ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ДИНАМИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ ВОДОЙ БАРАБАННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ
ДИНАМИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ ВОДОЙ БАРАБАННЫХ
КОТЛОВ И ПАРОГЕНЕРАТОРОВ ТЭС И АЭС
Доктор технических наук, профессор КУЛАКОВ Г.Т.
Белорусский национальный технический университет
Аспирант КУХОРЕНКО А.Н.
Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь
Слайд № 1
Типовая система автоматического регулирования
уровня воды в барабане котла
1 – барабан парогенератора (котла); 2 – водяной экономайзер; 3 – регулятор питания;
4 – регулирующий клапан питательной воды; ЗРУ – задатчик ручного управления.
Слайд № 2
Структурная схема типовой 3-х импульсной САР питания
y(t) – основная регулируемая величина; xзд – заданное значение основной регулируемой величины;
xр(t) – регулирующее воздействие; f1 – внутреннее возмущение; f2 – внешнее (топочное) возмущение;
f2* – внешнее возмущение (расходом перегретого пара); Wр(р) – передаточная функция регулятора;
Wв – передаточная функция топочного возмущения; Wв* – передаточная функция возмущения расходом
перегретого пара; W1(р) – передаточная функция объекта регулирования; ГОС – главная обратная связь.
Слайд № 3
Структурная схема моделирования предлагаемой САР питания
y(t) – основная регулируемая величина; xзд1 – заданное значение промежуточной регулируемой величины; xзд2 –
заданное значение основной регулируемой величины; y1(t) – промежуточная регулируемая величина; xр(t) –
регулирующее воздействие; xк(t) – корректирующее воздействие; f1 – внутреннее возмущение; f2 – внешнее
(топочное) возмущение; f2* – внешнее возмущение (расходом перегретого пара); Wр1(р) – передаточная функция
стабилизирующего регулятора; Wр2(р) – передаточная функция корректирующего регулятора; Wв – передаточная
функция топочного возмущения; Wв* – передаточная функция возмущения расходом перегретого пара; Wоп*(р) –
передаточная функция опережающего участка объекта регулирования; W1(р) – передаточная функция объекта
регулирования; W1*(р) – передаточная функция эквивалентного объекта регулирования; Wf2ук( р) – передаточная
функция устройства компенсации; ГОС – главная обратная связь.
Слайд № 4
Методика определения оптимальных параметров настройки
регуляторов
Wy , xзд ( р) 
Wр ( р)Wоб ( р)
1  Wр ( р)Wоб ( р)
Wзд1 ( p) 
Wр1 ( p) 
Wэкв ( р)  Wзд1 ( p)  W1 ( p) (4)
Wукf2 ( p)  Wзд2  Wзд1  W1  1 (6)
Wр2 ( p) 
(1)
1
Т зд1 р  1
2
(2)
Wзд1 ( p)
1

(3)
*
Wоп ( р) 1  Wзд1 ( p)
W ( p)
1
 зд2
(5)
Wэкв ( р) 1  Wзд2 ( p)
3
 Т зд2

р3
2
2
4Т зд2 р 
 Т зд2 р  1,5Т зд2 р  1
 4


 (7)
f2
Wук ( p) 
4
Т
р

1
 зд2 
Слайд № 5
Переходные процессы в предлагаемой
и типовой 3-х импульсной САР
1.8
1,4
Предлагаемая САР
Метод ВТИ
МПК в ЧВ
Критерий оптимума
1.6
1,2
1.4
1
1.2
1
y, F1
у, Хзд
0,8
0,6
0.8
0.6
0,4
0.4
0,2
0.2
Предлагаемая САР
Метод ВТИ
МПК в ЧВ
Критерий оптимума
0
-0,2
0
100
200
300
t, с
400
500
0
-0.2
600
0
100
200
300
400
Предлагаемая САР
Метод ВТИ
МПК в ЧВ
Критерий оптимума
6
600
700
800
900
1
1
7
500
t, с
Предлагаемая САР
Метод ВТИ
МПК в ЧВ
Критерий оптимума
0.8
0.5
5
0.6
4
0.4
0
Xр, F2
y, F2
y, F2
3
0.2
2
-0.5
0
1
-0.2
0
-1
-2
Предлагаемая САР
Метод ВТИ
МПК в ЧВ
Критерий оптимума
-0.4
-1
-0.6
0
100
200
300
400
t, с
500
600
700
800
-1.5
0
100
200
300
400
500
t, с
600
700
800
900
0
50
100
150
200
t, с
250
300
350
400
Слайд № 6
Выводы:
- быстродействие системы при отработке задания увеличивается в 2,5
раза, устраняются статические ошибки регулирования при
отработке внутреннего и внешних возмущений;
- максимальная динамическая ошибка регулирования при отработке
топочного возмущения
уменьшается в 2,5 раза, а время
регулирования в 2 раза. При отработке возмущения расходом пара
динамическая ошибка регулирования уменьшается на 30%, а
время регулирования уменьшается в 2,5 раза;
- уменьшение числа аварий, обусловленных перепиткой котла, или
упуском уровня воды в его барабане, а также снижение
повреждений котла и турбины в случае аварии;
- повышение надежности оборудования и увеличение долговечности
металла барабана и водяного экономайзера;
- снижение потребления электроэнергии питательными насосами
и приводом регулирующих клапанов.
Слайд № 7
Спасибо за внимание
Слайд № 8