Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива
Проведено аналіз впливу зміни низької теплоти згорання палива на динамічні характеристики когенераційної енергетичної установки. Вдосконалено контур регулювання потужності ГТУ шляхом введення додаткового сигналу за похідною температури газів на виході камери згорання. Представлено результати комп’ют...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Проблемы управления и информатики |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208439 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива / О.С. Тарахтий // Проблемы управления и информатики. — 2017. — № 1. — С. 96-103. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-208439 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-2084392025-10-30T01:00:23Z Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива Вдосконалення контуру регулювання потужності газової турбіни когенераційної енергетичної установки в умовах зміни якості палива Improvement of control loop of gas turbine power of cogeneration power plant under conditions of fuel quality change Тарахтий, О.С. Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем Проведено аналіз впливу зміни низької теплоти згорання палива на динамічні характеристики когенераційної енергетичної установки. Вдосконалено контур регулювання потужності ГТУ шляхом введення додаткового сигналу за похідною температури газів на виході камери згорання. Представлено результати комп’ютерного моделювання. The analysis of influence of change of net calorific value of the fuel on the dynamic characteristics of the cogeneration power plant is performed. Control loop for power gas-turbine installations is improved by means of introduction of additional signal derived by the temperature of the gases at the outlet of the combustion chamber. The results of computer simulation are presented. 2017 Article Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива / О.С. Тарахтий // Проблемы управления и информатики. — 2017. — № 1. — С. 96-103. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208439 681.5:621.311.23 10.1615/JAutomatInfScien.v49.i2.60 ru Проблемы управления и информатики application/pdf Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем |
| spellingShingle |
Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем Тарахтий, О.С. Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива Проблемы управления и информатики |
| description |
Проведено аналіз впливу зміни низької теплоти згорання палива на динамічні характеристики когенераційної енергетичної установки. Вдосконалено контур регулювання потужності ГТУ шляхом введення додаткового сигналу за похідною температури газів на виході камери згорання. Представлено результати комп’ютерного моделювання. |
| format |
Article |
| author |
Тарахтий, О.С. |
| author_facet |
Тарахтий, О.С. |
| author_sort |
Тарахтий, О.С. |
| title |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| title_short |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| title_full |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| title_fullStr |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| title_full_unstemmed |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| title_sort |
усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208439 |
| citation_txt |
Усовершенствование контура регулирования мощности газовой турбины когенерационной энергетической установки в условиях изменения качества топлива / О.С. Тарахтий // Проблемы управления и информатики. — 2017. — № 1. — С. 96-103. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| series |
Проблемы управления и информатики |
| work_keys_str_mv |
AT tarahtijos usoveršenstvovaniekonturaregulirovaniâmoŝnostigazovojturbinykogeneracionnojénergetičeskojustanovkivusloviâhizmeneniâkačestvatopliva AT tarahtijos vdoskonalennâkontururegulûvannâpotužnostígazovoíturbínikogeneracíjnoíenergetičnoíustanovkivumovahzmíniâkostípaliva AT tarahtijos improvementofcontrolloopofgasturbinepowerofcogenerationpowerplantunderconditionsoffuelqualitychange |
| first_indexed |
2025-10-30T02:13:37Z |
| last_indexed |
2025-10-31T02:03:33Z |
| _version_ |
1847461111979311104 |
| fulltext |
© О.С. ТАРАХТИЙ, 2017
96 ISSN 0572-2691
УДК 681.5:621.311.23
О.С. Тарахтий
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНТУРА
РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ГАЗОВОЙ
ТУРБИНЫ КОГЕНЕРАЦИОННОЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ В УСЛОВИЯХ
ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА ТОПЛИВА
Введение
В последнее время широкое распространение получило использование ста-
ционарных газотурбинных установок (ГТУ) [1, 2] как составных частей когенера-
ционных, тригенерационных и газопаровых энергоблоков либо газоперекачиваю-
щих станций. Как известно, коэффициент полезного действия (КПД) стационар-
ных ГТУ, работающих по циклу Брайтона, невелик и может составлять от 24 до
39 % [3]. Для увеличения эффективности работы этих установок применяется
утилизация теплоты отходящих газов в котлах-утилизаторах для выработки теп-
ловой энергии и регенерация теплоты посредством газовоздушных подогревате-
лей для подогрева воздуха после компрессора.
Еще больше повысить эффективность работы отечественных энергоустано-
вок можно за счет использования в них в качестве топлива несертифицированных
газов [4, 5]: горючих искусственных газов и газов, являющихся побочным про-
дуктом технологических производств. Это позволяет значительно снизить затраты
на топливо, поскольку такие газы дешевле природного или условно бесплатные,
а также снизить себестоимость выпускаемой продукции [6, 7]. Использование та-
ких газов в качестве основного топлива усложняется тем, что низкая теплота их
сгорания может значительно изменяться и, таким образом, вносить возмущения в
режим работы энергетических установок [8].
Анализ существующих систем автоматического управления когенерацион-
ными энергетическими установками (КЭУ) показал, что задача использования не-
сертифицированных видов топлива актуальна и требует дополнительных иссле-
дований. Рассмотренные системы автоматического управления (САУ) газотур-
бинными двигателями не позволяют учитывать переменное значение низкой
теплоты сгорания топлива и, следовательно, не могут обеспечить устойчивую
работу установки [7, 9, 10].
Цель данной работы — исследование и разработка САУ электрической мощ-
ностью газовой турбины КЭУ, которая позволит учитывать переменное значение
низкой теплоты сгорания и использовать в подобных установках несертифициро-
ванные виды газообразного топлива.
Изложение основного материала
Для разработки САУ электрической мощностью газовой турбины, которая
позволила бы учитывать изменение качества топлива, необходимо исследовать
динамические характеристики газотурбинного двигателя (ГТД) с точки зрения
воздействия возмущения по изменению низкой теплоты сгорания топлива. Для
проведения моделирования использовалась модель из [11, 12]. Принципиальная
схема ГТД представлена на рис. 1.
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2017, № 1 97
Топливо
Т К Г
К котлу-утилизатору
Воздух
КС ГВП
33p
fuelm
11p
GAH
1к
GAH
2к
fuel
2
GAH
1к
22 p 1N
Рис. 1
Основными элементами схемы являются: компрессор (К), газовоздушный подо-
греватель (ГВП) (gas-air heater — GAH), камера сгорания (КС), газовая турбина (Т) и
электрогенератор (Г).
Модель ГТУ включает в себя шесть дифференциальных уравнений: три
уравнения для газовоздушного подогревателя, уравнение для греющей среды, для
нагреваемой среды и для металла стенки трубки:
.
,
,
GAH
2
GAH
42
GAH
3
GAH
1
GAH
2
GAH
1
GAH
1
GAHGAHGAH
GAHGAH
32
GAH
22
GAH
1
GAH
2
GAH
2
GAH
GAHGAH
3
GAH
1
GAH
21
GAH
1
GAH
1
GAH
1
GAH
ккlww
wкк
wlкк
rrrrR
сcmcC
hhmhH
(1)
Здесь ,GAHH ,GAH
1h ,GAH
2h ,GAH
3h ,GAHC ,GAH
1c ,GAH
2c ,GAH
3с ,GAHR ,GAH
1r
,GAH
2r ,GAH
3r GAH
4r — постоянные коэффициенты; ,GAH
1l GAH
1к — начальная
и конечная температура греющего теплоносителя соответственно, °С; ,2 GAH
2к —
начальная и конечная температура нагреваемого теплоносителя соответственно,
°С; GAH
w — температура стенки трубки теплообменного аппарата, °С; ,1m 2m —
расходы греющего и нагреваемого теплоносителей соответственно, кг/с.
Следующее дифференциальное уравнение описывает динамические свойства
камеры сгорания:
,5fuel4air3fuel2133
р
l
QаааmааА (2)
где ,А ,1а ,2а ,3а ,4а 5а — постоянные коэффициенты; 3 — температура
газов на выходе камеры сгорания, °С; — частота вращения ротора газовой
турбины, с
–1
; fuelm — расход топлива, поступающего в камеру сгорания, кг/с;
air — температура воздуха, подаваемого в камеру сгорания, °С; fuel — темпе-
ратура топлива, подаваемого в камеру сгорания, °С;
р
l
Q — низкая теплота сгора-
ния топлива, кДж/кг.
В дифференциальное уравнение для камеры сгорания введено возмущение по
изменению низкой теплоты сгорания топлива )(
р
l
Q для исследования степени
ее влияния на динамические свойства газотурбинной установки. При проведении
моделирования
р
l
Q топлива не превышало 10 % от номинального значения.
Данное уравнение описывает динамику ротора газовой турбины:
,ΔΔΔΔΔΔΔΔωωΔ el7162514334231 NbbpbpbbpbpbB (3)
где ,B ,1b ,2b ,3b ,4b ,5b ,6b 7b — постоянные коэффициенты; 3p — давле-
ние газов на выходе камеры сгорания, МПа; 4p — давление газов на выходе га-
98 ISSN 0572-2691
зовой турбины, МПа; 1p — давление воздуха на входе в компрессор, МПа; 2p —
давление воздуха на выходе компрессора, МПа; 1 — температура воздуха перед
компрессором, °С; elN — электрическая нагрузка генератора, МВт.
Изменение давления в газовых объемах описывает уравнение
,fuel3
3
turb
kmkk
dt
d
TppТ mтр (4)
где ,рТ ,turbT ,тk ,mk k — постоянные коэффициенты; p — давление в выде-
ленных объемах, МПа; 3 — температура газов на выходе камеры сгорания, °С.
Рассматривались газовые объемы между компрессором (К) и камерой сгора-
ния (КС), объем между распределительным органом подачи топлива )( fuelm и ка-
мерой сгорания, газовый объем самой камеры сгорания и газовый объем между
камерой сгорания и турбиной (Т).
Для расчета коэффициентов модели и проведения моделирования динамики
ГТУ были приняты следующие характеристики установки: электрическая мощ-
ность КЭУ 4000 кВт; температура газов после турбины 584 °С; температура газов
перед турбиной 1200 °С; температура воздуха на входе в компрессор 15 °С; отно-
шение давлений компрессора 16; температура воздуха на входе КС составляет
455÷500 °С; низкая теплота сгорания топлива 45348 кДж/кг.
Рассчитанные значения коэффициентов модели сведены в таблицу.
Таблица
Коэффициент
Числовое
значение
Коэффициент
Числовое
значение
Коэффициент
Числовое
значение
GANС 0,002 GANH 0,125 GANR 0,731
GAN
1с 2,257 GAN
1h 23,860 GAN
1r 0,041
GAN
2с – 0,809 GAN
2h – 0,053 GAN
2r 0,041
GAN
3с 1,808 GAN
3h – 1,061 GAN
3r – 0,459
A 0,001 В 0,73 GAN
4r – 0,459
1а – 153,22 1b 2,89 рТ 0,49
2а 2393,69
2b – 8,97 turbТ 2,48е–8
3а 765,69е-3 3b 0,013 turbk – 2,53е–3
5a 14,52е–6 5b – 0,4294 mk 0,64
– 7b 4,52е–6 k 0,24
Полная компьютерная схема модели динамики ГТУ, построенная в соответ-
ствии с описанными дифференциальными уравнениями, представлена на рис. 2.
Сжатие воздуха
в компрессоре
ГВП
fuelm
GAH
2к
GAH
1к
2
GAN
2к
3
p
lQ
fuelm
оN
3
р
3
Газовые
объемы
Камера
сгорания
Ротор
турбины
р
Расширение
газов в турбине
Рис. 2
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2017, № 1 99
Из результатов анализа динамических характеристик ГТУ следует [13], что
наибольшее влияние на динамические характеристики установки оказывают воз-
мущения по изменению электрической нагрузки генератора — ,elN расхода
топлива — ,fuelG низкой теплоты сгорания топлива —
р
l
Q и температуры
окружающей среды — .1
Схема САУ ГТУ представлена на рис. 3.
Топливо
Т
К Г
Воздух
КС ГВП 3
fuelm
1
GAH
1к
GAH
2к
fuel
2
GAH
1к
2 1N
n
nP
ИП
taskЗ
Рис. 3
В схеме приняты такие обозначения: 1 — температура воздуха на входе в
компрессор, °С; 2 — температура сжатого воздуха после компрессора, °С;
fuel
2 — температура топлива, °С; 3 — температура продуктов сгорания (газов)
на выходе КС, °С; GAH
2к — температура воздуха после газовоздушного подогре-
вателя, °С; GAH
1l — температура газов на выходе из газовой турбины, °С; GAH
1к —
температура газов на выходе ГВП, °С; nP — регулятор частоты вращения ротора
ГТУ; taskЗ — задание; ИП — измерительный преобразователь.
В системе автоматического управления газотурбинной установкой использу-
ется ПИ-закон регулирования. Для определения настроечных параметров регуля-
тора САУ использовался метод, разработанный А.П. Копеловичем. Моделирова-
ние переходных процессов САУ когенерационной энергетической установкой
проводилось в среде моделирования Simulink пакета MATLAB.
Анализ динамики САУ ГТУ показал [14], что изменение электрической
нагрузки генератора lN вызывает существенное отклонение температуры газов на
выходе из камеры сгорания. Увеличение электрической нагрузки на 10 % (400 кВт)
приводит к увеличению температуры газов на выходе камеры сгорания на 16,3 %
(195 °С), что нежелательно, так как увеличивается термическое напряжение эле-
ментов проточной части газовой турбины. Снижение теплотворной способности
топлива
р
l
Q на 10 % (4534,8 кДж/кг) приводит к снижению температуры газов
на выходе камеры сгорания на 5,2 % (62 °С), что также нежелательно, поскольку
приводит к снижению работы расширения газов на валу газовой турбины и, как
следствие, эффективности работы ГТУ.
Для нейтрализации действия этих возмущений в контур регулирования элек-
трической нагрузки генератора был добавлен сигнал по производной по измене-
нию температуры газов на выходе из камеры сгорания (рис. 4).
100 ISSN 0572-2691
Топливо
Т К Г
К котлу-утилизатору
Воздух
КС ГВП
33p
fuelm 11p
GAH
1к
GAH
2к
fuel
2 GAH
1к
22 p
1N
n
nP
ИП
Д
ИП
taskЗ
Рис. 4
Для получения производной применено реальное дифференцирующее дина-
мическое звено, полученное как результат алгебраической суммы передаточных
функций пропорционального и инерционного звеньев. Такая коррекция системы
автоматического управления позволила учитывать влияние изменения теплоты
сгорания топлива еще до изменения частоты вращения ротора и таким образом
снизить влияние этого возмущения. Результаты моделирования переходных про-
цессов с использованием дополнительного сигнала по производной () и без него
представлены на рис. 5 (переходные процессы регулирования частоты вращения ро-
тора, при использовании ПИ-закона и дополнительного сигнала по производной (Д)
а: 1 — %103 N (ПИ), 2 — %10el N (ПИ+Д); б: 1 — %10
р
l
Q (ПИ),
2 — %10
р
l
Q (ПИ+Д); в: 1 — %101 (ПИ), 2 — %101 (ПИ+Д);
г: ПП при одновременном действии возмущений: 1 — ПИ; 2 — ПИ+Д).
Анализ полученных переходных процессов показывает, что при повышении
электрической нагрузки на 10 % максимальное снижение частоты вращения состав-
ляет 0,104 % (0,052 Гц) и не выходит за допустимые пределы (± 0,4 %(± 0,2 Гц)),
а степень затухания переходного процесса при этом равна 85,0el
N
(рис. 5, а,
кривая 1). При снижении теплоты сгорания топлива на 10 % частота вращения снижа-
ется на 0,051 % (0,0253 Гц) и также не выходит за допустимые пределы. При этом сте-
пень затухания переходного процесса составляет 83,0
р
l
Q
(рис. 5, б, кривая 1).
Снижение температуры окружающей среды на 10 % приводит к несущественному от-
клонению частоты вращения ротора электрогенератора на 0,018 % (0,0091 Гц), а сте-
пень затухания при этом равна 84,01
(рис. 5, в, кривая 1). При одновре-
менном действии возмущений ,elN
р
l
Q и 1 максимальное снижение частоты
вращения ротора и степень затухания переходного процесса составляют 0,135 %
(0,0677 Гц) и 84,0 соответственно (рис. 5, г, кривая 1).
– 0, 07
– 0, 05
– 0, 03
– 0, 01
0, 01
, с–1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
– 0, 03
– 0, 02
– 0, 01
0
0, 01
, с–1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
а б
Рис. 5
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2017, № 1 101
Продолжение рис. 5
– 4
0
4
8
×10–3, с–1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
– 0, 08
– 0, 04
0
, с–1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
в г
Незначительное увеличение первого динамического заброса на рис. 5, а объясня-
ется тем, что возмущение по изменению электрической нагрузки практически мгно-
венно оказывает влияние на частоту вращения ротора, однако на втором забросе уже
сказывается влияние сигнала по производной и его снижение составляет 46,8 %.
Переходные процессы регулирования температуры газов на выходе КС при ис-
пользовании ПИ-закона и дополнительного сигнала по производной (Д) представлены
на рис. 6 (а: 1 — %10el N (ПИ), 2 — %10el N (ПИ+Д); б: 1 — %10
р
l
Q
(ПИ), 2 — %10
р
l
Q (ПИ+Д); в: 1 — %101 t (ПИ), 2 — %101 t
(ПИ+Д); г: ПП при одновременном действии возмущений). Степень затухания для
переходных процессов, представленных на рис. 6, составляет ,71,03el
N
,79,03
р
l
Q
77,031
t
и 72,03
соответственно. Из графиков
видно, что увеличение электрической нагрузки на 10 % (рис. 6, а, кривая 1) при-
водит к увеличению температуры газов на выходе КС на 16,3 % (195 °С). Такое
увеличение температуры газов на выходе КС недопустимо и ограничено требова-
ниями жаропрочности материалов проточной части газовой турбины. Снижение
низкой теплоты сгорания топлива на 10 % (рис. 6, б, кривая 1) вызывает снижение
температуры газов на 5,2 % (62 °С). Такое снижение температуры газов нежела-
тельно, поскольку уменьшает работу расширения газов в турбине и тем самым
снижает КПД газотурбинной установки. Снижение температуры окружающей
среды на 10 % (1,5 °С) (рис. 6, в, кривая 1) приводит к отклонению температуры
газов на выходе КС на 1,75 % (21 °С). Одновременное воздействие всех возмуще-
ний оказывает существенное влияние на температуру газов на выходе КС и вызы-
вает ее увеличение на 17,9 % (214,5 °С) (рис. 6, г, кривая 1).
0
40
60
100
3, °C
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
140
– 80
– 40
3, °C
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
0
а б
– 15
– 5
3, °C
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2 0
5
– 50
3, °C
0 0,2 0,4 0,6 0,8 t, c
1
2
50
150
в г
Рис. 6
102 ISSN 0572-2691
Введение дополнительного сигнала по производной улучшает показатели каче-
ства переходных процессов по всем каналам: увеличивает степень затухания и умень-
шает первые динамические забросы и время регулирования. Для всех переходных
процессов после введения сигнала по производной степень затухания стала выше 0,95.
Наиболее существенное улучшение наблюдается при изменении низкой теп-
лоты сгорания топлива и температуры окружающей среды (рис. 5 б, в, кривые 2).
Первый динамический заброс соответственно порядку приложения возмущений,
уменьшился на 20,4 и 21,1 %, степень затухания колебаний возросла соответ-
ственно на 15,7 и 15,8 %. Это обстоятельство позволит снизить термическое
напряжение на элементы проточной части газовой турбины и продлить срок их
службы.
Кроме того, такая коррекция САУ ГТУ позволит использовать в ней несер-
тифицированные виды топлива, для которых значение низкой теплоты носит пе-
ременный характер.
Заключение
Анализ динамики ГТУ показал, что на изменение частоты вращения электро-
генератора наибольшее влияние оказывают изменение электрической нагрузки
генератора elN и одновременное действие всех внешних возмущений ,( elN
р
l
Q и ),1 что приводит к ее снижению до 0,0677 Гц. Действие указанных
возмущений также приводит к увеличению температуры газов на выходе из каме-
ры сгорания до 215 °С, что недопустимо по требованиям жаропрочности материа-
лов проточной части газовой турбины.
Для улучшения качества переходных процессов и нейтрализации действия
рассмотренных возмущений в САУ был введен сигнал по производной от темпе-
ратуры газов на выходе камеры сгорания. Это позволило уменьшить отклонение
температуры газов на выходе из камеры сгорания при изменении электрической
нагрузки генератора elN на 10 %, при изменении низкой теплоты сгорания топ-
лива
р
l
Q — на 20,4 %, а при суммарном действии возмущений — на 13,5 %.
Таким образом, данная САУ позволяет учитывать изменение низкой теплоты
сгорания топлива и использовать в ГТУ виды топлива, низкая теплота сгорания
которых имеет переменное значение.
О.С. Тарахтій
ВДОСКОНАЛЕННЯ КОНТУРУ РЕГУЛЮВАННЯ
ПОТУЖНОСТІ ГАЗОВОЇ ТУРБІНИ
КОГЕНЕРАЦІЙНОЇ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ
В УМОВАХ ЗМІНИ ЯКОСТІ ПАЛИВА
Проведено аналіз впливу зміни низької теплоти згорання палива на динамічні
характеристики когенераційної енергетичної установки. Вдосконалено контур
регулювання потужності ГТУ шляхом введення додаткового сигналу за похід-
ною температури газів на виході камери згорання. Представлено результати
комп’ютерного моделювання.
O.S. Tarakhtii
IMPROVEMENT OF CONTROL LOOP OF GAS
TURBINE POWER OF COGENERATION POWER PLANT
UNDER CONDITIONS OF FUEL QUALITY CHANGE
The analysis of influence of change of net calorific value of the fuel on the dynamic
characteristics of the cogeneration power plant is performed. Control loop for power
gas-turbine installations is improved by means of introduction of additional signal
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2017, № 1 103
derived by the temperature of the gases at the outlet of the combustion chamber. The
results of computer simulation are presented.
1. Lebedev A.S., Pavlov A.Y., Richer F., Adamchuk A.A. Experience gained from operation of the
GTE-160 gas turbine installation and prospects for its modernization // Thermal engineering. —
2013. — 60, N 2. — P. 89–91.
2. Ol’khovskii G.G. Prospective gas turbine and combined-cycle units for power engineering
(a Review) // Ibid. — 2013. — 60, N 2. — P. 79–88.
3. Братута Э.Г., Ганжа А.Н., Марченко Н.А. Повышение эффективности теплообменных ап-
паратов газотурбинных установок на базе системного анализа и многопараметрической оп-
тимизации // Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. — 2009. — № 3. —
С. 128–133.
4. Сулимов Д.Д. Газотурбинные установки ОАО «Авиадвигатель» для работы на синтез-газе,
полученном в результате газификации угля // Теплоэнергетика. — 2010. — № 2. — С. 27–29.
5. Карасевич А.М., Федяев А.В., Лачков Г.Г., Федяева О.Н. Эффективность применения га-
зотурбинных технологий при разработке небольших нефтегазоконденсационных место-
рождений // Там же. — 2012. — № 2. — С. 41–47.
6. Дякун И.Л., Козарь И.Ю. Энергетическая эффективность когенерационных схем шахтного
энергокомплекса // Геотехнічна механіка. — 2013. — Вип. 110. — http:// dspace.nbuv.gov.ua/
handle/123456789/60041
7. Chirkov V.G. Мini thermal power stations operating on pyrolyzed fuel // Thermal Engineering. —
2007. — 54, N 8. — P. 626–630.
8. Федоров С.Д., Облакевич С.В., Радюк О.П. Проблема утилизации шахтного метана в когене-
рационных установках и пути ее решения на примере шахты им. Засядько // Промэлектро. —
2006. — № 5. — С. 35–39.
9. Experience gained with fitting the combined-cycle plant of unit 5 at the Razdan thermal power
station with automated control systems / R.L. Rogachev, S.V. Ivanova, A.V. Sergeev, N.A. Kuzne-
tsov, K.B. Sargsyan, S.Kh. Eritsyan, V.S. Voskanyan, G.S. Petrosyan, A.S. Antonyan // Thermal
Engineering. — 2013. — 60, N 10. — P. 714–721.
10. Shavochkin I.A., Grekhov L.L., Dubov E.A. Development of a process control system for the gas-
turbine units operating at the thermal power plant of the Tuapse oil refinery plant // Ibid. — 2013.
— 60, N 10. — P. 722–729.
11. Кириллов И.И. Автоматическое регулирование паровых турбин и газотурбинных устано-
вок. — Л. : Машиностроение, 1988. — 447 с.
12. Ларіонова О.С., Бундюк А.М. Математична модель динаміки когенераційної енергетичної
установки // ХVІІІ Міжнародна конференція з автоматичного управління «Автоматика
2011». — 2011. — С. 61–62.
13. Тарахтій О.С., Бундюк А.М. Аналіз динамічних характеристик когенераційної енергетичної
установки (КЕУ) // Холодильная техника и технология. — 2012. — № 4(138). — С. 71–74.
14. Тарахтий О.С., Бундюк А.Н. О повышении качества управления мощностью ГТУ когене-
рационной энергетической установки // І Всеукраїнська наук.-техн. конф. «Автоматизація,
контроль та управління: пошук ідей та рішень», 2015. — 2015. — С. 444–447.
Получено 14.04.2016
После доработки 09.08.2016
http://elibrary.ru/item.asp?id=20418979
http://elibrary.ru/item.asp?id=20418979
http://elibrary.ru/item.asp?id=21878836
http://elibrary.ru/item.asp?id=21878836
http://elibrary.ru/item.asp?id=21879774
http://elibrary.ru/item.asp?id=21879774
http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1292966
http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1292966&selid=21879774
|