Управление тепловой нагрузкой автоматизированных барабанных паровых котлов в пусковых режимах

• Автор: Пантелеймонов, Александр Валериевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 161 с.

Введение.

1. Обзор литературы

2. Техникоэкономический анализ режимов пуска парового котла.

2.1. Технологический процесс пуска парового котла и его экономический анализ

2.2. Анализ технологических операций пуска парового

3. Математическое моделирование процессов парового

3.1 Математическая модель физикохимических процессов парового котла

3.2 Математическая модель динамики давления в паровом котле.

4. Алгоритмы оптимального управления тепловой нагрузкой парового котла

4.1. Оптимальное управление нагрузкой без ограничений на параметры состояния.

4.2. Оптимальное управление нагрузкой парового котла с учетом ограничений на параметры состояния и управления.
4.3. Адаптация математической модели в задаче управления нагрузкой с учетом ограничений на параметры состояния и
управления
5. Управление тепловым потоком на паровом котле
5.1. Регулирование теплового потока расхода топливного газа в топке парового котла.
5.2. Алгоритм управления тепловым потоком на паровой котел .
Заключение.
Библиографический список.
Приложение 1. Назначение и технические характеристики объекта
управления.
Приложение 2.Технологические алгоритмы пуска парового котла
Приложение 3. Описание схемы автоматизации объекта управления.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ II ОБОЗНАЧЕНИЙ
АСР автоматическая система регулирования
ММД математическая модель динамики
КПТ конвективный подъмный теплообменник
БИ барабаниспаритель
КОТ конвективный опускной теплообменник
ХТП химикотехнологический процесс
РНЭ режим нормальной эксплуатации
ТОУ технологический объект управления
ЭП экономические потери
ГИО газоимпульсная очистка
ТП технологический процесс
ХОВ химочищенная вода
СЛУ система логического управления
СУ сужающее устройство
ВВЕДЕНИЕ


Это позволяет прогнозировать скорость прогрева котла и использовать для определения оптимальных временных программ прогрева методы математического моделирования. Температура в какойлибо точке нагреваемого тела определяется решением уравнения теплопроводности при соответствующих начальных и граничных условиях . Однако, программирование прогрева деталей котлов значительно облегчается, если связь между температурой в заданных точках нагреваемых деталей и температурой пара удается приближенно описать более простыми, обыкновенными дифференциальными уравнениями или системами обыкновенных дифференциальных уравнений, если, например, необходимо знать распределение температур. В общем случае процессы, протекающие в участках котла, описываются системами нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, вытекающими из уравнений движения рабочей и греющей сред, сохранения энергии и вещества при теплопередаче . Уравнения математического описания динамики составляются для элементарного объема трубопровода. В этих условиях все предположения о постоянстве параметров по объему звучат гораздо более правдоподобно, чем в случае рассмотрения парогенератора в виде сосредоточенной емкости. Р и в общем случае функции координаты. Расход рабочего тела на выходе из бесконечно малого элемента канала можно заменить значением расхода на входе и линейным приращением его. Для элементарного объема это выполняется весьма точно, поэтому дифференциальные уравнения обладают большой точностью. Лишь в очень редких случаях такое предположение приводит к нарушению точности в описании процесса так называемые парадоксы гидродинамики. Уравнение энергии выводится путем составления энергетического баланса для элементарного объема, отсекаемого в обогреваемом канале двумя близко расположенными сечениями. Изменение энергии вдоль координаты принимается линейным. Основные составляющие энергетического баланса элементарного объема выявляются при детализации притоков и стоков тепла. Приток обусловлен конвективным переносом тепла вместе с рабочим телом, обогревом в общем случае переменным по длине и времени, теплопроводностью рабочего тела и металлической стенки продольная передача тепла. Тепловая энергия расходуется сток тепла на нагревание рабочего тела в объеме, передачу тепла движущимся рабочим телом, передачу тепла за счет теплопроводности рабочего тела и металла и на увеличение кинетической энергии потока. Составляющие притока и стока энергии неравноценны. Приток и сток энергии за счет теплопроводности рабочего тела и
1. Подставляя значение Р8 в уравнение 1. Очевидно также, что переход тепловой энергии в кинетическую энергию потока, а также расходование кинетической энергии на тепловые потери в результате трения мало. При исследовании динамики промышленных теплообменников упомянутыми составляющими можно пренебречь. Тв расход рабочего тела на входе и выходе в парообразующую поверхность соответственно, кгс 1 и I энтальпия рабочего тела на входе и выходе в парообразующую поверхность соответственно, кДжкг. Энтальпия рабочего тела есть искомая функция, зависящая от времени и координаты длины. Тепловая нагрузка является заданной функцией длины и времени. По существу, это разложение в ряд Тейлора с отбрасыванием членов второго и более высоких порядков малости. Для бесконечно малой длины это условие выдерживается достаточно точно. После подстановки 1. Тепловой поток выражается из уравнения теплообмена. В дальнейшем будем считать, что коэффициент теплоотдачи в динамических режимах
1. Уравнение состояния обычно дается в табличной форме . В общем случае это связь плотности рабочего тела воды, пара, пароводяной смеси и энтальпии с давлением и температурой зависимости 1. Уравнение движения представляет одну из форм уравнения второго закона Ньютона, записанного для потока жидкости. В уравнении 1. Левая часть уравнения 1. В правой части уравнения 1. Третья составляющая записана по существу в эмпирической форме. В задачах динамики обычно имеют дело с устойчивым потоком, изменение движения которого в переходном процессе происходит сравнительно медленно, поэтому инерционными силами можно пренебречь.