Я думаю, что лучший ответ на этот вопрос "Зачем нужны модели" могут дать фрагменты переписки с инженером ПТО Курской ТЭЦ-1 Шестериковым Геннадием Михайловичем, в прошлом, до достижения пенсионного возраста, начальник теплотехнической службы Курскэнерго, с которым мы сотрудничали в вопросах топливоиспользования и применения для этих целей моделей котлов и турбин.
Однако, поскольку данныя статья получила статус вводной, сначала расскажу о темах этого подраздела.
Первая тема: О МОДЕЛИРОВАНИИ И ЭHЕРГЕТИЧЕСКОМ БАЛАHСЕ ТУРБИH.
Данное заключение представляет собой часть комплекса работ, выполнявшихся по исследованию характеристик работы турбогенераторов Курской ТЭЦ-1. Здесь отражены результаты наладочных работ и испытаний, проводимых разными организациями на турбоагрегатах и авторская (т.е. моя) обработка этих результатов.
Опыт моделирования работы турбоагрегатов на Курской ТЭЦ-1 – это научно-практическая работа с описанием схемы моделируемой турбины и этапов разработки модели.
Отдельная тема: Моделирование работы регулирующей ступени турбоагрегата, наиболее сложного моделируемого узла турбины.
Ну, а теперь об упомянутой переписке:
Добрый день, Геннадий Михайлович!
Прежде всего, исходя из реальности, я отказываюсь от намерения дать точные характеристики работы турбин по эксплуатационным данным или даже по результатам испытаний. Суть в том, что очень точных данных в природе, вернее с условиях ТЭС, просто не существует. Вы ранее меня это поняли и сказали, что к чему-то надо приходить и волевым порядком.
Взамен претензий на большую точность я ввожу элементы упрощенной настройки. Скажем, Вы сами или с моим участием сможете уменьшить КПД или перепады давлений процента на два, но не более чем на пять против новой турбины (большего отклонения на старых турбинах мне в данных их испытаний не встречалось). Итак, что-то меняете, остальное само меняется синхронно, Вы смотрите, сравниваете с текущей ситуацией и решаете, может ли такое быть. Если нет, снова корректируете КПД...
В модели есть в принципе все. Модели это первичное. К моделям мы сможем пристыковать и прочие навески, вроде нормативных характеристик, в том числе и в виде графиков, если это окажется нужным. А на основе группы рабочих моделей можно попытаться смоделировать экономичность работы всей ТЭЦ. Какие-то модели работы турбин у нас уже есть, их надо доработать и я надеюсь, что это уже не потребует чрезмерных временных затрат.
До свидания! 01.06.97 Протасов.
Добрый день, Геннадий Михайлович!
Наверное я еще должен повториться в части того, какие задачи можно, в принципе, решать на моделях или на базе моделей:
1) Воспроизводить материальные и энергетические потоки на турбинах и, даже, в целом на ТЭЦ, а значит решать вопросы экономичности работы турбин и ТЭЦ.
2) Строить нормативные характеристики турбин (даже более полные, чем это делалось кем-либо до сих пор).
3) Восполнять информацию при отсутствии или плохом качестве соответствующих замеров (например, можно довольно точно определять сколько пара пойдет на нагрев воды в ПВД).
4) Изучать в деталях работу турбин (обучаться).
5) Проверять на моделях правильность методик, применяемых на ТЭЦ для оценки эффективности работы турбин.
6) Проводить на моделях любые эксперименты (как на своего рода стендах) по любому интересующему вопросу.
Можно сказать, что все это игрушки, а можно сказать, что это шаг в 21-й век. Заодно повторю еще один момент. У Вас, после занятия нормативными характеристиками, сейчас хорошая база для работ по использованию моделей турбин. Но модели отражают реальную сложность самих турбин и в силу этого довольно сложны.
Ну вот, я изрядно заболтался. Желаю Вам здоровья и успехов во всех Ваших делах!
29.06.97 Протасов
Здравствуйте, Геннадий Михайлович! Вы обладаете способностью выбирать правильное направление. Те формулы, что Вы начали готовить для более полного расчета удельных расходов тепла и т.п., мы на компьютер заведем. Так что думайте...
Мы, например, говорили с Вами об оптимизации. Но есть и другая сторона. Компьютер может показать массу вариантов, примерно эквивалентных по значениям qt <<удельных расходов>>. Но тогда в силу вступают другие и также немаловажные соображения. Например, по некоторых соображениям производственного характера окажется удобным закрыть отпуск тепла на какой-то турбине или вообще ее остановить без особых, по "мнению" компьютера, потерь в qt. Я думаю, что это очевидно, - знать и видеть ситуацию всегда лучше, чем действовать наугад. Успехов Вам и всей Курской ТЭЦ-1! 10.04.98г Протасов. 10.04.98г
Геннадий Михайлович!
Есть какие-то базовые режимы работы оборудования ТЭЦ, и есть небольшие отклонения от этих базовых режимов. Для базовых режимов строятся ЭХ <<энергетические характеристики>>, а прочие нюансы учитываются методом поправок настолько малых, что и без этих поправок в общем-то можно было бы обойтись. Такой методологии отвечает расчет макета по МосОРГРЭС <<сделанный для Курской ТЭЦ-1>>.
Модели турбин можно, если "справится" компьютер, внести и в расчет макета - это сразу же убавило бы ряд вопросов о полноценности программы "Норматив" или "Макет". Не помешало бы ввести туда же и модели котлов, хотя тут еще есть над чем подумать. А почему не вставить модели в программу "Факт"? - там же ведь куча показателей, которые определяются только косвенным путем. <<Норматив, Макет, Факт – программы по топливоиспользованию, разрабатываемые совместно с эксплуатацией.>> 3-4.06.00г.
Как следует из переписки, согласно приведенным в ней датам, вопрос разработки моделей имеет многолетнюю историю. Основное внимание тогда уделялось работе турбин. Первоначально, модели представляли собой просто аппроксимацию энергетических характеристик турбин (переложение таблиц и графиков ЭХ в аппроксимирующие их формулы) с объединением построенных при этом формул в один вычислительный фрагмент. Это были, по выражению Геннадия Михайловича, "живые таблицы", выполнявшие автоматически расчеты в системе Quattro Pro, предшественнице Excel. По мере освоения этого вопроса возникла идея разработки полноценной модели турбины типа ПТ-60-90/13 – основных турбин на Курской ТЭЦ-1. Эта модель должна была включать в себя фрагменты расчета по отдельным ступеням турины, конденсатору, подогревателям и даже по деаэратору и бойлерам. Первоначально модель была разработана в системе Quattro Pro, позже перенесена в Excel – прилагаемый файл MT_60_V.xls. Открыв этот файл, вы попадете в окно пользователя, фрагмент которого имеет примерно такой (но более широкий) вид:
Если вы установите указатель курсора на звездочки "**", то увидите расшифровку всех параметров – входных и выходных (звездочки остались от Quattro Pro). Входные – выделены синим цветом и их значения можно изменять, но осторожно и постепенно. Дело в том, что модель нагружена системой противовесов, узлами "антиразноса", предотвращающими сбой работы модели, но тем не менее модель не допускает резких изменений входных данных.
Ниже находятся параметры настройки модели, которые можно приспосабливать к работе конкретных турбин – это кпд и перепады давления по ступеням.
Позже мне довелось построить еще несколько моделей турбин на основе расчетов проектантов. Эти модели имели ограниченное целевое использование – для пересчета исходных расчетных данных в форму, требуемую согласно Методическим указаниям для построения энергетических характеристик. Другие возможности использования моделей Заказчиков не интересовали.