Modelowanie matematyczne obiegu parowo-wodnego w układzie skojarzonym z turbiną gazową dla potrzeb diagnostyki cieplnej

• Autorzy: Plis M. , Rusinowski H.

Warianty tytułu

EN

Mathematical modelling of steam-water cycle of a gas turbine combined cycle power plant for thermal diagnostic systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesne systemy diagnostyki cieplnej wymagają zaawansowanych narzędzi obliczeniowych, w tym modeli matematycznych. Modele te powinny się charakteryzować stosunkowo krótkim czasem obliczeń przy jednocześnie zapewnieniu wymaganej dokładności wyników. W artykule przedstawiono model symulacyjny obiegu parowo-wodnego bloku jednej z polskich elektrociepłowni gazowo-parowych. Opracowany model obejmuje modele cząstkowe turbiny kon-densacyjno-upustowej o mocy znamionowej 65 MW, układu ciepłowniczego oraz zbiornika wody zasilającej i chłodnicy kondensatu. Przedstawiony model turbiny parowej obejmuje bilanse substancji i energii oraz model linii rozprężania pary. Model linii rozprężania pary opracowano w oparciu o równanie przelotności i na sprawność wewnętrzną grup stopni. Mode-le układu ciepłowniczego oraz zbiornika wody zasilającej i chłodnicy kondensatu obejmują bilanse substancji i energii. Nieznane wartości współczynników empirycznych zostały estymowane w oparciu o wyniki pomiarów eksploatacyjnych. Przeprowadzono walidację wyników obliczeń uzyskanych z modelu w oparciu o wyniki pomiarów eksploatacyjnych. Dokonano oceny jakości predykcji modelu i sformułowano odpowiednie wnioski.

EN

Modern operation control systems require advanced computational tools, including mathematical models. These models should have a simple structure and short computing time. The article presents a simulation model of the steam-water cycle in one of the Polish gas turbine combined cycle power plant. The developed model encompasses: a partial model of the steam turbine with the installed rated power of 65 MW, a partial model of the heating system and a partial model of the feed water tank and a cooler condensate. The presented model of the steam turbine contains mass and energy balance equations and a steam expansion line model which has been developed on the basis of a steam flow capacity equation and a turbine internal efficiency equation. The presented models of the heating system and the feed water tank and the cooler condensate contain mass and energy balance equations. The unknown parameters, which appear in empirical equations have been estimated on the basis of measure results with the use of the last square method. A validation of developed model has been conducted with the use of measure results. The quality of the model prediction was evaluated. Appropriate conclusions were drawn.

Słowa kluczowe

PL

model matematyczny; funkcje empiryczne; układ gazowo-parowy; turbina parowa

EN

mathematical model; empirical functions; gas turbine combined; cycle power plant; steam turbine

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 5
• Strony: 58--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Plis M.

• doktorant Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Rusinowski H.

• Politechnika Śląska w Gliwicach.

Bibliografia

• [1] Walsh P.P, Fletcher P.: Gas turbine performance. Blackwell Science Ltd 2004
• [2] Boyce M. H.: Gas Turbine Engineering Handbook. Second edition. Gulf Professional Publishing.
• [3] Lazzaretto A., Toffolo A.: Analytical and neural models for gas turbine design and off-design simulation. Int.J. Applied Thermodynamics, vol 4 (No.4) p. 173-182
• [4] Rusinowski H.: Diagnostyka cieplna eksploatacji w energetyce Wydawnictwo Oddziału PAN w Katowicach, Gli-wice-Katowice, 2010
• [5] Szapajko G., Rusinowski H.: Theoretical-empirical model of the steam-water cycle of the power unit Proceedings of 10th International Carpathian Control Conference ICCC 2009, 379-382, Zakopane, Poland, May 24-27, 2009
• [6] Rusinowski H., Plis M.: Mathematical model of steam turbine for thermal diagnostic systems. Proceedings of the 17th International Carpathian Control Conference, pp. 630-634, Tatranská Lomnica, Slovak Republic, May 29 - June 1, 2016
• [7] Zdun M., Rusinowski H., Plis M.: Modelowanie matematyczne turbiny kondensacyjnej z wykorzystaniem programu Thermoflex, GRE 2014, Nowa Energia, Szczyrk 2014.
• [8] Szapajko G., Rusinowski H.: Theoretical-empirical model of the steam-water cycle of the power unit Acta Montanistica Slovaca Ročník 15(2010), číslo 1, 24-27
• [9] Rusinowski H., Szapajko G., Stanek W.: Hybrid model of the conventional power unit Mechanics Vol. 27 (2008) No. 3, pp. 120-130
• [10] Strona internetowa: http://www.fchart.com/ees/
• [11] Badyda K., Miller A.: Energetyczne turbiny gazowe oraz układy z ich wykorzystaniem. Wydawnictwo Kaprint, Lublin 2011.
• [12] Szapajko G., Rusinowski H.: Mathematical modelling of steam-water cycle with auxiliary empirical functions application Archives of Thermodynamics Vol. 31(2010), No. 3, pp. 165-183
• [13] Rusinowski H., Szapajko G.: Ocena energetyczna eksploatacji bloku ciepłowniczego z turbiną upustowo-kondensacyjną Rynek Energii Nr 6(85) - 2009, s. 103-110