5. 12 Паровых объемов паровой турбины к-300-240 и блок расчета мощности турбины Nт

Блоки проточной части паровой турбины состоят из систем уравнений, описывающих паровые объемы. Реализация системы уравнений для одного парового объема показана на рис. 14 - рис. 22.

рис. 14. Блок расчета расхода пара через турбинный отсек

рис. 15. Блок расчета конструктивного коэффициента γ

рис. 16. Блок расчета энтальпии пара за группой ступеней

рис. 17. Блок расчета статического уравнения сохранения энергии

рис. 18. Блоки расчета изменения температуры ротора

рис. 19. Блоки расчета изменения температуры статора

рис. 20. Блок расчета теплового потока от пара к металлу

рис. 21. Блок расчета давления пара в промежуточной камере турбины

рис. 22. Блок расчета уравнения материального баланса

Фрагмент одного блока промежуточного объема представлен на рис. 23

рис. 23. Фрагмент одного блока промежуточного объема

Блок расчета внутренней мощности турбины состоит из блоков расчета мощности каждого парового объема (рис. 24).

рис. 24. Блоки уравнений для расчета внутренней мощности турбины

6. Газовоздушный тракт – задача модернизации модели

В целях увеличения информации о происходящих в котле ТГМП-114 процессах было принято решение об имитационном моделировании газовоздушного тракта данного КА [25]. Для этого было изучено вспомогательное оборудование, а также изучены процессы, происходящие в них. Итогом моделирования данного объекта является возможность создания автоматических систем управления разрежения и общего воздуха.

В данной задаче (рис. 25) моделируется вспомогательное котловое оборудование: дымосос ДО-31,5, дутьевой вентилятор ВД-32Б и регенеративный вращающийся подогреватель РВП-68. Более подробно данная задача описана в п.3.2 [25].

рис. 25. Внешний вид задачи "Газовоздушный тракт"

7. Съем данных

Данная задача выполняет роль архивной станции. Кривые и точки во времени необходимых параметров записываются в текстовые файлы, для последующей обработки.

2. Разработка имитационной модели газовоздушного тракта котла тгмп-114

В топке котла ТГМП-114 существует два параметра, характеризующие полноту сгорания топлива и потери с уходящими газами. Это содержание кислорода в дымовых газах, которое характеризует оптимальный воздушный режим в топке, и разрежение. Для получения данных параметров было решено создать упрощенную имитационную модель газовоздушного тракта котла ТГМП-114, которая включила в себя модель РВП-68, ДО-31,5 и ВД-32Б

1. Разработка имитационной модели рвп-68.

рис. 26. Внешний вид составного блока РВП-68

Принятые допущения

При разработке имитационной модели РВП-68 приняты следующие упрощения [1]:

• весь теплообмен происходит в одной точке;

• воздух - идеальный газ с молярной массой 0,029 кг/моль;

• дымовые газы – идеальный газ, состоящий из двуокиси углерода с молярной массой 0,044 кг/моль;

• температурные поля воздуха и дымовых газов однородны по сечению воздухоподогревателя;

• скорости воздуха и дымовых газов по сечению воздухоподогревателя не изменяются;

• аэродинамические сопротивления воздухоподогревателя по ходу воздуха и дымовых газов постоянны и сосредоточены на входе и на выходе;

• расход воздуха на выходе из РВП рассчитывается в соответствии с расходом воздуха на входе путем умножения на коэффициент полученный опытным путем (K=0,39);

• расход газа на входе в РВП рассчитывается в соответствии с расходом газа на выходе путем умножения на коэффициент полученный опытным путем (K=0,4);

• Температура газов перед РВП задается постоянной и равна 508 ⁰С.

Используемые уравнения

Закон сохранения энергии для воздуха:

где D_в1, D_в2 - расход воздуха на входе и выходе РВП, кг/с

c_в1, c_в2 – теплоемкость воздуха на входе и выходе РВП, Дж/кгС

t_в1, t_в2– температура воздуха на входе и выходе РВП,^оС

p_в2– плотность воздуха на выходе РВП, кг/ м³

V_в2– объем воздуха на выходе РВП, м³

Закон сохранения энергии для металла:

где М_м– масса металла, кг;

Т_м– температура металла,С;

Q₁– количество тепла, воспринимаемое металлом от дымовых газов, Дж/с:

Q₂– количество тепла, отдаваемое металлом воздуху, Дж/с:

F_гм- поверхность теплообмена от дымовых газов к металлу, м²

F_мв- поверхность теплообмена от металла к воздуху, м²

Закон сохранения энергии для дымовых газов:

где D_г1, D_г2 - расход газов на входе и выходе РВП, кг/с

c_г1, c_г2 – теплоемкость газов на входе и выходе РВП, Дж/кгС

_г1,_г2– температура газов на входе и выходе РВП,^оС

р_г2– плотность газов на выходе РВП, кг/ м³

V_г2– объем газов на выходе РВП, м³

табл. 14. Исходные данные [15]

Наименование величины	Обозначение	Размерность	Значение
Теплоёмкость металла	См	Дж/кгС	527
Площадь поверхность теплообмена от дымовых газов к металлу	Fгм	м2	26000
Площадь поверхности теплообмена от металла к воздуху	Fмв	м2	26000
Масса металла	Мм	кг	74400
Коэффициент теплоотдачи от газов к металлу	1	Дж/м2сС	19,89
Коэффициент теплоотдачи от металла к воздуху	2	Дж/м2сС	58,26
Теплоёмкость воздуха на входе	Св1	Дж/кгС	5866
Теплоёмкость воздуха на выходе	Св2	Дж/кгС	6008
Плотность воздуха на выходе	pв2	кг/м3	0,522
Объем воздуха на выходе	Vв2	м3	374
Температура воздуха на входе	Tв1	С	60
Теплоёмкость газов на входе	Сг1	Дж/кгС	7228
Теплоёмкость газов на выходе	Сг2	Дж/кгС	6836
Плотность газов на выходе	pг2	кг/м3	1,132
Объем газов на выходе	Vг2	м3	640
Температура газов на входе в РВП	г1	С	508

рис. 27. Схема модели РВП-68

рис. 28. Внутренняя структура модели РВП-68

На рис. 26 представлен внешний вид алгоблока, который моделирует поведение в среде моделирования МЕЗОН. Схема модели, представленная на рис. 27, иллюстрирует использование законов сохранения, а рис. 28 показывает их практическое применение в модели РВП-68