Моделирование водяного тракта парового котла

Рассматривается опыт разработки динамической модели водяного тракта парового котла для построения компьютерного тренажера. Тренажер служит для обучения и оценки действий оперативного персонала котельного цеха при выполнении основных технологических операций в процессе эксплуатации котла. Сложность задачи заключается в моделировании технологических параметров объекта на всех режимах функционирования - от заполнения барабана питательной водой и растопки до функционирования с номинальной нагрузкой. Модель описывает изменение температуры и давления в барабане котла в зависимости от расхода питательной воды, непрерывной и периодической продувок, расхода острого пара и расхода газа. Модель учитывает нагрев питательной воды в топочных экранах и водяном экономайзере, а также температуру питательной воды, поступающей на вход водяного экономайзера. Сохранение энергетического баланса в модели реализуется за счет проведения всех промежуточных расчетов относительно энтальпии теплоносителя. Такая реализация позволяет корректно учитывать изменение физических параметров воды в процессе нагрева и роста давления, обеспечивает линейное поведение модели даже с учетом перехода теплоносителя из одного агрегатного состояния в другое. Модель учитывает основные технологические операции, выполняемые оперативным персоналом котельного цеха в процессе растопки котла. Идентификация модели выполнена по данным системы автоматизированного управления паровым котлом, полученным при растопке. В статье приводятся экспериментальные данные, структурные схемы основных подсистем модели, результаты компьютерного моделирования. Обосновываются допущения, которыми руководствовались авторы при разработке модели, а также описываются ограничения, возникшие при ее реализации.