Применение адаптивных моделей нестационарного течения жидкостей и газов для задач управления в замкнутых газотурбинных установках и диагностики аварий в разветвленных трубопроводных системах

• Автор: Коняхин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с.

Содержание.
ПРЕДИСЛОВИЕ
ЧАСТЬ 1. ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Энергетические установки
1.2. Некоторые сведения из теории замкнутых газотурбинных установок.
2. ВОПРОСЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕН ИЯ ЗАМКНУТЫХ ГАЗО - ТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
2.1. Моделирование замкнутых газотурбинных установок
2.2. Математическая модель нестационарных процессов в замкнутом газо - турбинном контуре
2.2.1. Допущения, положенные в основу математической модели ЗГТК.
2.2.2. Принципиальные пневмогидравлические схемы ЗГТК
2.2.3. Математическая модель течения газа в ЗГТК
2.2.4. Математическая модель турбины
2.2.5. Математическая модель компрессора
2.2.6. Решение системы уравнений
2.3. Разностные методы решения задач гидро и газо динамики
2.3.1. Понятие консервативности схемы. Пример влияния не консервативности
2.3.2. Разностная схема Лакса - Вендроффа
2.4. Некоторые замечания и результаты исследований системы регулирования замкнутым газо - турбинным контуром
2.4.1. Компенсагщя возмущений, влияющих на максимальный уровень электрической мощности вырабатываемой ЗГТК
2.4.2. Достижение частичных режимов работы по уровню электрической мощности
2.4.3. Дополнительные соображения по системе автоматического регулирования ЭУ
3. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАМКНУТЫМ ГАЗО - ТУРБИННЫМ КОНТУРОМ
3.1. Проблемы диагностики ЗГТК
ЧАСТЬ 2. ПРОБЛЕМА БЕЗОПАСНОСТИ В СИСТЕМЕ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
4. ДИАГНОСТИКА УТЕЧЕК

4.1. Обзор основ! 1ых методов диагностики утечек в трубопроводных СИСТЕМАХ
4.1.1. Физические процессы, протекающие при возникновении утечки
4.1.2. Классификация методов диагностирования утечек
4.1.3. Краткое описание методов диагностики
4.1.4. Классификация причин возникновения утечек в трубопроводных системах
4.1.5. Требования к характеристикам функционирования
4.1.6. Выводы
5. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ УТЕЧЕК
5.1. Физическая картина течения
5.1.1. Свойства сплошной среды
5.2. Метод диагностики утечек на основе изменения профиля давления вдоль трубы (метод 1)
5.2.1. Математическая модель метода диагностики утечек
5.2.2. Экспериментальные данные по изменению профиля давления вдоль трубопровода при возникновении утечки
5.2.3. Метод диагностики
5.3. Метод диагностики утечек с использованием нестационарной математической модели трубопровода (метод 2)
5.3.1. Математическая модель течения жидкости в разветвленной ПГС..
5.3.2. Расчет и моделирование нестационарных процессов в нефтепроводах.

5.3.3. Экспериментальные данные по применению метода 2 при возникновении утечки на трубопроводе
5.3.4. Анализ экспериментальных данных
5.4. Экспериментальные исследования
5.4.1. Испытательный полигон
5.4.2. Основные технологические операции, моделируемые на полигоне.
5.4.3. Экспериментальная проверка системы определения утечек (СОУ)
5.4.4. Объект проведения экспериментальных работ
5.4.5. Обобщение экспериментальных данных
6. ПРОБЛЕМА ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОВЕДЕННОГО АНАЛИЗА
6.1. Ложные срабатывания из-за плохой настройки системы обнаружения УТЕЧЕК
6.2. Ложные срабатывания системы обнаружения утечек из-за плохой системы телеизмерений или плохого измерительного оборудования (датчики давления, расходомеры и т.д.)
6.3. Ложные срабатывания алгоритмов системы обнаружения утечек,
основанных только на измерении давления, из-за переходных процессов.

6.4. Ложные срабатывания системы обнаружения утечек из-за ОГРАНИЧЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТА
6.5. Заключительные замечания
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА

Таким образом, на данном этапе в проблеме регулирования ЗГТК можно выделить две задачи.
1. Компенсация возмущений, влияющих на максимальный уровень электрической мощности вырабатываемой ЗГТК.
2. Достижение частичных режимов работы по уровню электрической мощности.
Следует заметить что, перед решением задачи управления проводилась увязка и оптимизация расчетных узлов и параметров ЗГТК.
Основные исходные данные сводятся к следующему:
• Общий кпд преобразования - не менее 0.2;
• Номинальное значение температуры рабочего тела перед турбиной -1025 ±25 К0;
• Номинальное значение температуры перед компрессором - 360 К";
• Коэффициент гидродинамического совершенства - 0.96;
• кпд турбины - 0.89;
• кпд компрессора — 0.82;
• электромагнитный кпд генератора — 0.94;
• эффективность теплообменников - 0.95.
Оптимизация основных параметров проводилась из условия минимума поверхности холодильника излучателя. Распределение основных параметром контура при температуре нагревателя 1025К°(выбиралась из конструктивных соображений) представлено в таблице 3.
Таблица 3.
ти Тм т1соЫ Тл ме Л К 7Г1 лк
к0 К0 К0 К0 К0 кгсек м2 % кВт
1025 800 559 360 511 2.62 58 23 109 2.06 3.