МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНОЇ ЧАСТИНИ ЕНЕРГОБЛОКА ТЕС В ЗАДАЧАХ ЙОГО ПРОЕКТУВАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Анотація

Метою роботи є створення математичних моделей та комп’ютерних програм для розв’язання задач проектування та експлуатації низькопотенційної частини енергоблока теплової електростанції (ТЕС). Задачами проектування низькопотенційної частини в складі теплової схеми енергоблока ТЕС є синтез оптимальної за структурою та параметрами теплової схеми в базовому режимі роботи та розрахунки схеми в режимах, відмінних від базового. Важливою задачею експлуатації енергоблока є підготовка його персоналу. Ефективним засобом такої підготовки є комп’ютерні тренажери. Математичні моделі статичних та динамічних режимів енергоблока, які необхідні для виконання цих задач, розроблені за методом ІПМаш (Інститут проблем машинобудування) НАНУ-ВНТУ логіко-числового моделювання енергетичних установок (ЕУ). Складовими методу є такі методики: передання конструктивно-технологічних структур ЕУ, логіко-числове моделювання фізичних процесів в устаткуванні ЕУ, ідентифікація математичних моделей устаткування ЕУ, управління програмною реалізацією математичної моделі ЕУ. Структури ЕУ передаються графами. Граф, елементи якого закодовані відповідно до технологічного призначення їхніх прообразів, називається технологічним. Технологічні процеси описуються рівняннями у вигляді добутків числових та логічних функцій. Суть моделі елемента устаткування, що ідентифікується, для визначення його характеристики полягає в такому: 1) за основу моделі береться спрощений метод визначення цієї характеристики; 2) метод доповнюється системою ідентифікаційних рівнянь, вид яких встановлюється на основі математичної обробки даних фізичного експерименту; 3) емпіричні коефіцієнти в цій системі вважаються величинами середньостатистичними і в конкретних випадках реалізації моделі можуть змінюватися; 4) припускається, що для цієї моделі можна отримати деяку обмежену за обсягом інформацію про характеристику модельованого елемента; 5) вирішується задача підбору значення емпіричних коефіцієнтів моделі так, щоб відхилення значень характеристики, визначеної за допомогою моделі, від відомої, були мінімальними. Ідентифікація моделі за експериментальними даними виконується методом найменших квадратів. Управління програмною реалізацією моделі енергетичної установки є внутрішнє і зовнішнє. Внутрішнє управління полягає в забезпеченні функціонування операторної системи, як цілої на технологічному графі і його інформаційної мережі. В залежності від логічної інформації, яку містить технологічний граф, логічні функції логіко-числових модулів набувають конкретних значень, наслідком чого є формування і розв’язок системи рівнянь і нерівностей. Зовнішнє управління незалежними змінними математичної моделі виконується за допомогою програми їхньої оптимізації або з екрану дисплея у варіантних розрахунках. За згаданим методом розроблені математичні моделі статичних режимів блока для його проектування та математичні моделі динамічних режимів блока для комп’ютерного тренажера. Також розроблені програми розрахунків водосховища та маслоохолоджувачів.

На сьогодні температура довкілля перевищує проектну, що призвело до недовироблення електроенергії блоком ТЕС. Подано результати дослідження сучасних гідрологічних режимів водосховища, показана доцільність збільшення поверхонь теплообміну конденсатора та маслоохолоджувача. Розраховані економічні вакууми в конденсаторі діючого блока для збільшених непроєктних температур води у водосховищі.

Для набуття навичок управління устаткуванням низькопотенційної частини енергоблока ТЕС розроблено навчальне заняття, яке виконується на комп’ютерному тренажері блока. Метою заняття є пуск та набирання вакууму конденсаційною установкою. Головними задачами заняття є заповнення частини міжтрубного простору конденсатора водою з баків запасу хiмочищеної води, подання в труби конденсатора циpкуляцiйної води з водосховища, зниження тиску середовища в міжтрубному просторі конденсатора з атмосферного до вакууму. Виконанням задач заняття є відповідність досягнутих параметрів конденсаційної установки їх нормативним значенням.