Модель пароводяного тракта энергоблока Советский патент 1993 года по МПК G06G7/48 

(Л

С

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при наладке систем управления энергоблоком. Цель изобретения - повышение точности моделирования в широком диапазоне изменения параметров насыщенного пара. Для достижения поставленной цели в устройство введены интегросумма- тор, сумматор, блок деления, два квадратора. По модели выполняют работы по оптимизации алгоритмов систем управления и по уточнению параметров их настройки, а также испытание систем управления при специальных возмущениях. 1 ид.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при разработке и наладке систем управления энергоблоком.

Известно устройство для моделирования систем регулирования мощности энер- гоблоков включающее в себя модель пароводяного тракта котла и турбогенератора, содержащую интегросумматор, блок умножения, первый и второй сумматоры, блок извлечения корня и блок деления, вход модели по сигналу заданного относительного открытия клапанов турбины соединен с входом делителя блока деления, выход которого подключен к выходу модели по сигналу давления пара перед турбиной и к вычитающему входу первого и первому входу второго сумматоров, выходы которых соединены

с соответствующими входами умножения, выход которого подключен к входу блока извлечения корня, выход которого соединен с входом делимого блока деления и с выходом модели по сигналу расхода пара. В известном устройстве выход интегро- сумматора, имитирующего аккумулирующую емкость пароводяного тракта, подключен к суммирующему входу первого и к второму входу второго сумматоров. При этом достаточно высокая точность моделирования обеспечивается только для режимов с номинальным давлением, в которых аккумулирующая емкость пароводяного тракта остается практически постоянной. При переходе в режим скользящего давления пара точность этой модели недопустимо снижается.

3

ел

Ј С

В другом устройстве для моделирования систем регулирования мощности энергоблоков точность модели пароводяного тракта в режиме скользящего давления повышена включением на входах интегросум- матора блоков умножения, реализующих учет влияния давления пара на величину аккумулирующей емкости в соответствии с экспериментальными данными для энергоблоков сверхкритического давления, по которым аккумулирующая емкость обратно пропорциональна давлению. Недостатком этой модели является снижение ее точности для энергоблока, парогенератор которого работает на насыщенном паре, Снижение точности вызвано влиянием существенной нелинейности в зависимости давления насыщенного пара от теплосодержания кипящей котловой воды, а также влиянием непостоянства массы котловой воды при изменениях нагрузки и при изменениях уровня воды в парогенераторе.

Целью изобретения является повышение точности моделирования технологических процессов в энергоблоке, парогенератор которого работает на насыщенном паре, при изменениях параметров пара в широком диапазоне, при изменениях нагрузки энергоблока и при изменениях уровня воды в парогенераторе.

Поставленная цель достигается тем, что в известную модель, содержащую первый : интегросумматор, блок умножения, первый, второй и третий сумматоры, блок извлечения корня, первый блок деления и источник сигнала смещения, вход модели по сигналу заданного относительного открытия клапанов турбины соединен с входом делителя первого блока деления, выход которого подключен к выходу модели по сигналу давления пара перед турбиной и к вычитающему входу первого и первому входу второго сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен к входу блока извлечения корня,выход которого соединен с входом делимого первого блока деления и с выходом модели по сигналу расхода пара, первый выход источника сигнала смещения подключен к первому входу третьего сумматора, введены второй интегросумматор, четвертый сумматор, второй блок деления, первый и второй квадраторы, выход блока извлечения корня подключен к инвертирующим входам первого и второго интегросум- маторов, к входам которых подключены соответственно вход модели по сигналу заданного тепловосприятия обогреваемой части тракта и вход модели по сигналу заданного расхода питательной воды, выход второго интегросумматора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к входу делителя второго блока деления, второй выход источника

сигнала смещения соединен с первым входом четвертого сумматора, выход первого интегросумматора подключен к второму входу четвертого сумматора, выход которо- го соединен с входом делимого второго бло0 к а деления, выход которого через последовательно соединенные первый и второй квадраторы подключен к суммирующему входу первого и второму входу второго сумматоров и к выходу модели по сигналу

5 давления в парогенераторе. Введением вто-. рого интегратора, третьего и четвертого сумматоров, источника сигнала постоянного смещения и второго блока деления реализована зависимость аккумулирующей

0

емкости по теплу от массы котловой воды.

Введением квадраторов аппроксимирована существенно нелинейная зависимость давления насыщенного пара от теплосодержания кипящей воды. .

5 На чертеже представлена схема предлагаемой модели.

Модель содержит первый интегросумматор 1, первый сумматор 2, второй сумматор 3, блок 4 умножения, блок 5 извлечения

0 корня, блок 6 деления, а также второй интегросумматор 7, третий сумматор 8, четвертый . сумматор 9, второй блок 10 деления, первый квадратор 11, второй квадратор 12 и источник 13 сигнала постоянного смещения.

5 Модель работает следующим образом. При настройке модели вначале отключают входы интеграторов 1 и 7 от блока 5, от первого входа Q модели и от третьего входа W модели. Затем коэффициентом загрубле0 ния второго входа третьего сумматора 8 устанавливают на выходе сумматора 8 сигнал, величина которого соответствует массе котловой воды в исходном состоянии. При этом моделируемая величина массы котловой во5 ды должна быть больше реальной на величину, соответствующую тепловой емкости металла парогенератора. Затем коэффициентом загрубления второго входа четвертого сумматора 9 устанавливают на выходе

0 сумматора 9 сигнал, соответствующий такому количеству аккумулированного тепла, при котором сигнал Pi на выходе второго квадратора 12 и на выходе модели соответствует, давлению в парогенераторе для мо5 делируемого исходного состояния. После этого подают на второй вход модели и, соответственно, на второй вход блока 6 деления сигнал h, величина которого соответствует относительному открытию клапанов турбины в исходном состоянии. После этого одимаковым и одновременным изменением коэффициентов загрубления по обоим входам первого сумматора 2 устанавливают на выходе блока 5 извлечения корня сигнал D, величина которого соответствует расходу пара от парогенератора к турбине в исходном состоянии. При этом сигнал Р на выходе блока 6 деления должен иметь величину, соответствующую давлению пара перед турбиной в исходном состоянии. Если величина сигнала Р оказалась меньше ожидаемой, нужно последовательными приближениями путем поочередного уменьшения масштаба сигнала h и уменьшения коэффициентов загрубления сумматора 2, добиться соответствия.величин сигналов Р и D. Если сигнал Р имеет величину большую, чем требуется для отображения давления перёд турбиной в исходном состоянии, соответствие величин сигналов Р и D достигают последовательным увеличением масштаба сигнала гГи увеличением коэффициентов загрубления сумматора 2. После уточнения масштаба сигнала h и настройки коэффициентов загрубления входов первого сумматора 2, настраивают модель на тре- буемую точность моделирования аккумулирующей емкости энергоблока. При этом подключают вторые инвертирующие .входы интеграторов 1 и 7 к выходу блока 5 извлечения корня, первый вход интегратора 1 - к первому входу Q модели и первый вход интегратора 7 - к третьему входу W модели. Затем к выходам PI, Р и D подключают регистрирующие приборы, определяют кривые разгона сигналов PI, Р и D при ступенчатых возмущениях по-входам h и Q, сравнивают полученные кривые с экспериментальными кривыми разгона, снятыми на реальном энеогоблоке при аналогичном исходном состоянии. Если инерционность кривых разгона, снятых на модели, окажется меньшей, чем инерционность экспериментальных кривых, нужно увеличить коэффициент загрубления второго входа третьего сумматора 8 и одновременно увеличить коэффициент загрубления второго входа четвертого сумматора так, чтобы сигнал Рт давления в парогенераторе на выходе второго квадратора 12 сохранил исходное значение. Если инерционность модельных кривых разгона окажется большей; чем инерционность экспериментальных кривых, нужно уменьшить коэффициенты загрубления вторых входов третьего сумматора 8 и четвертого сумматора 9 так, чтобы сигнал PI остался равным исходному. После достаточно полного совмещения кривых разгона модели и реального энергоблока проверяют точность

моделирования для других исходных состояний, для которых имеются экспериментальные кривые разгона реального энергоблока. При переводе модели в другое 5 исходное состояние необходимо максимально точное отображение процесса изменения материального небаланса расходов пара и питательной воды процессом изменения разности сигналов (W - D) с тем, что0 бы интеграл этой разности правильно отображал изменение массы котловой воды и соответствующее этому изменение аккумулирующей емкости парогенератора при переходе в новое исходное состояние. В

5 этом случае инерционность кривых разгона модели и реального энергоблока при новом исходном состоянии будет практически одинаковой. Если инерционность кривых разгона модели при новом исходном состоянии

0 окажется заметно меньшей, чем инерционность реального энергоблока в аналогичном состоянии, нужно увеличить интеграл разности сигналов (W-D) путем временного уве- личения сигнала W на третьем входе

5 модели, после чего восстановить исходные значения Pi, Р и D временным увеличением сигнала Q. Если инерционность кривых разгона модели окажется большей, чем требуется, нужно уменьшить интеграл разности

0 сигналов (W-D) временным уменьшением сигнала W на третьем входе модели, а затем восстановить параметры исходного состояния временным уменьшением сигнала Q. Таким образом настройкой модели достига5 ется точное отображение изменений массы котловой воды и, соответственно, аккумулирующей, емкости по теплу при переходах в заданные исходные состояния. В дальнейшем при работе с моделью необходимо кон0 тролировать, а в случае необходимости и корректировать соответствие величины сигнала интегратора 7 значению, найденному при настройке модели для соответствующего исходного состояния.

5После настройки модели выходы модели PI, Р и D подключают к входам исследуемой системы управления, а входы модели h, Q и W подключают к выходам исследуемой системы. На модели выполняют работы по оптимиза0 ции алгоритмов систем управления и по уточнению параметров их настройки, а также испытания систем управления при специаль-. ных возмущениях. Это сокращает количество и продолжительность отклонения от нормаль5 ного режима эксплуатации при внедрении, .

наладке и испытаниях систем управления, а также повышает качество работы внедренных систем, что способствует улучшению показателей надежности и экономичности работы энергоблока.

Формул а изобретения Модель, пароводяного тракта энергоблока, содержащая первый интегросумма- тор, блок умножения, первый, второй и третий сумматоры, блок извлечения корня, первый блок деления и источник сигнала смещения, вход модели по сигналу заданного относительного открытия клапанов турбины соединен с входом делителя первого блока деления, выход которого подключен к выходу модели по сигналу давления пара перед турбиной и к вычитающему входу первого и первому входу второго сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен к входу блока извлечения корня, выход которого соединен с входом делимого первого блока деления и с выходом модели по сигналу расхода пара, первый выход источника сигнала смещения подключен к первому входу третьего сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования в широком Диапазоне изменения параметров насыщенного пара, в нее введены второй

й

интегросумматор, четвертый сумматор, второй блок деления, первый и второй квадраторы, выход блока извлечения корня подключен к инвертирующим входам перво5 го и второго интегросумматоров, к входам которых подключены соответственно вход модели по сигналу заданного тепловоспри- ятия обогреваемой части тракта и вход модели по сигналу заданного расхода

10 питательной воды, выход второго интегро- сумматора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к входу делителя второго блока деления, второй выход источника сигнала смещения со15 единен с первым входом четвертого сумматора, выход первого интегросуммато- ра подключен к второму входу четвертого сумматора, выход которого соединен с входом делимого второго блока деления, выход

20 которого через последовательно соединенные первый и второй квадраторы подключен к суммирующему входу первого и второму входу второго сумматоров и к выходу модели по сигналу давления в парогене- 25 раторе.