Модель пароводяного тракту енергоблока

Модель пароводяного тракту енергоблока, яка включає в себе інтегратор, блок визначення різниці квадратів тиску, блок ділення, вхід моделі по тепловому навантаженню котла, вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, виходи моделі по тиску в котлі, по тиску перед турбіною і по витраті пари на турбіну, причому вхід моделі по тепловому навантаженню з'єднаний з першим входом інтегратора, вихід якого підключений до виходу моделі по тиску в котлі і до першого входу блока визначення різниці квадратів тиску, вихід якого підключений до виходу моделі по витраті пари через блок визначення кореня, вихід моделі по витраті пари з'єднаний з входом діленого блока ділення, до входу дільника блока ділення підключений вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід блока ділення з'єднаний з виходом моделі по тиску пари перед турбіною і з другим входом блока визначення різниці квадратів тиску, яка відрізняється тим, що поміж входом моделі по тепловому навантаженню і першим входом інтегратора включений квадратор і вихід блока визначення різниці квадратів тиску підключений до другого входу інтегратора о Винахід відноситься до аналогової обчислювальної техніки і може бути використаний при розробці і налагодженні систем управління енергоблоком Відома модель пароводяного тракту енергоблока - аналог, що містить 43 ділянки пароводяного тракту, у межах кожної з яких допустимо використання аналітичного розв'язання рівнянь, що описують стан ділянки Така модель реалізована в програмі ЕЦОМ (див "Теплоэнергетика" 1976, № 8 с 22 - 28) Недоліком моделі - аналогу є складність, що викликає незручності в використанні моделі при розробці і налагодженні систем управління енергоблоком Самим близьким по технічній суті аналогом (прототипом) є модель пароводяного тракту, включена в пристрій для моделювання систем регулювання потужності енергоблоків (див авторське свідоцтво СРСР 834720, що опубліковане в "Бюллетне изобретений " № 20 за 1981 рік) Модель-прототип містить інтегратор, блок визначення різниці квадратів тиску, що включає в себе два суматора і блок множення, блок визначення кореня, блок ділення, вхід моделі по тепловому навантаженню котла, вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід моделі по тиску в котлі, по тиску перед турбіною і по витраті пари на турбіну, причому вхід моделі по тепловому навантаженню зв'язаний з першим входом інтегратора, вихід якого підключений до виходу моделі по тиску в котлі і до першого входу блока визначення різниці квадратів тиску, вихід якого підключений до виходу моделі по витраті пари через блок визначення кореня, вихід моделі по витраті пари з'єднаний з входом діленого блока ділення, до входу дільника якого підключений вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід блока ділення з'єднаний з виходом моделі по тиску пари перед турбіною і з другим входом блока визначення різниці квадратів тиску В моделі-прототипі інтегратор імітує акумулюючу ємність пароводяного тракту, блок визначення різниці квадратів тиску імітує гідравлічний опір пароводяного тракту, блок ділення імітує регулюючі клапани турбіни Модельпрототип забезпечує достатньо високу точність моделювання тільки в режимах з номінальним тиском, в яких шерційність пароводяного тракту помітно збільшується при зниженні навантаження із-за збільшення опору регулюючих клапанів турбіни, оскільки шерційність пароводяного тракту пропорційна акумулюючій ємності і опору тракту При переході в режим ковзного тиску точність цієї со о 49034 моделі неприпустимо знижується, бо в реальному енергоблоці акумулююча ємність пароводяного тракту збільшується при зниженні навантаження, а в моделі постійна часу інтегратора залишається постійною і тому шерційність моделі виявляється меншою, ніж шерційність реального енергоблока В основу винаходу поставлена задача в моделі пароводяного тракту енергоблока, що включає в себе інтегратор, блок визначення різниці квадратів тиску, блок ділення, вхід моделі по тепловому навантаженню котла, вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід моделі по тиску в котлі, по тиску перед турбіною і по витраті пари на турбіну, причому вхід моделі по тепловому навантаженню зв'язаний з першим входом інтегратора, вихід якого підключений до виходу моделі по тиску в котлі і до першого входу блока визначення різниці квадратів тиску, вихід якого підключений до виходу моделі по витраті пари через блок визначення кореня, вихід моделі по витраті пари з'єднаний з входом діленого блока ділення, до входу дільника блока ділення підключений вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід блока ділення з'єднаний з виходом моделі по тиску пари перед турбіною і з другим входом блока визначення різниці квадратів тиску, шляхом використання властивостей блоків, що містяться в моделі, досягти збільшення шерційності моделі зі зміною навантаження при постійному опорі тракту і цим забезпечити високу точність моделювання в режимі ковзного тиску Експериментальним шляхом встановлено, що акумулююча ємність пароводяного тракту збільшується обернено пропорційно навантаженню Тому для необхідного підвищення точності моделювання можна було б збільшувати постійну часу інтегрування обернено пропорційно зменшенню витрати пари, але при цьому істотно ускладнюється конструкція інтегратора Потрібного ефекту можна досягти, якщо при незмінній величині постійної часу інтегрування до входів інтегратора замість ЛІНІЙНИХ величин теплового навантаження і витрати пари підключити квадрати цих величин В цьому випадку при однакових значеннях небалансу величин теплового навантаження і витрати пари швидкість накопичення величини тиску в котлі буде максимальною при максимальному навантаженні і мінімальною - при мінімальному навантаженні, ЛІНІЙНО змінюючись поміж цими граничними значеннями по мірі зміни навантаження Така модель з незмінною величиною постійної часу інтегрування еквівалентна моделі з інтегратором, у якого постійна часу інтегрування обернено пропорційна навантаженню В моделі-прототипі величина квадрату витрати пари моделюється на виході блоку визначення різниці квадратів тиску Тому для підключення квадрату витрати пари до входу інтегратора достатньо сполучити вхід інтегратора з виходом блоку визначення різниці квадратів тиску Величину квадрату теплового навантаження на вході інтегратора можна одержати, якщо включити квадратор поміж входом моделі по тепловому навантаженню і входом інтегратора Таким чином, вирішення поставленої технічної задачі досягається тим, що в моделі пароводяного тракту енергоблока, включаючій в себе інтегратор, блок визначення різниці квадратів тиску, блок ділення, вхід моделі по тепловому навантаженню котла, вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід моделі по тиску в котлі, по тиску перед турбіною і по витраті пари на турбіну, причому вхід моделі тепловому навантаженню сполучений з першим входом інтегратора, вихід якого підключений до виходу моделі по тиску в котлі і до першого входу блока визначення різниці квадратів тиску, вихід якого підключений до виходу моделі по витраті пари через блок визначення кореня, вихід моделі по витраті пари з'єднаний з входом діленого блока ділення, до входу дільника блока ділення підключений вхід моделі по положенню регулюючих клапанів турбіни, вихід блока ділення з'єднаний з виходом моделі по тиску пари перед турбіною і з другим входом блока визначення різниці квадратів тиску, між входом моделі по тепловому навантаженню і першим входом інтегратора включений квадратор і вихід блоку визначення різниці квадратів тиску підключений до другого входу інтегратора Технічним результатом, досягнутим за рахунок відомих і відрізняючих суттєвих ознак - включення квадратора між входом моделі по тепловому навантаженню і першим входом інтегратора і підключення блока визначення різниці квадратів тиску до другого входу інтегратора, є підвищення точності моделювання в режимі ковзного тиску На фігурі представлена схема пропонованої моделі пароводяного тракту енергоблока Вихід інтегратора 1 з'єднаний з першим входом блока 2 визначення різниці квадратів тиску і з виходом моделі Рк по тиску в котлі Блок 2 включає в себе перший сумматор 3, другий сумматор 4, блок множення 5 Вихід блоку 2 через блок 6 визначення кореня з'єднаний з виходом моделі D по витраті пари, що з'єднаний з входом діленого блоку 7 ділення До входу дільника блока 7 підключений вхід моделі h по положенню регулюючих клапанов турбіни, вихід блока 7 підключений до виходу моделі Pt по тиску перед турбіною і до другого входу блока 2 визначення різниці квадратів тиску Між входом моделі q по тепловому навантаженню і першим входом інтегратора 1 включений квадратор 8 і до другого входу інтегратора 1 підключений вихід блока 2 визначення різниці квадратів тиску Модель пароводяного тракту енергоблока працює наступним чином При настройці моделі спочатку у ВІДПОВІДНОСТІ з вибраним масштабом встановлюють на вході q сигнал, що відображає максимальне з навантажень котла, для яких визначені експериментальні динамічні характеристики Потім на вхід h подають сигнал, величина якого відповідає відносному відкриттю регулюючих клапанів турбіни для вибраного навантаження Після цього уточнюють величину сигналів на входах q і h так, щоб на виході моделі D сигнал відповідав витраті пари, а на виході Pt тиску перед турбіною, що були при визначенні експериментальних динамічних характеристик на вибраному навантаженні При цьому спочатку потрібно скоректувати величину сигналу на виході D уточненням сигналу на вході q, а потім - величину сигналу на виході Pt уточненням сигналу на вході h Після цього до ви 49034 ходів D, Pt, Pk підключають реєструючі прилади і визначають криві розгону сигналів D, Pt, Pk при збуреннях на входах q і h По збіжності кривих розгону моделі і експериментальних кривих розгону реального об'єкту підбирають величину постійної часу інтегрування интегратора 1 і масштабні коефіцієнти на входах сумматорів 3 і 4 На обох входах сумматора 3 і на обох входах сумматора 4 масштабні коефіцієнти повинні бути однаковими Після ЦЬОГО встановлюють новий рівень навантаження в режимі ковзного тиску модифікацією величини сигналів на входах q і h На новому рівні навантаження уточнюють значення масштабних коефіцієнтів на входах сумматорів 3 і 4 і постійну часу інтегрування інтегратора 1 по збіжності кривих розгону моделі і реального об'єкту, знятих на цьому рівні навантаження Після ЦЬОГО уточнюють вартовані величини на початковому рівні навантаження і оптимальні значення цих величин знаходять методом послідов них наближень, переходячи з одного на другий рівень навантаження Після достатньо точного суміщення кривих розгону моделі і реального енергоблока перевіряють точність моделювання для інших умов роботи, для яких визначені експериментальні динамічні характеристики реального енергоблока Після настройки моделі виходи моделі D, Pt, Pk підключають до входів системи управління, що досліджується, а входи q і h підключають до виходу системи, що досліджується На моделі виконують роботи по оптимізацм алгоритмів систем управління і по уточненню параметрів їхньої настройки, а також випробування систем управління при екстремальних збуреннях Використання моделі скорочує КІЛЬКІСТЬ і тривалість відхилень від нормального режиму експлуатації при впровадженні, налагодженні та випробуваннях систем управління, а також підвищує якість роботи впроваджених систем Це сприяє покращенню показників надійності і економічності роботи енергоблока D ФІг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71