Рис. 2. Cтруктурно-функциональная схема ДПС ТЭЦ (укрупненно)
нестационарность потока, емкостные свойства трубопроводов, плот-
ность и сжимаемость перекачиваемой жидкости. На рис. 2 приведена
структурно-функциональная схема ДПС ТЭЦ.
Анализ автоколебаний в ДПС ТЭЦ.
Полученная математическая
модель является сложной и существенно нелинейной (содержит 8 не-
линейных элементов), что создает предпосылку для возникновения
в системе, описываемой такой моделью, автоколебательных режимов
работы. Как показывают экспериментальные данные (рис. 3), в реаль-
ной ДПС ТЭЦ на режиме подачи
Q
питательной воды около 90 м
3
/ч
(около 60% номинального значения
Q
)
наблюдались сильные низко-
частотные колебания питающего и напорного трубопроводов, а также
вибрации отдельных элементов системы.
Экспериментальные данные свидетельствуют, что частота колеба-
ний лежит в пределах 0,8. . . 1,2 Гц, а их амплитуда может достигать
0,02 м
3
/с (по расходу) и 3МПа (по давлению), что приблизительно
составляет 50% и 20% соответственно от номинальных значений рас-
хода и давления. Амплитуда наблюдаемых низкочастотных колебаний
оказалась настолько велика, что работа системы сопровождалась раз-
рушением несущих конструкций трубопроводов. Имитационное мо-
делирование в системе Simulink пакета Matlab, проводимое по методу
Рунге–Кутта, подтвердило возможность возникновения автоколебаний
в такой системе и даже позволило выявить некоторые зависимости их
Рис. 3. Осциллограмма давления в на-
гнетательном трубопроводе перед регу-
лирующей задвижкой
частоты и амплитуды от параме-
тров системы. Данный резуль-
тат, однако, не давал ответа на
вопрос о причине их возникно-
вения, равно как и не решал
задачи их устранения. Для ре-
шения указанной задачи, учи-
тывая ее особенности (слож-
ность, большое количество не-
линейных элементов) и анализи-
руя методы теории автоматиче-
ского управления, которые ши-
роко применяются в настоящее
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2 99
