На даний момент дуже важливе значення для паливно-енергетичного потенціалу країни має забезпечення нормального, безаварійного та економічного функціонування систем теплопостачання як громадянських так І промислових об’єктів

Идентификация передаточных функций структурных звеньев котлоагрегата с НТКС по результатам эксперимента

Результаты исследований были использованы для идентификации динамических характеристик топки НТКС. При этом определялись параметры, которые невозможно непосредственно измерить используемыми средствами отбора информации.

Для идентификации передаточной функции по контуру «V_tt - Q_tt», с учетом необходимости оценки динамики объекта при всех возможных изменениях параметров твердого топлива, были выбраны характеристики угля:
- рабочие (используемые для проведения теплотехнических расчетов установки [118]) A=40%, W =6,5%, dmo=6мм.
При моделировании предполагалось, что предварительный прогрев НТКС осуществлен до температуры +700⁰С за счет использования жидкого топлива.
Полученные в результате эксперимента (Рис.3.3, характеристика 1) и компьютерного моделирования на базе разработанной математической модели (Рис.3.3, характеристика 2) графики переходных процессов при ступенчатом изменении расхода твердого топлива V_tt приведены в одной системе координат для наглядной демонстрации сходимости результатов компьютерного моделирования с результатами натурного эксперимента.



Производительность КА
Рисунок 3.3 – Изменение Q_tt при ступенчатом воздействии V_tt, A=40%, W=6,5%, dmo=6:
характеристика 1 – результат экспериментальных исследований; характеристика 2 – результат компьютерных исследований на базе матмодели

Анализ характера реальных переходных процессов позволил сделать вывод о возможности представления передаточной функции по каналу «V_tt, - Q_tt» в виде

последовательного соединения звена транспортного запаздывания и апериодического звена первого порядка [25, 98] (Рис 3.3, характеристика 2)

^{W ( p)}VttQtt ^
Ktt
p  T_tt  1
_{ e} p_tt

, (3.1)

где K_tt – передаточный коэффициент, Дж/(м³∙с);
T_tt, τ_tt – постоянные времени, с.
Для условий моделирования при рабочих характеристиках топлива передаточный коэффициент и постоянные времени в выражении 3.1 составили

K ^p = 16,2∙10⁶ кДж/м³, T ^p  100 с,  ^p
 60 с.

tt tt tt

С учетом однозначной связи величин
Q_tt , vv и vg [25, 98] передаточные

функции по каналам каналу «расход твердого топлива – количество прореагировавшего воздуха» принимают вид

^Ktt
_Q p
 vv

 

p
W ( p)   ⁿ  e ^tt
; (3.2)

Vtt Vpr .vz
^Ttt
 p  1

^Ktt _Qp
 vd
  p

^WVtt Vp .sg ^{( p)  } n ^{ e tt}
T_tt  p  1
. (3.3)

Учитывая значительную инерционность тепловых процессов по сравнению со временем пребывания в топочном пространстве газообразных реагентов (секунды или даже доли секунд [73]) передаточные функции по каналам
«количество теплоты Q_tt, отбираемое из слоя – расход дутьевого воздуха V_dv» можно представить в виде безынерционного звена

^WdvQtt ^{( p)  K}VT

. (3.4)

Для условий исследования значение передаточного коэффициента составило К_vt = 980 кДж/м³.

Для определения передаточной функции
^WQttt_ks ^{( p)} по каналу «изменение

аккумулированной НТКС теплоты Q_tt – температура НТКС t_ks» имитация ступенчатого воздействия по количеству теплоты в модели осуществлена изменением производительности дутьевого вентилятора ввиду наличия транспортного запаздывания и инерционности системы при воздействии по топливу (формула 3.5).
Результаты моделирования (характеристика 1) и аппроксимации

передаточной функции
^WQtt t_ks ^{( p)}
в виде апериодического звена первого

порядка (характеристика 2) представлены на рисунке 3.4.




Температура НТКС
Рисунок 3.4 – Зависимость t_ks при ступенчатом изменении поступления теплоты в слой:
характеристика 1 – результат экспериментальных исследований; характеристика 2 – результат исследований с помощью матмодели

В соответствии с выбранной методикой аппроксимации [25] передаточная функция имеет вид:

^WQtt t_ks
( p) 


^Tsl
^Ksl
 p 1
, (3.5)

где коэффициент
^Ksl
составил 0,1°С/кДж при постоянной времени (время,

которое определяет инерционность объекта) T_sl = 610 с.
С учетом возможных в процессе эксплуатации КА колебаний массы КС для последующего синтеза системы управления принято допущение о возможности

изменения величин
^Ksl
^{и T}sl
в пределах ±10% от расчетного [64, 108].

3.