|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Modele matematyczne obiektw energetycznych (o rŇnym stopniu komplikacji) znajdujĢ
zastosowanie w 3 zadaniach ich projektowania, monitoringu i diagnostyki , w zadaniu: 1. obliczeı wstħpnych obiektu, 2. obliczeı dyspozycyjnych i szczegþowych, 3. obliczeı obiektu w warunkach nie nominalnego obciĢŇenia. ZaþoŇenia i wyniki tych modeli, uszeregowanych wedþug tradycyjnego podziaþu szkoþy R. Szewalskiego, w najwiħkszym skrcie przedstawiajĢ siħ nastħpujĢco: 1. Obliczenia wstħpne, 2. Obliczenia dyspozycyjne, 3. Obliczenia szczegþowe. W obliczeniach wstħpnych: zadaje siħ: Î strukturħ obiektu, Î moc obiektu, Î parametry pary ĻwieŇej, Î ciĻnienie w kondensatorze, Î uproszczone charakterystyki aparatw obiektu (zastħpujĢce ich geometriħ) i ograniczone na ogþ do sprawnoĻci przemiany w wybranych aparatach; otrzymuje siħ: na podstawie obliczeı wariantowych: Î strumienie masy pary w wybranych miejscach obiektu, Î przybliŇonĢ liniħ ekspansji, Î parametry w pierwszym upuĻcie pary z korpusu wysokoprħŇnego i w pozostaþych upustach z warunku optimum sprawnoĻci termicznej bloku, Î parametry wody zasilajĢcej kocioþ, Î zuŇycie ciepþa obiektu Obliczenia wstħpne sĢ wiħc swego rodzaju pierwszym krokiem optymalizacji obiektu, czħsto w nowszej nomenklaturze model ten nazywany jest modelem 0-wymiarowym. 1 W obliczeniach dyspozycyjnych: Zadaje siħ: Î wyniki obliczeı wstħpnych, Î typ ukþadu þopatkowego Î akcyjny, reakcyjny, mieszany; Otrzymuje siħ: Î podziaþ turbiny na korpusy wysokoprħŇny, Î ĻrednioprħŇny i Î niskoprħŇny, Î wymiary þopatek i Ļrednie Ļrednice pierwszego i ostatniego stopnia tych korpusw, Î liczbħ stopni w korpusach i podziaþ spadku entalpii w stopniach, Î kluczowy dla konstrukcyjnej koncepcji turbiny sposb regulacji, Î wymiary stopnia regulacyjnego, Î pierwszego stopnia korpusu WP i Î dþugoĻci þopatki ostatniego stopnia wraz z okreĻleniem iloĻci korpusw czħĻci NP. Wykorzystuje siħ tu rŇne kryteria konstrukcyjne: Î dopuszczalnej najmniejszej dþugoĻci þopatki, Î dopuszczalnej najwiħkszej dþugoĻci þopatki Î sĢ one miarĢ stanu zaawansowania i rozwoju aerodynamiki, Î wytrzymaþoĻci i ŇywotnoĻci elementw maszyn i urzĢdzeı energetycznych. Na tym etapie obliczeı przeprowadza siħ kolejny etap optymalizacji technicznoÎ ekonomicznej i posþuguje siħ modelem 1Îwymiarowym (1-D): wyniki obliczeı sĢ funkcjĢ jednej wspþrzħdnej wzdþuŇ osi maszyny. W obliczeniach szczegþowych: Î precyzuje siħ i minimalizuje straty w ukþadzie przepþywowym, Î koryguje siħ geometriħ ukþadu þopatkowego i Î okreĻla geometriħ wzglħdnie dane do projektowania pozostaþych aparatw obiektu. Wykorzystuje siħ tu ewentualnie wyrafinowane modele 2Î i 3Î wymiarowe (2-D, 3-D) z zastosowaniem narzħdzi nowoczesnej, Numerycznej Mechaniki Pþynw. 2 Obliczenia obiegu w warunkach nie nominalnych czħĻciowego obciĢŇenia : zakþada siħ: znajomoĻę geometrii obiektu, (wyniki obliczeı projektowych w warunkach nominalnych), zespþ parametrw niezaleŇnych opisujĢcy obiekt w warunkach nie nominalnych; otrzymuje siħ: opis parametrw termodynamicznych w wybranych, w zaleŇnoĻci od stopnia szczegþowoĻci obliczenia, punktach obiegu, charakterystyki cieplno-przepþywowe aparatw i zuŇycie ciepþa obiektu. Modelem matematycznym obiektu energetycznego bħdziemy nazywali zwiĢzek miħdzy Î parametrami cieplno Î przepþywowymi zaleŇnymi bloku, a Î parametrami cieplnoÎ przepþywowymi niezaleŇnymi i geometriĢ jego aparatw: W tym ujħciu model matematyczny okreĻlony jest przez ukþad rwnaı bilansowych masy i energii dla aparatw obiegu, zapisany symbolicznie w formie (3.1) , . − , , o . , , o 1 2 Zasada zachowania momentu pħdu respektowana jest w zwiĢzkach miħdzy parametrami termodynamicznymi przed i za wieıcem þopatkowym (grupĢ stopni), sprawnoĻciĢ ekspansji, kinematykĢ strumienia czynnika i rwnaniem przelotnoĻci. Przez zmienne niezaleŇne , determinujĢce stan cieplny bloku, bħdziemy okreĻlali zbir parametrw zwiĢzany z danymi grnego i dolnego Ņrdþa ciepþa tj. kotþa i kondensatora. Do tych parametrw zaliczaę bħdziemy rwnieŇ ciĻnienie w odgazowywaczu jeĻli funkcjonuje on na zasadzie staþej nastawy tego ciĻnienia. Do parametrw niezaleŇnych naleŇeę bħdĢ rwnieŇ strumienie masy wtrysku wody chþodzĢcej, uzaleŇnione rwnieŇ od nastaw regulatorw temperatury pary ĻwieŇej i pary przegrzanej. & 1 , 2 zastħpujĢ charakterystyki wtryskiwaczy i ich nastawy dotyczĢce staþej temperatury. Do tych parametrw zaliczaę bħdziemy rwnieŇ strumienie masy wody lub pary i ich temperatury (lub strumienie energii cieplnej do systemw ciepþownictwa) jeĻli blok pokrywa rwnieŇ potrzeby ciepþownicze. Do tych parametrw zaliczaę bħdziemy rwnieŇ strumienie masy pary i jej temperatury (lub strumienie energii cieplnej) na potrzeby wþasne elektrowni jeĻli blok pokrywa rwnieŇ potrzeby wþasne elektrowni. W odniesieniu do bloku z turbinĢ parowĢ kondensacyjnĢ, z jednym przegrzewem pary, z regulacjĢ temperatury pary ĻwieŇej i przegrzanej ten zbir parametrw niezaleŇnych bħdzie obejmowaþ najczħĻciej: 3 = . & () ( ) () [ ] o & 0 , 0 , 0 , , , & 1 , & 2 , , o tj. 4 do 8 parametrw niezaleŇnych. CiĻnienie p k w kondensatorze zastħpuje w tym ujħciu charakterystykħ kondensatora tj. zaleŇnoĻę ciĻnienia od temperatury i strumienia masy wody chþodzĢcej i geometrii kondensatora; W tym ujħciu charakterystyka kotþa reprezentowana jest przez parametry & 0 , 0 , ktre zastħpujĢ nastawy ich regulatorw. Dobr parametrw niezaleŇnych zaleŇy od struktury bloku i od zadania przewidywanego do rozwiĢzania przez model matematyczny. MogĢ one byę zadawane dowolnie jako zespþ danych wejĻciowych lub stanowię fragment zespoþu wielkoĻci mierzonych bloku. Przez geometriħ aparatw bloku bħdziemy rozumieli te wymiary aparatw bloku, ktre decydujĢ o ich wþasnoĻciach cieplno Î przepþywowych. Definicja omawianego modelu matematycznego zakþada, Ňe zwiĢzki miħdzy geometriĢ i charakterystykami tj. wþaĻciwoĻciami cieplno-przepþywowymi aparatw sĢ znane. Zmiennymi zaleŇnymi nazywaę bħdziemy wszystkie pozostaþe parametry cieplno- przepþywowe w wybranych punktach obiektu. Parametry cieplno-przepþywowe bywajĢ zresztĢ rŇnorodnie okreĻlane. Np.: parametry niezaleŇne nazywane sĢ parametrami zewnħtrznymi (outside parameters) zaĻ parametry zaleŇne parametrami wewnħtrznymi (internal parameters). & sĢ (fizycznie) parametrami wewnħtrznym i, ale w postawionej definicji modelu muszĢ one byę traktowane jako parametry niezaleŇne . Gdyby okreĻlię je nastawami regulatorw wtrysku to wtedy te nastawy mogþyby byę traktowane jako parametry zewnħtrzne. W tym przypadku jednak model obiektu musiaþby byę uzupeþniony charakterystykĢ wtryskiwacza, to jest zþoŇonym zwiĢzkiem miħdzy nastawĢ a strumieniem masy wody chþodzĢcej i innymi dodatkowymi parametrami. W obliczeniach cieplno-przepþywowych takie podejĻcie na ogþ nie jest wygodne. 1 , 2 geometria aparatw (i wynikajĢce stĢd charakterystyki cieplno-przepþywowe aparatw) nazywane sĢ charakterystycznymi parametrami maszyn (machine charakteristic parameters) lub áfixed inputsÑ, cieplno-przepþywowe parametry niezaleŇne okreĻlane sĢ punktem pracy maszyny (characteristic gas turbine working point) lub ávariable inputsÑ, zaĻ parametry zaleŇne nazwano parametrami mierzalnymi (measurable parameters). Parametry punktu pracy maszyny sĢ teŇ á mierzalneÑ wiħc ta nomenklatura wprowadza pewne zamieszanie pojħę. 4 , 0 UWAGA TrafnoĻę tego nazewnictwa nie zawsze odpowiada zadaniu stawianemu modelowi matematycznemu: w sformuþowaniu (3.1) strumienie masy wody wtryskowej & W dalszym ciĢgu, na zasadzie umowy, bħdziemy konsekwentnie uŇywali okreĻleı: Î zmienne niezaleŇne, Î zmienne zaleŇne i Î geometria aparatw (ktra determinuje cieplno-przepþywowĢ charakterystykħ aparatw na podstawie cieplno-przepþywowych modeli tych aparatw), z konsekwentnym pomijaniem charakterystyk (nastaw) regulatorw. Wykorzystanie modelu matematycznego dla wyznaczania parametrw zaleŇnych na podstawie parametrw niezaleŇnych pomiaru aktualnego, (najczħĻciej wþaĻciwych dla czħĻciowego obciĢŇenia) oraz na podstawie geometrii nie zdegradowanego stanu aparatw, sprowadza siħ to do iteracyjnego rozwiĢzania ukþadu rwnaı (3.2): (3.2) , . − , , . o . , , o 1 2 poszukiwane referencyjne zmienne zaleŇne znane z aktualnego pomiaru znana dla nie zdegradowanego (referencyjnego) stanu aparatw obiegu Za stan nie zdegradowany, referencyjny przyjmuje siħ na ogþ stan nowej maszyny lub stan maszyny bezpoĻrednio po remoncie. Normy wyznaczajĢ nieprzekraczalny czas miħdzy przejħciem do eksploatacji nowej, wzglħdnie wyremontowanej maszyny, a jej referencyjnym pomiarem cieplno-przepþywowym. Dane z tego pomiaru mogĢ sþuŇyę do Î okreĻlania symptomw degradacji ale takŇe do Î strojenia modelu , tj. wyznaczania charakterystyk cieplno-przepþywowych aparatw na podstawie pomiaru cieplno-przepþywowego przy ich nieuszkodzonej geometrii; (3.3) , . − , , o . , , o 1 2 znane z aktualnego pomiaru poszukiwane charakterystyki c-p aparatw lub/i ich nowa zdegradowana geometria Î MoŇe teŇ chodzię o okreĻlenie brakujĢcych , np. niezmierzonych zmiennych niezaleŇnych (po zestrojeniu modelu z nowĢ zdegradowanĢ geometriĢ) 5 = = . |
Menu
|