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

n

Q
Низшая рабочая теплота сгорания Рабочая влажность Wp = 9 %; Рабочая зольность Ap = 35,5 %;
^{p  17991} кДж/кг;

Требуемый объем воздуха на один кг топлива vv=4.77 м³/кг; Объем продуктов сгорания на один кг топлива vg=5.16 м³/кг;
Массив возможных температур для задания массивов энтальпий воздуха и продуктов сгорания, t= -100:100:1500 ⁰С:

dv
Таблица А.1 – Массив объемных энтальпий воздуха ^I v ^{ f ( t )} , кДж/ м³

t, ^0С	-100	0	100	200	300	400	500	600
^I^v, кДж/ м^3 dv	-125.52	0	132.21	266	402.5	541.4	683.7	829.3

700 ^0С	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500
979	1129.7	1280.3	1435	1594	1753	1912	2075.3	2238.4

Таблица А.2 – Массив энтальпий продуктов сгорания,
v

I


p.sg
^{f ( t )} кДж/ м³;

t, ^0С	-100	0	100	200	300	400	500	600
^Iv , кДж/ м^3 psg	-137	0	138.7	280.6	426.5	576.5	731.4	888.7

700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500
1050.9	1217.9	1388.2	1560.1	1733.6	1907	2085.5	2267	2447

Исходные значения технологических параметров при моделировании:

ks
Температура кипящего слоя:
^T 0 ^ 750 ⁰C;

tt
Расход твердого топлива: ^V 0 ^{ 0,00008}
м³/с;

d .vozd
Расход дутьевого воздуха: ^V 0 ^{ 1} м³/с;


Технологические ограничения по условиям существования КС: Температура кипящего слоя: 750 ⁰С ≤ t_ks≤ 950 ⁰C;
Скорость дутьевого воздуха: 0,5 м/с≤ ω_v≤ 2,5 м/с;
Граничные значения управляющих воздействий: Объемный расход твердого топлива V_tt = 0…4∙10^-3 м³/c:
Объемного расхода дутьевого воздуха: V_dt = 0…5 м³/c: Коэффициент погружения ППН в слой k_ks = 0…1;
Характеристика котлоагрегата Тип котлоагрегата: КВКС-3,489

pol
Номинальная мощность: Qⁿ = 3,489 МВт
Площади поверхностей нагрева:
ППН – F_ppn = 2, 11 м²;
ЭПН – F_epn = 9 м²; КПН – F_kpn = 129 м²; ЭК – F_ek = 100 м²;
G = 33 кг/с – массовый расход воды в системе;
tⁿ_v – температура нагретой воды, которая поступает потребителям, ⁰С;
t^o_v = 70 ⁰С – температура холодной воды на входе в циркуляционную систему котла;
Физические константы и коэффициенты теплообмена:
с_v = 4187 Дж/(кг∙К)- теплоемкость воды;

 ₀  5,67 10 ^-8
Вт/(м²·К⁴) — коэффициент излучения абсолютно черного тела

k
ks ppn


_ ks
= 500 Вт/(м²∙К)– коэффициент конвективного теплообмена НТКС с ППН;

= 343 Вт/(м²∙К) - коэффициент лучевого теплообмена НТКС с ППН;

ppn



k
ug ppn


= 48 Вт/(м²∙К) – коэффициент конвективного теплообмена уходящих газов

с ППН и ЭПН;


ug ppn
= 0,6 Вт/(м²∙К⁴) – коэффициент лучевого теплообмена уходящих газов с

ППН, ЭПН, КПН и ЭК.

Характеристики передаточных функций звеньев модели котлоагрегата с НТКС:

1. 
   Передаточная функция по каналу «изменение объемного расхода твердого топлива V_tt - тепло, полученное топкой от сгорания топлива Q_tt»:
   

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

(2.12)

где K_tt = 16,2 МДж/(м³∙с)– передаточный коэффициент по каналу «объемный расход твердого топлива – изменение производительности топки»;
T_tt = 100 с – постоянная времени;
τ_tt = 50 с - время запаздывания, с.

2. 
   Передаточная функция по каналу «объемный расход дутьевого воздуха V_dv - изменение производительности топки Q_tt»:
   

^WVdv Qtt ^{( p)  K}VT

= - 980 Дж/(м³∙с)

3. 
   Передаточная функция по каналу «изменение объемного расхода твердого топлива V_tt – объем прореагировавшего воздуха V_pr.vz»:
   

^Ktt
_Qp

 vv

W ( p )   ⁿ  e^{ tt  p} _,

VttVpr.vz'
^Ttt
 p  1

где
^Ktt  vv

Q

p
n
= 4292, безразм. величина - передаточный коэффициент по каналу

«объемный расход твердого топлива – количество прореагировавшего воздуха»;

4. 
   Передаточная функция по каналу «изменение объемного расхода твердого топлива V_tt – объем продуктов сгорания V_p.sg»:
   

^Ktt _Qp

 vd

  p

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

где


^Ktt  vd Qn

= 4643, безразм. величина – передаточный коэффициент по каналу

«объемный расход твердого топлива – количество продуктов сгорания»;

5. 
   Передаточная функция по каналу «объем дымовых газов V_ug – объем дутьевого воздуха V_dv»:
   

^Vug ^=Vdv ^{– V}pr.vz ^{+ V}p.sg^.

6. 
   Передаточная функция по каналу «изменение аккумулированной НТКС теплоты Q_tt – температура НТКС t_ks»:
   

ks
^WQtt t
( p ) 


^Tsl
^Ksl
 p  1 ^,

где K_sl = 0,61 ⁰С/Дж – передаточный коэффициент по каналу «внесенная теплота – температура НТКС»;
T_sl = 610 с – постоянная времени по данному каналу.

7. 
   Передаточная функция по каналу «тепло, уносимое из слоя дымовыми газам
   

^Qk .a.
как функция от температуры НТКС t_ks и объема V_ug уходящих дымовых

газов»:


^{W ( p)}Qk .a.t_ks ;Vug ^


f (t_ks ;V_ug );

Представлена в табличном виде на основании зависимости
Q_{k .a} ( t_ks )  I_ug ( t_ks ) V_ug ^{. Данные для расчета даны в табл. А.1 и А.2.}

Многопараметрические передаточные функции:

1. 
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота,
   

Q _»
переданная конвективным теплообменом погруженной части ППН
ks.k ppn

W ^{ks .k} ( p ) 

f ( t

^{;t ek ;k ks )} ;

ppn
ks v
ppn

2. 
   
   ppn
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота, ^{переданная лучевым теплообмен погруженной части ППН} Q^{ks .l »}
   

W ^{ks .l} ( p ) 

f ( t

^{;t ek ;k ks )};

ppn
ks v
ppn

3. 
   
   ppn
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота, переданная конвективным теплообменом непогруженной части ППН Q^{ug .k} »
   

W ^{ug .k} ( p ) 

f ( t

^{;t ek ;k ks )};

ppn
ks v
ppn

4. 
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота,
   

Q »
переданная лучевым теплообменом непогруженной части ППН
ug .l ppn

W ^{ug .l} ( p ) 
f ( t
;t ^ek ;k ^ks )

ppn
ks v ppn _;

5. 
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота,
   

epn
переданная лучевым теплообменом ЭПН Q^l »

W
l epn
( p ) 
f ( t_ks
^{;tek )} ;

6. 
   
   v
   Передаточная функция по каналу «температура НТКС t_ks – теплота,
   

epn
переданная конвективным теплообменом ЭПН Q^k »

epn
W^k ( p ) 
f ( t_ks
;t^ek ) ;

7. 
   
   v
   Передаточная функция по каналу «температура уходящих газов после ЭПН
   

tʹ_ug – теплота, переданная конвективным теплообменом КПН Q_kpn»

^Wkpn