建透平货油泵能效多目标优化数学模型如下：Maxηr＝f(kL，kt)，0≤kL≤1；0≤kt≤1；式中，kL为液体流量调节阀(2)的开度，kt为气体流量调节阀(1)的开度；然后采用能效历史数据对数学模型进行训练，直至训练成熟；优化控制步骤：先采用自动寻优智能算法从训练成熟的数学模型中寻找最优工况点，再依据最优工况点对应的液体流量调节阀(2)开度、气体流量调节阀(1)开度分别对待优化的透平货油泵上的液体流量调节阀(2)、气体流量调节阀(1)进行控制，以实现待优化的透平货油泵运行状况的优化。2.根据权利要求1所述的一种透平货油泵的能效优化方法，其特征在于：所述自动寻优智能算法为遗传算法、神经网络算法、模拟退火算法中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的一种透平货油泵的能效优化方法，其特征在于：所述能量增量W的获取方法如下：W＝H*QL；其中，H为扬程，QL为液货的质量流量。4.根据权利要求3所述的一种透平货油泵的能效优化方法，其特征在于：所述扬程H的获取方法如下：其中，ρ为液货的密度，g为重力加速度，ΔZ为货油泵的出、入口之间的垂直高度差；Pout为货油泵的出口压力值，Pin为货油泵的入口压力值；V1为液货经货油泵入口的流速，V2为液货经油泵出口的流速。5.根据权利要求4所述的一种透平货油泵的能效优化方法，其特征在于：所述V1、V2的获取方法如下：2CN115929420A权利要求书2/3页其中，D1、D2分别为液货经货油泵入口、出口时的管路直径。6.根据权利要求1或2所述的一种透平货油泵的能效优化方法，其特征在于：所述输出功率Pt的获取方法如下：先根据时间平均后的入口压力、入口温度查饱和蒸汽热物性参数表，以获得入口焓值hin，再根据时间平均后的出口压力、出口温度查饱和蒸汽热物性参数表，以获得出口焓值hout，然后依据下述计算方法获得透平的输出功率Pt：P