2.3 Выбор паропровода

Паропровод – это запаздывающее звено системы. Если, например, рассматривается транспортный перенос скалярной субстанции в паропроводе постоянного сечения и длиной L, то математическая модель динамики переноса может быть представлена в переменных «вход-выход» следующей трансцендентной передаточной функцией (передаточной функцией идеального запаздывающего звена):

где T(L, s) – изображение по Лапласу сигнала на выходе из паропровода;

T(0, s) – изображение по Лапласу сигнала на входе в паропровод;

t – постоянная запаздывания (время транспортировки), с.

где L – длина паропровода, м;

V_П – скорость течения пара, м/с.

где i₀ – начальная энтальпия пара, кДж/кг;

i₁ – конечная энтальпия пара, кДж/кг.

Согласно данной технической установке управления паротурбинным генератором, имеем следующие технические характеристики паропровода: i₀=2770 кДж/кг, i₁=2400 кДж/кг, диаметр паропровода составляет 1200 мм, расход рабочего пара 3500 кг/ч или 30 м³/ч, расход охлажденной воды 1800 т/ч, площадь поперечного сечения паропровода составляет 1.1304 м², площадь прохода при максимально открытой заслонке S_max=1.1275 м².

Следовательно, постоянная запаздывания имеет значение:

При максимальном расходе время будет минимальным:

где S_тр – площадь поперечного сечения паропровода, мм².

Коэффициент усиления определяется как отношение давления P_max к площади прохода при максимально открытой заслонке S_max:

где P_max – значение максимального давления, МН/м²;

S_max – площадь прохода при максимально открытой заслонке, м².

Упрощения расчетов паропровода можно также представить в виде резервуара с паром, как апериодического звена первого порядка:

где – постоянная времени звена.

С учетом рассчитанных коэффициентов передаточная функция паропровода

2.4 Выбор котельного агрегата

Котлоагрегат, котельный агрегат, конструктивно объединённый в единое

целое комплекс устройств для получения под давлением пара или горячей воды за счёт сжигания топлива. Главной частью котлоагрегата являются топочная камера и газоходы, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель). Элементы котлоагрегата опираются на каркас и защищены от потерь тепла обмуровкой и изоляцией. Котлоагрегаты применяются на тепловых электростанциях для снабжения паром турбин; в промышленных и отопительных котельных для выработки пара и горячей воды на технологические и отопительные нужды; в судовых котельных установках. Конструкция котлоагрегата зависит от его назначения, вида применяемого топлива и способа сжигания, единичной паропроизводительности, а также от давления и температуры вырабатываемого пара.

Котлоагрегат для энергоблока мощностью 5001380 МВт представляет собой сооружение высотой более 50360 м, в плане занимает площадь порядка

13 тыс. м². На сооружение такого котлоагрегата расходуется около 4,57 тыс. т металла, примерно 1/3 этого количества приходится на трубные системы, работающие под давлением 1314 Мн/м². КПД котлоагрегата превышает 90%.

Температура первичного нагрева 585565⁰С, температура вторичного перегрева 570⁰С, номинальное значение паропроизводительности 16004600 т/ч, давление пара 1314 МН/м² (кгс/см²). Удельный вес перерабатываемого пара составляет 2500 г/м³, максимальный расход пара 30 м³/ч.

Передаточная функция в общем виде запишется следующим образом:

γ – удельный вес пара, кг/м³;

h₀ – максимальная высота подъема пара, м;

q – максимальный расход пара, м³/с.