устойчивую работу с качеством, удовлетворявшим требованиям ста-
тического режима, в том числе и на малых подачах.
Как показывает опыт эксплуатации энергетического оборудования
[1–4], проблема пульсаций давления в линиях подачи питательной во-
ды может возникать на многих тепловых и атомных электростанциях,
питательные насосы в которых в периоды сезонных разгрузок эксплу-
атируются на подачах, меньших 30 % номинальной величины. Тради-
ционно такую проблему решают, вводя в линию нагнетания контур ре-
циркуляции [1, 4], либо устанавливая дополнительный насос в системе
питания. Однако подобное решение задачи снижает экономичность и
усложняет систему в целом.
Постановка задачи исследования.
Исходя из существующей
проблемы, была сформулирована следующая цель настоящей работы:
исследовать поведение и принять меры к устранению автоколебатель-
ных режимов работы и повышению качества работы в статическом
режиме заданной сложной, существенно нелинейной системы авто-
матического управления (деаэрационно-питательной системы ТЭЦ)
путем синтеза регулятора подачи питательной воды. Для этого необ-
ходимо разработать математическую модель ДПС ТЭЦ, как можно
более полно отражающую свойства реальной системы, учитывающую
ее нелинейные характеристики. Кроме того, учитывая сложность такой
модели, необходимо, используя известные методы анализа и синте-
за, выбрать наиболее рациональный вариант, учитывая особенности
рассматриваемой задачи.
Разработка математической модели.
Для решения поставлен-
ной задачи была разработана математическая модель всей систе-
мы “деаэратор–питательный насос–трубопроводы–паровой котел–
нагрузка”, описываемая нелинейными дифференциальными уравне-
ниями с постоянными коэффициентами. В ее основе лежит кинети-
ческая модель, разработанная В.В. Пилипенко [3], в которой вместо
кавитационных каверн учитывается паровой объем котла над зеркалом
испарения, так как в данном случае известно, что питательный насос
в рассматриваемой системе работал на бескавитационных режимах.
В основе уравнений модели лежит уравнение Бернулли для нестаци-
онарного потока сжимаемой жидкости (являющееся, в свою очередь,
частным случаем уравнений Навье–Стокса [1]), а также уравнение
баланса расходов. В частности, новым является вывод уравнения ба-
ланса расходов парогенератора в контексте только гидродинамических
процессов, протекающих в нем, в силу их гораздо меньшей инерци-
онности, по сравнению с тепловыми процессами
1
. Модель учитывает
1
Обоснование такого допущения можно найти, например, в работе
В.А. Иванова [2].
98 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2
