RU1776909C - Способ определени запаса устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор - Google Patents

Abstract

Использование: энергетика дл  использовани  в теплоэнергетических установках , снабженных деаэраторами с двум  деаэрационными колонками. Сущность изобретени : предварительно определ ют гидравлическую характеристику собственно конденсатопровода. Искомую величину запаса наход т как разность значени  производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата и значени  частотной передаточной функции конденсатопровода на нулевой частоте. 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относитс  к области энергетики и предназначено дл  использовани  в теплоэнергетических установках различного назначени , снабженных деаэраторами с двум  деаэрационными колонками, установленными на одном деаэ- рационном баке, например, деаэраторами типа ДП-1600.

Известно, что при определенных услови х (пуск, снижение нагрузки энергоблока и т.д.) система конденсатопровод-деаэратор может потер ть гидродинамическую устойчивость (см., например: Кондратьев А.Д. Причины потери гидродинамической устойчивости деаэратора при снижении нагрузки блока. - Электрические станции, 1984, № 9, с.32-35). Последнее приведет к ухудшению деаэрации воды, сильным гидроударам в трубопроводах основного конденсата вблизи деаэраторов, циклическим напр жением, вызывающим усталостные разрушени  трубопроводов и т.п. (см.Кондратьев А.Д., Кос- тылев В.Ф. Причины гидравлических ударов в деаэраторах энергоблоков и пути их устранени . - Электрические станции, 1980, № 6, с.33-36; Бравиков A.M. Повышение эффективности и эксплуатационной надежности струйно-барботажных деаэраторов. - Электрические станции, 1980, № 7, с.20-23 и т.д.). Пусть имеетс  некоторый объект регулировани  с одним входом и одним выходом , причем на входе и выходе этого объекта действуют случайные процессы. Будет рассматривать случайный процесс, действующий на входе объекта, как возмущающее воздействие, а случайный процесс, действующий на выходе объекта, как реакцию этого объекта на указанное возмущающее воздействие. Тогда путем анализа (спектрального , коррел ционного) названных случайных процессов можно определить частотную передаточную функцию данного

Х| XJ

О Ю О Ю

объекта (см. Солодовников В.В., Усков А.С. Статистический анализ объектов регулировани . - М., Машгиз, 1960, с.35).

Известен способ определени  запаса устойчивости объекта регулировани  с одним входом и одним выходом, в качестве которого рассматривают парогенерирую- щий канал (см.а.с. № 1236247). Данный способ включает измерение в процессе эксплуатации парогенерирующего канала текущих значений перепада давлени  на канале и расхода теплоносител  с последующим выделением случайных пульсаций названных режимных параметров. Затем путем спектрального анализа в диапазоне 1...5 Гц этих пульсаций определ ют значени  частотной передаточной функции парогенерирующего канала. Среди полученных значений частотной передаточной функции отыскивают такое значение, мнима  часть которого равна нулю.

Дл  определени  запасов устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор данный способ не применим в виду того, что в названной системе возможна только апериодическа  неустойчивость (см.приложение к за вке), и при оценке запаса устойчивости необходимо определ ть значение соответствующей частотной передаточной функции на нулевой частоте. Спектральный анализ в диапазоне 1...5 Гц пульсаций расхода конденсата и перепада давлени  на конденса- топроводе не даст никакой информации о запасе устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор . Известный способ в данном случае окажетс  просто неработоспособным в виду того, что в указанном диапазоне частотна  передаточна  функци  конденсатопровода не имеет чисто действительных значений (т.е. значений, мнима  часть которых равна нулю). Во-вторых, исход  только из какого-либо значени  частотной передаточной функции нельз  судить о запасе устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор . Необходимо учитывать соотношени  между частотной передаточной функцией конденсатопровода, определенной в процессе эксплуатации деаэратора, и гидравлической характеристикой этого же конденсатопроводэ (см. приложение к за вке). В данном случае под гидравлической характеристикой понимают гидравлическую характеристику собственно трубопровода, определенную экспериментальным или расчетным путем.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ анализа устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор, акточающий предварительное определение гидравлической характеристики собственно конденсатопровода, измерение в процессе эксплуатации деаэратора текущих значений перепада давлени  на конденса- топроводе и расхода конденсата (см.Нестеров Ю.В. Анализ устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор. - В журн.: Теплоэнергетика, 1986, № 3, с.67-69).

Известный способ, во-первых, обладает низкой точностью, что снижает надежность

0 и эффективность деаэратора. Во-вторых, данное техническое решение не позвол ет определ ть запас устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор в процессе промышленной эксплуатации деаэратора.

5 Последнее также снижает надежность и эффективность деаэратора, не обеспечивает защиту от возможного возникновени  гидроударов в системе конденсатопровод-деаэратор и ухудшени  деаэрации воды

0 вследствие потери названной системой гидродинамической устойчивости.

Цель изобретени  - повышение надежности и эффективности деаэратора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

5 искомую величину запаса наход т как разность значени  производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата, определенного дл  точки гидродинамической характеристики собствен0 но конденсатопровода, соответствующей текущему значению расхода конденсата, и полученного путем анализа случайных пульсаций расхода конденсата и перепада давлени  на конденсатопроводе значени 

5 частотной передаточной функции конденсатопровода на нулевой частоте.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый способ отличаетс  тем, что во-первых, наход т

0 значение производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата, определенное дл  точки гидравлической характеристики собственно конденсатопровода , соответствующей текущему значению

5 расхода конденсата. Во-вторых, определ ют путем выделени  и анализа случайных пульсаций расхода конденсата и перепада давлени  на конденсатопроводе значение частотной передаточной функции конденса0 топроводз на нулевой частоте. А затем наход т искомую величину запаса устойчивости системы конденсатопровод-деаэратор как разность полученных значений производной и частотной передаточной функции. Таким

5 образом, за вленный способ соответствует критерию изобретени  новизна. Сравнение за вленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной области техники, не позволило вы вить в низ признаки, отличающие за вленное решение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию изобретени  существенные отличи . Обоснование соответстви  за вленного технического решени  критерию изобретени  техническое решение задачи представлено в приложении к за вке .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  реализации за вленного способа.

Данное устройство содержит измерительные преобразователи расхода конденсата 1 в конденсатопроводе и перепада давлени  2, Измерительный преобразователь перепада давлени  2 устанавливают таким образом, чтобы измер ть текущее значение перепада давлени  на выбранном конденсатопроводе 3, т.е. между точкой разветвлени  конденсатопроводов (точкой ответвлени  рассматриваемого конденса- топровода) и точкой входа конденсатопро- вода в верхнюю часть колонки деаэратора, Кроме того, устройство содержит блоки 4,5 выделени  переменной составл ющей сигнала , посто нное устройство 6, блок 7 анализа случайных процессов, блок 8 вычитани , блок 9 регистрации и блок 10 управлени . Выход измерительного преобразовател  1 подключен ко входам блока 4 выделени  переменной составл ющей и посто нного запоминающего устройства 6. Выход измерительного преобразовател  2 соединен со входом блока Б выделени  переменной составл ющей сигнала. Выходы блоков 4 и 5 подключены соответственно к первому и второму входам блока 7 анализа, выход которого соединен с первым входом блока 8 вычитани , второй вход которого подключен к выходу посто нного запоминающего устройства 6. Выход блока 8 вычитани  соединен со входом блока 9 регистрации, син- хрозход которого так же, как и синхровходы посто нного запоминающего устройства 6 и блока 7 анализа подключен к соответствующему выходу блока 10 управлени .

Предлагаемый способ реализуют следующим образом. До начала эксплуатации за вленного технического решени  определ ют экспериментальным или расчетным путем (то и другое в насто щее врем  не вызывает никаких затруднений) гидравлическую характеристику конденсзтопровода (собственно трубопровода). Очевидно, что если известна гидравлическа  характеристика конденсатопровода (в координатах G- АР), то известны и значени  производной этой характеристики (производной перепада давлени  по расходу). Значени  указанной производной соответствующие диапазону всех возможных значений расхода конденсата, записывают на каком- либо носителе информации (бумага, магнитна  лента и т.п.).

В процессе эксплуатации предлагаемого технического решени  измер ют текущие значени  расхода конденсата в конденсатопроводе и перепада давлени  на этом же конденсатопроводе. Затем вы0 дел ют случайные пульсации указанных режимных параметров, представл ющие собой стохастические колебани  контролируемых величин вокруг некоторых стационарных значений и всегда присутствующие

5 в процессе нормальной эксплуатации теплоэнергетической установки. Путем анализа случайных пульсаций расхода конденсата и перепада давлени  на конденсатопроводе определ ют значение частотной передаточ0 ной функции конденсэтопровода на нулевой частоте. Просматривают имеющиес  значени  производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата (записанные на выбранном носителе

5 информации) и наход т среди них значение названной производной, которое соответствует зафиксированному в данный момент текущему значению расхода конденсата. Искомый запас устойчивости системы кон0 денсатопровод - деаэратор определ ют как разность полученных значений производной и частотной передаточной функции.

В качестве примера конкретной реализации предложенного способа рассмотрим

5 работу устройства, блок-схема которого изображена на фиг.1. С помощью измерительных преобразователей 1 и 2 измер ют текущие значени  расхода конденсата в конденсатопроводе 3 и перепада давлени 

0 на этом же конденсатопроводе 3 соответственно . Электрический сигнал, пропорциональный текущему значению расхода конденсата, поступает с выхода измерительного преобразовател  1 на входы блока

5 4 и посто нного запоминающего устройства 6. Электрический сигнал, пропорциональный текущему значению перепада давлени  на конденсатопроводе 3, поступает с выхода измерительного преобразовател  2 на

0 вход блока 5. С помощью блоков 4 и 5 выдел ют переменные составл ющие (случайные пульсации) выходных сигналов измерительных преобразователей 1 и 2. С помощью блока 7 определ ют значение ча5 стотной передаточной функции конденсатопровода на нулевой частоте HQo) путем анализа случайных пульсаций расхода конденсата G(t) и перепада давлени  на конденсатопроводе A P(t). В блоке 7 аппаратурно или программно реализуетс  обработка указанных случайных пульсаций согласно выражению:

Н0о)

/lgRi2(r)dr /iЈRii(r)dr

где Rn (г) - автокоррел ционна  функци  стационарного случайного процесса G(t); Ri2 (т) - взаимнокоррел ционна  функци  стационарных случайных процессов G(t) и AP(t).

Определенные до начала эксплуатации предлагаемого устройства значени  производной перепада давлени  на кон- денсатопроводе по расходу конденсата, соответствующие диапазону всех возможных текущих значений расхода конденсата , занос т в посто нное запоминающее устройство 6. Последнее выполн ют до начала эксплуатации предлагаемого устройства .

Когда в процессе эксплуатации рассматриваемого устройства на вход посто н- ного запоминающего устройства 6 поступает с эыхода измерительного преобразовател  1 сигнал, соответствующий текущему значению расхода конденсата, на выходе посто нного запоминающего устройства 6 по команде из блока 10 управлени  по вл етс  сигнал, пропорциональный значению производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата , соответствующему текущему значению расхода конденсата. С помощью блока 8 определ ют разность указанного значени  производной и HQo). Полученное , таким образом, значение запаса устойчивости системы конденсатопровод - деаэратор {электрический сигнал с выхода блока 8) фиксируют в блоке 9 регистрации, который может представл ть собой, например , печатающее устройство. Синхронизацию работы блоков 6-9 осуществл ет единый дл  всего устройства блок 10 управлени .

Предлагаемое техническое решение выгодно отличаетс  от прототипа тем, что позвол ет определ ть запас устойчивости системы конденсатопровод - деаэратор в

процессе промышленной эксплуатации деаэратора. Оперативное определение запаса устойчивости системы конденсатопровод - деаэратор обеспечивает защиту теплоэнергетической установки от возможного возникновени  сильных гидроударов в названной системе и ухудшени  деаэрации воды вследствие потери системой конденсатопровод-деаэратор гидравлической устойчивости. Изложенное выше свидетельствует о том, что за вленный способ повышает надежность и эффективность деаэратора.

В качестве базового объекта дл  вы влени  технико-экономической эффективности за вленного способа выбран прототип. Примечание предлагаемого технического решени  на промышленных теплоэнергетических установках повысит их надежность и

эффективность, снизит затраты на ремонт- но-восстановительные работы и убытки от возможных простоев основного и вспомогательного оборудовани .

По за вленному техническому решению

разработано техническое предложение в соответствии с ГОСТ 2.103-68.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  запаса устойчивости системы конденсатопровод-деазратор

   путем определени  гидравлической характеристики собственно конденсатолровода, измерени  значени  перепада давлени  на конденсатопроводе и расхода конденсата с последующим выделением случайных пульсаций этих параметров, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, определ ют значение производной перепада давлени  на конденсатопроводе по расходу конденсата,

   определенного дл  точки гидравлической характеристики собственно конденеа- топровода, соответствующей текущему значению расхода конденсата, и значение частотной передаточной функции конденсатопровода на нулевой частоте, полученное путем анализа случайных пульсаций расхода конденсата и перепада давлени  на конденсатопроводе, а величину запаса устойчивости определ ют как разность полученных значений.

   i

   а

   /0

   {

   Редактор Т. Иванова

   Техред М.Моргентал

   Заказ 4111ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   U

   г

   Корректор Э. Лончакова