МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОДНОГРУПОВОГО ГАЗОГІДРАВЛІЧНОГО ТРАКТУ ДОПОМІЖНИХ МЕХАНІЗМІВ ПАРОВОГО КОТЛА ТЕПЛОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СТАНЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2222-0631.2020.01.01Ключові слова:
теплова електрична станція, групове керування, гідравлічні системи, відцентрові механізми, частотно-регульований привід, енергоефективністьАнотація
В роботі запропоновано алгебраїчні математичні моделі відцентрових механізмів, що працюють в газогідравлічному тракті парового енергетичного котла. Такі моделі будуються на основі апроксимації залежності напору від продуктивності, величини обертів лопаток механізмів, кута установки направляючого апарату по експериментальним або чисельним даним методом найменших квадратів. Розглянуто різні схеми сумісної роботи відцентрових механізмів в газогідравлічних трактах теплових електричних станцій, для яких пропонуються показники ефективності при різних способах їх регулювання. Рівняння стану розгалуженого газогідравлічного тракту в задачі аналізу його ефективності, при роботі на мережу, отримано із використанням аналогів законів Кірхгофа. Приведено алгоритми для реалізації чисельних методів в задачі знаходження оптимальних параметрів керування групою відцентрових механізмів. Досліджено особливості математичних моделей груп із паралельним, послідовним та змішаним включенням допоміжних механізмів з різними напірними характеристиками в систему забезпечення роботи енергетичного котла. Поставлено та вирішено задачу знаходження оптимальних параметрів керування механізмами при різних паропродуктивностях котла. Показано, що для живильного насосу найбільш ефективним способом регулювання є індивідуальний частотний привід, а для тяго-дуттьових механізмів – групове частотне регулювання. Для типового літнього місяця, з відомим графіком споживання електричної енергії на власні потреби, показано, що впровадження енергоефективних способів регулювання продуктивності відцентрових механізмів станції дає економію електричної енергії в системі на рівні 10,69 %.
Посилання
Vanin V., Lasurenko O., Kruhol M. Assesment of group regulation feasibility in thermal power plant auxiliaries capacity control. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020, no. 6 (8 (108)), pp. 45–53. doi DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218586.
Kruhol M., Lasurenko O., Vanin V., Tomashevskiy R. An Algebraic Model of Gas-Hydraulic Network of Mechanisms with Electric Drive in the Problem of Thermal Power Plant Auxiliaries Optimization. IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2020. doi: 10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250085.
Vanin V. A., Krugol N. M., Lazurenko A. P. Matematicheskie modeli sistem obespecheniya raboty kotloagregata TES v zadache pov-ysheniya ego energoeffektivnosti [Mathematical models of thermal power plant boiler operation systems in the problem of the boiler energy efficiency improvement]. Visnyk Natsionalʹnogo tekhnichnogo universytetu «KhPI». Seriya : Matematychne modelyuvannya v tekhnitsi ta tekhnologiyakh. [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Mathematical modeling in engineering and technologies]. 2019, no. 8 (1333), pp. 41–48.
Iyer J., Tabarraee K., Chiniforoosh S., Jatskevich J. An improved V/F control scheme for symmetric load sharing of multi-machine induction motor drives. 2011 24th Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE). 2011. doi:10.1109/ccece.2011.6030711.
Jeftenic B., Bebic M., Statkic S. Controlled multi-motor drives. International Symposium on Power Electronics. Electrical Drives, Automation and Motion. 2006, SPEEDAM 2006. doi:10.1109/speedam.2006.1649985 .
Mitrovic N., Kostic V., Petronijevic M., Jeftenic B. Multi-Motor Drives for Crane Application. Advances in Electrical and Computer Engineering. 2009, vol. 9, no. 3, pp. 57–62. doi: 10.4316/AECE.2009.03011.
Rajashekar P. Mandi, Yaragatti Udaykumar R. Enhancing energy efficiency of Induced Draft Fans in Thermal Power Plants. Proceed-ings of the Eighth IASTED International Conference Power and Energy Systems (EuroPES 2008). Corfu, Greece, June 23 – 25 2008, pp. 176–182. paper No.608-069.
Kanjuk G., Mezerya A., Laptinov I. Model' energosberegayushhego upravleniya nagnetatel'nymi ustanovkami teplovykh yelektrostantsiy [A model of energy saving control using the discharge units of thermal power stations]. Vіsnik NTU «KhPI». Seriya : Energetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Power and heat engineering processes and equipment]. 2014, no. 12 (1055), pp. 90–97.
Carlson R. The correct method of calculating energy savings to justify adjustable-frequency drives on pumps. IEEE Transactions on Industry Applications. 2000, no. 36(6), pp. 1725–1733. doi:10.1109/28.887227.
Mrzljak V., Blecich P., Anđelić N., Lorencin I. Energy and Exergy Analyses of Forced Draft Fan for Marine Steam Propulsion System during Load Change. Journal of Marine Science and Engineering. 2019, no. 7(11), 381. doi:10.3390/jmse7110381.
Wang Shuping, Ye Jiantao, Li Wei, Du Xiaofeng, Chen Zinian. Energy efficiency evaluation investigation on high voltage inverter retrofit for fans and pumps in power plants. Paris, France, 2012. Available at https://cigreindia.org/CIGRE%20Lib/Cigre%20Pairis%202012/A1/ A1_203_2012.pdf. (accessed 05 Oktober 2020).
Kitayceva E. Methods and algorithms for increasing the speed of computing processes for calculating hydraulic networks. Construc-tion and Architicture. 2019, no. 7(3), pp. 55–61. doi:10.29039/2308-0191-2019-7-3-55-61.
Vanin V. A., Krugol N. M., Lazurenko A. P. Matematicheskoe modelirovanie rezhimov regulirovaniya gazovozdushnogo trakta kotla [Mathematical modeling of thermal power plant’s boiler air gas-flow path regulation modes]. Visnyk Natsionalʹnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriya : Matematichne modelyuvannya v tekhnstsi ta tekhnologiyakh [Bulletin of the National Technical Universi-ty "KhPI". Series : Mathematical modeling in engineering and technology]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2020, no. 1 (1355), pp. 8–15.
