Исследование характеристик многоконтурных систем регулирования параметров газа в технологических комплексах газоавтоматики

• Автор: Смирнов, Илья Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание
Введение
Г лава 1. Анализ характеристик линии газоснабжения с параллельно включенными редукторами давления
1.1. Предварительные замечания
1.2. Нелинейная математическая модель функционирования
1.3. Методика расчета и анализ статических характеристик
1.4. Линеаризованная модель и анализ устойчивости системы
1.5. Экспериментальные исследования системы регулирования
давления газа с параллельно включенными редукторами
1.6. Заключение по главе
Глава 2. Анализ характеристик и методики проектировочных
расчетов линии газоснабжения с последовательно включенными ступенями регулирования давления и температуры
2.1. Предварительные замечания
2.2. Расчет характеристик и выбор параметров подсистемы регулирования температуры газа
2.3. Анализ характеристик и методики проектировочных расчетов подсистемы регулирования давления
2.3.1. Математическая модель базового фрагмента подсистемы регулирования давления
2.3.2. Статическая характеристика базового фрагмента подсистемы регулирования давления
2.3.3. Линейная модель базового фрагмента подсистемы регулирования давления
2.3.4. Математическая модель подсистемы регулирования давления
2.3.5. Статические характеристики подсистемы регулирования давления
2.3.6. Линейная математическая модель подсистемы регулирования давления
2.4. Заключение по главе
Глава 3. Анализ характеристик линии газоснабжения с последовательно-параллельным включением редукторов давления
3.1. Предварительные замечания
3.2. Математическая модель линии газоснабжения с последовательно-параллельным включением редукторов давления
3.3. Статические характеристики линии газоснабжения с последовательно-параллельным включением редукторов давления
3.4. Линейная модель линии газоснабжения с последовательнопараллельным включением редукторов давления
3.5. Заключение по главе
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Известны многообразные технические устройства, в процессе функционирования которых потребляется сжатый воздух или другие газы. Важным агрегатом этих устройств является система газоснабжения, которая обеспечивает выдачу газа от источника питания, чаще всего газобаллонного, к потребителям. По условиям функционирования потребителя параметры газа, его давление, а в ряде случаев и температура должны лежать в заданных, достаточно узких пределах. Поэтому при разработке линии газоснабжения должна решаться задача создания системы регулирования, которая обеспечит стабилизацию давления, а в ряде случаев давления и температуры газа на определенных уровнях с заданной точностью в условиях переменности параметров газа в источнике и переменности расхода газа, подаваемого к потребителю.
Основным элементом системы регулирования давления является редуктор давления. Редуктор - это регулятор, имеющий замкнутый контур с обратной связью по выходному низкому давлению [2, 26]. К настоящему времени разработана целая гамма редукторов, отличающихся пропускной способностью по расходу, допустимыми значениями входного высокого давления и диапазоном воспроизводимых значений низкого давления. По мере увеличения пропускной способности редуктора и значений давлений, которые могут быть поданы на его вход, при повышении требований по точности стабилизации редуцированного давления растет техническая сложность редуктора, его габариты и масса, его стоимость. Одним из путей преодоления сложностей технического задания при создании системы газоснабжения является построение системы регулирования с использованием нескольких редукторов давления. Такая система является многоконтурной [12].
Назовем ряд причин, обуславливающих построение системы регулирования давления как многоконтурной. Это прежде всего высокие требо-
Таблица
Результаты расчета статической характеристики системы с редукторами АР-218 и АР-054.
рр, МПа 23,0 3,61 2,075 1,67 1
р0, МПа 1,5 1,60 1,59 1,55 1
Сравнивая результаты, приведенные в таблице 1.5 и в таблице 1.3, отметим, что параллельное подключение малорасходного редуктора позволило заметно, примерно в 1,5 раза уменьшить статическую ошибку регулирования. Для наглядности по этим результатам построены графики, представленные на рис. 1.3. Кривая 1 на рисунке соответствует системе, построенной на одном редукторе АР-218, а кривая 2 соответствует случаю, когда параллельно редуктору АР-218 подключен малорасходный редуктор АР-054, взявший на себя менее 10 % суммарного расхода газа.
Рис. 1.3. К анализу влияния на статическую характеристику параллельного подключения к основному редуктору малорасходного дополнительного редуктора
Представленный результат подтверждает, что в случае необходимости можно заметно повысить точность стабилизации давления параллельным подключением малорасходного редуктора.
Эффект улучшения статической характеристики за счет параллельного подключения второго редуктора сохраняется лишь в том случае, если ни на одном из редукторов не возникает ограничение по величине площади дросселирующего сечения в клапанной паре. Оптимальное использова-