5 .1 Исходные данные
В качестве исходных данных для базовой математической модели НПК мной были задействованы таблицы помесячного изменения параметров установки Т-180/210-130-1 Комсомольской ТЭЦ-3 за 2009 год (таблица 5.1).
Из этих данных были взяты:
§ давление и температура пара перед турбиной;
§ КПД турбины нетто;
§ расход тепла на производство электроэнергии и часовой расход тепла;
§ вакуум в конденсаторе;
§ температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора;
§ температурный напор в конденсаторе
§ расход пара в конденсатор.
Использование данных реальной турбоустановки в качестве исходных также можно будет в дальнейшем считать подтверждением адекватности полученной математической модели.
Таблица 5.1- Параметры установки Т-180/210-130 КТЭЦ-3 за 2009 год
|
Конденсатор |
|||||||||
|
Давление пара перед турбиной, P 1 , МПа |
Температура пара перед турбиной, t 1, ºС |
КПД нетто, % |
Расход тепла на производство электроэнергии, Q э,ͯ10 3 Гккал |
Часовой расход тепла, Q ч, Гкал/ч |
Вакуум, V, % |
Температура охлажд. воды на выходе, ºС |
Расход пара, Gп, т/ч |
Температурный напор, δ t в , ºС |
|
|
Сентябрь |
|||||||||
5 .2 Базовая математическая модель
Математическая модель НПК отображает основные процессы, протекающие в оборудовании и сооружениях низкопотенциальной части тепловых электростанций. Она включает в себя модели элементов оборудования и сооружений НПК, используемых на реальных ТЭС и предусматриваемых в проектах новых ТЭС.
Основные элементы НПК - турбина, конденсаторы, водоохлаждающие устройства, циркуляционные насосные станции и система циркуляционных водоводов - на практике реализуются в виде целого ряда различных типоразмеров оборудования и сооружений. Каждый из них характеризуется более или менее многочисленными внутренними параметрами, постоянными либо изменяющимися во время эксплуатации, определяющими в конечном итоге степень эффективности работы электростанции в целом.
При использовании на исследуемой ТЭС одного типа водоохладителей количество теплоты, отводимой в охладителях в окружающую среду, однозначно определяется теплотой, передаваемой охлаждающей воде в конденсаторах турбин и вспомогательном оборудовании. Температура охлаждающей воды в этом случае легко вычисляется по характеристике охладителя. Если же используется несколько охладителей, включенных параллельно или последовательно, расчет температуры охлажденной воды существенно усложняется, поскольку температура воды за отдельными охладителями может сильно отличаться от температуры воды после смешения потоков от разных охладителей. В этом случае для определения температуры охлажденной воды необходимо итерационное уточнение температуры воды за каждым из совместно работающих охладителей.
Математические модели водоохладителей позволяют определить как температуру охлажденной воды, так и потери воды в охладителях за счет испарения, капельного уноса и фильтрации в грунт. Восполнение потерь воды производится либо непрерывно, либо в течение некоторой части расчетного периода. Предполагается, что добавочная вода подается в циркуляционный тракт в месте смешения потоков воды от охладителей, при этом учитывается ее влияние на температуру охлаждающей воды.
Резистор
Математическая модель резистора (рис. 2.1) описывается законом Ома:
U R =IR, или I=gU R , где g=1/R.
В первом случае задано падение напряжения U R на резисторе, а искомая величина – ток I через резистор. Во втором случае задан ток I черезрезистор, а искомая величина – это U R на резисторе.
номинальное значение сопротивления R Н;
допуск на сопротивление R;
температурный коэффициент ТКR.
Допуск R является границей отклонений сопротивления от номинального значения, возникающих в процессе изготовления резисторов:
при этом сопротивления резисторов в процессе их производства могут принимать значения:
Если значение сопротивления R меньше номинального R H , то относительное отклонение R/ R H 0, в противном случае R/ R H 0.
Обычно допуск R задается в процентах.
Температурный коэффициент ТКR задает значение сопротивления для текущего значения температуры Т:
где Т Н – номинальное значение температуры, принимаемое равным 27 0 С.
Таким образом, TKRравен относительному отклонению сопротивления от номинального значения при изменении температуры на 1 0 С. Иногда TKR задается в propromil (ppm ) :
TKR ppm = TKR 10 6 .
Конденсатор
Математическая модель конденсатора (рис. 2.2) записывается в виде:
или
В первом случае заданной величиной является падение напряжения U C (t) на конденсаторе, а искомой – ток через конденсатор I(). Во втором случае заданной величиной является ток через конденсатор I(t), а искомой – падение напряжения U C (t).
Параметры математической модели:
номинальное значение емкости C H ;
допуск на емкость С;
температурный коэффициент TKC.
Понятие о допуске и температурном коэффициенте были даны при описании модели резистора.
Катушка индуктивности
Катушка индуктивности (рис. 2.3) описывается двумя математическими моделями:
или
Параметрами математической модели являются L H , L, TKL, содержание которых аналогично рассмотренным для резистора и конденсатора.
Реальные модели резистора, конденсатора, индуктивности сложнее, чем рассмотренные здесь.
Таким образом, модели даже простейших компонентов могут быть достаточно сложными, если требуется высокая степень адекватности параметров физического объекта и его математической модели.
Двухобмоточный трансформатор
Трансформатор (рис. 2.4) может быть представлен в виде следующей математической модели:
где L 1 , L 2 – индуктивности обмоток,
М 12 – взаимоиндуктивность.
Параметрами модели являются значения L 1 , L 2 и коэффициента связи
Значение К СВ лежит в пределах от нуля до единицы. Значение К СВ =1 говорит о наличии жесткой связи между обмотками, что характерно для согласующих и силовых трансформаторов и для выходных трансформаторов усилителей. Значение К СВ <1 говорит о наличии в трансформаторе индуктивности рассеяния, что приводит к уменьшению коэффициента передачи на высоких частотах. Такие трансформаторы используются в резонансных контурах фильтров.
Иногда в качестве параметров задаются:
Кроме перечисленных параметров нужно указать способ включения обмоток - согласный или встречный.
При исследованиях динамики регулирования турбин изменение давления рг в конденсаторе обычно не учитывают, полагая лг = кр£1рл = 0. Однако в ряде случаев обоснованность такого допущения не очевидна. Так, при аварийном управлении теплофикационными турбинами открытием поворотной диафрагмы может быть быстро увеличен пропуск пара через ЦНД. Но при малых расходах циркуляционной воды, характерных для режимов больших тепловых нагрузок турбины, конденсация этого дополнительного пара может протекать замедленно, что приведет к повышению давления в конденсаторе и уменьшению прироста мощности. Модель, в которой не учтены процессы в конденсаторе, даст завышенную по сравнению с фактической эффективность отмеченного способа повышения приемистости. Необходимость учета процессов в конденсаторе возникает также при использовании конденсатора или его специального отсека в качестве первой ступени подогрева сетевой воды в теплофикационных турбинах, а также при регулировании теплофикационных турбин, работающих при больших тепловых нагрузках, методом скользящего противодавления в конденсаторе и в ряде других случаев.
Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа, и к нему полностью применимы изложенные выше принципы математического моделирования поверхностных подогревателей. Так же, как и для них, для конденсатора следует записать уравнения водяного тракта или предполагая параметры распределенными [уравнения (2.27)—(2.33)], или приближенно учитывая распределенность параметров разделением тракта на ряд участков с сосредоточенными параметрами [уравнения (2.34) — (2.37)]. Эти уравнения должны быть дополнены уравнениями (2.38)—(2.40) аккумуляции теплоты в металле и уравнениями парового пространства. При моделировании последнего следует учитывать наличие в паровом пространстве наряду с паром также определенного количества воздуха вследствие его притока через неплотности в вакуумной части турбоустановки. То обстоятельство, что воздух не конденсируется, определяет зависимость процессов изменения давления в конденсаторе от его концентрации. Последняя же определяется как величиной притока, так и работой эжекторов, откачивающих из конденсатора воздух вместе с частью пара. Поэтому математическая модель парового пространства должна быть, по существу, моделью системы «паровое пространство конденсатора — эжекторы».
| Самое важное: Электрический конденсатор может накапливать и отдавать электрическую энергию. При этом через него протекает ток, и изменяется напряжение нем. Напряжение на конденсаторе пропорционально току, который прошел через него за определенный период времени и длительности этого промежутка. На идеальном конденсаторе не выделяется тепловая энергия. Если к конденсатору приложить переменное напряжения, то в цепи возникнет электрический ток. Сила этого тока пропорциональна частоте напряжения и емкости конденсатора. Для оценки тока при заданном напряжении вводится понятие реактивного сопротивления конденсатора. Многообразие видов и типов конденсаторов позволяет выбрать подходящий. |
Конденсатор - электронный прибор, предназначенный для накопления и последующей отдачи электрического заряда. Работа конденсатора напрямую связана со временем. Без рассмотрения изменения заряда во времени невозможно описать работу конденсатора.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые.
Как работает обратноходовый стабилизатор напряжения. Где он применяется. Описани...
Транзисторный аналог тиристора (динистора / тринистора). Имитатор, эму...
Схема аналога тиристора (диодного и триодного) на транзисторах. Расчет параметро...
Прямоходовый импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, ...
Как работает прямоходовый стабилизатор напряжения. Описание принципа действия. П...
Катушка индуктивности. Изготовление. Намотка. Изготовить. Намотать. Мо...
Изготовление катушки индуктивности. Экранирование обмоток...
