ИНВАРИАНТНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В БАРАБАНЕ КОТЛА
Аннотация
Качество регулирования уровня воды в барабане котлов тепловых электростанций и парогенераторов атомных электростанций во многом определяют надежность и экономичность их работы. Последнее может быть достигнуто путем значительного уменьшения времени работы исполнительных механизмов, что напрямую зависит от качества регулирования.
Рассмотрены зарубежные методы настройки ПИД-регулятора в каскадной системе автоматического регулирования уровня воды в барабане котла, на базе которой предложена инвариантная каскадная система автоматического регулирования. В такой системе предложено не измерять внешнее возмущение, например расход пара, а параллельно реальному инерционному участку объекта регулирования реализовать модель этого участка. Разница текущего значения уровня воды в барабане и выхода модели инерционного участка объекта регулирования подается на вход устройства компенсации эквивалентного внешнего возмущения. Это позволяет использовать устройство компенсации в замкнутом контуре, следовательно, качество регулирования улучшается при воздействии любых внешних возмущений. Сравнительный анализ результатов моделирования каскадной системы автоматического регулирования с ПИД-регулятором, настроенным по зарубежным методам, и предлагаемой инвариантной системы показал значительное улучшение качества регулирования в последней, а именно: в 2,5 раза повышается быстродействие системы при отработке скачка задания, максимальная величина перерегулирования уменьшается с 42,5 до 10,0 %; при отработке внутреннего возмущения время регулирования сокращается на 33 %, максимальная динамическая ошибка регулирования – на 65 %; время отработки внешнего топочного возмущения уменьшается в два раза, максимальная динамическая ошибка регулирования – на 63 %; максимальная динамическая ошибка регулирования при отработке внешнего возмущения расходом перегретого пара уменьшается на 71 %, время регулирования сокращается в 1,5 раза.
Об авторах
Г. Т. КулаковБеларусь
Доктор технических наук, профессор
А. Н. Кухоренко
Беларусь
Аспирант
Список литературы
1. Плетнев, Г. П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике : учеб. для студ. вузов / Г. П. Плетнев. – 4-е изд., перераб. – М. : Издательский дом МЭИ, 2007. – 352 с.
2. Демченко, В. А. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС / В. А. Демченко. – Одесса : Астропринт, 2001. – 308 с.
3. Клюев, А. С. Наладка систем автоматического регулирования барабанных паровых котлов / А. С. Клюев, А. Т. Лебедев, С. И. Новиков. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 280 с.
4. Кулаков, Г. Т. Математическое моделирование переходных процессов трехимпульсной системы автоматического регулирования питания водой парогенератора на сброс нагрузки / Г. Т. Кулаков, А. Т. Кулаков, А. Н. Кухоренко // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2014. – № 1. – С. 57–64.
5. Кулаков, Г. Т. Оптимизация переходных процессов изменения уровня воды в барабане паровых котлов. / Г. Т. Кулаков, А. Н. Кухоренко // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2014. – № 4. – С. 63–74.
6. Ротач, В. Я. Теория автоматического управления : учеб. для вузов / В. Я. Ротач. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Издательский дом МЭИ, 2008. – 396 с.
7. Кузьмицкий, И. Ф. Теория автоматического управления : учеб. / И. Ф. Кузьмицкий, Г. Т. Кулаков. – Минск : БГТУ, 2010. – 574 с.
8. Широкий, Д. К. Расчет параметров промышленных систем регулирования: справ. пособие / Д. К. Широкий, О. Д. Куриленко. – Киев : Техника, 1972. – 232 с.
9. Сороко, Э. М. Золотые сечения, процессы самоорганизации и эволюции систем: введение в общую теорию гармонизации систем / Э. М. Сороко. – М. : КомКнига, 2006. – 264 с.
10. Aidan, O’Dwyer. Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules / O’Dwyer Aidan. – 3rd Edition. – Dublin: Institute of Technology; Ireland, Imperial College Press, 2009. – 529 p.
Рецензия
Для цитирования:
Кулаков Г.Т., Кухоренко А.Н. ИНВАРИАНТНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В БАРАБАНЕ КОТЛА. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2015;(2):35-47.
For citation:
Kulakov G.T., Kuchorenko A.N. INVARIANT SYSTEM OF AUTOMATIC WATER-LEVEL REGULATING IN THE BOILER SHELL. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2015;(2):35-47. (In Russ.)