Метод автоматизированного исследования систем регулирования энергетических турбин при случайных возмущениях

• Автор: Мельников, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 220 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТУРБИН РИ СЛУЧАЙ 1ЫХ ВОЗМУЩЕИЯХ

1.1. Виды и роль случайных возмущений в системах

регулирования турбин.

1.2. Система регулирования турбин КТЗ

1.3. Математическая модель системы регулирования турбин

1.4. Методы исследования систем регулирования турбин.

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИН

теоретические положения

2.1. Математическая формулировка задачи анализа стохастических
систем автоматического управления.
2.2. Численноспектральный метод анализа систем регулирования турбин
в классе нелинейных нестационарных стохастических систем.
2.3. Методы анализа систем регулирования турбин в классе линейных
нестационарных стохастических систем.
2.3.1. Спектральный метод анализа с выборками всех случайных
величин системы
2.3.2. Спектральный метод анализа с выборками случайных величин
инерционной части системы.
2.4. Приложение к задачам параметрического синтеза
ст охастичес к и х с истсм.
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТУРБИН ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ И ИХ ПОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.
3.1. Особенности алгоритмов численноспектрального метода
3.2. Алгоритмы численноспектрального метода.
3.3. Алгоритмы спектральных методов
3.4. Программная реализация алгоритмов автоматизированного исследования стохастических систем.
3.5. Примеры решения задач анализа стохастических систем.
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ К0НДЕНСАЦИ1НЫХ ТУРБИН
КАЛУЖСКОГО ТУРЬИ НИ О ЗАВОДА.
4.1. Исследование систем регулирования турбин с двумя регулируемыми пара отборами
4.2. Исследование системы регулирования турбин
на конденсационном режиме
4.3. Экспериментальная проверка теоретических результатов исследования систем регулирования турбин
4.3.1. Методика проведения эксперимента
4.3.2. Результаты эксперимента.
4.4. Количественная опенка влияния возмущений системы регулирования
на надежность элементов турбины
4.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Все возмущения первой группы отличаются не только относительно большой степенью изменения режима, но и небольшой продолжительностью и малой частотой возникновения: от 1-2 раз в год для режимов сброса нагрузки или импульсной разгрузки до нескольких сотен в год для режимов ночных разгружений и пусков высокоманевренных турбин. Качество работы системы регулирования турбины в условиях действия возмущений первой группы традиционно связанно с требованиями надежности эксплуатации. Быстродействие системы задают, прежде всего, исходя из безопасности ротора при сбросах нагрузки и обеспечения устойчивости энергосистемы в аварийных режимах импульсной разгрузкой турбоагрегата. Из рис. ФЧ регулятора турбины являются определенной условностью. Флуктуации частоты сети /с и управляющие воздействия регуляторов генератора яг приложены к генератору, но воспринимаются датчиками системы регулирования как отклонения частоты вращения и электрической нагрузки. Необходимо учесть, что согласно [] крутильные колебания валопровода при передаче по нему возмущений со стороны генератора вносят дополнительные периодические составляющие в сигнал датчика частоты вращения. Характерной особенностью данных возмущений является их практически непрерывное действие в процессе эксплуатации и стохастический вид сигналов с достаточно широким спектром частот. Требования к качеству регулирования при воздействиях второй т руппы существенно отличаются от требований при воздействии первой группы. Управляющие воздействия gl. Что касается других воздействий второй группы, то их рассматривают как помехи, которые не должны вызывать слишком больших колебаний системы. Некоторое исключение составляют лишь случайные отклонения частоты сети /с, для которых рассмотрено качество регулирования турбины с позиций потребителей электроэнергии и с позиций надежности собственно средств регулирования [, , ]. В целом можно заключить, что верхняя граница частот малых возмущений лежит в области 1- Г'ц, хотя возможны, конечно, и более низкочастотные составляющие. В таблице 1. Для каждого источника возмущений, указаны элементы, через которые согласно рис. ЧВД, ЧСД или 1Д. Экспериментальные данные и экспертные оценки выявляют заметное влияние степени прохождения малых возмущений через систему регулирования и проточную часть на показатели долговечности. Например, обрывы иноков клапанов, разрушения седел клапанов, повреждение чашек клапанов и др. К настоящему моменту становится очевидно, что так же как стремление повысить экономичность турбины заставляет учитывать при сс проектировании все более тонкие аэродинамические эффекты, так и необходимость дальнейшего повышения надежности требует учета относительно малых, но длительно действующих флуктуаций параметров турбины. Таблица 1. Возмущения /с Ри . Таблица 1. К0>КР с/-я/ 0. ЧВД . Дм>Кг С2-П2 0,3 - 1 1 0. Дотб! Л.-г. Ко’Кр С2 - / 0,3-1 0. ЧСД /с>-*>Ди,? Эти изменения сказываются на качестве вырабатываемой энергии и несущей способности турбинных деталей. Исследования динамики регулирования турбин при случайных возмущениях ведутся преимущественно методом математического моделирования, т. Поэтому, как правило, натурные исследования направляют, прежде всего, на получение необходимой информации о процессе случайных возмущений, приложенных к данной системе в реальных условиях. Рассмотрим конденсационную турбину КТЗ ПТ-/-/М (рис. Турбина активного типа имеет два регулируемых (производственный и теплофикационный) и три нерегулируемых отбора пара для регенеративного подогрева мигательной воды. Эта турбина предназначена для привода генератора типа ТВС- мощностью МВт с частотой вращения об/мин, а также для снабжения тепловых потребителей паром из регулируемых отборов. Прогонная часть турбины состоит из одной двухвенечной регулирующей ступени и восемнадцати одновенечиых ступеней. Камерами регулируемых отборов пара турбина делится на ЧВД, ЧСД, ЧНД. ЧВД включает в себя клапанное парораспределение Д с рычажным приводом 4, выполненное в виде восьми односедельных регулирующих клапанов с диффузорными седлами, и проточную часть, состоящую из одной регулирующей ступени и семи одновенечных ступеней. Регулирующая ступень состоит из сегмента сопл / с парциальным подводом пара, двухвенечного рабочего колеса 6 направляющего аппарата 2. Рис.