Введение
1. Состояние вопроса организации автоматизированного пуска энергоблоков паровых турбин. Постановка задачи исследования 11
1.1.Задача автоматизации пуска 11
1.2.Современные подходы к автоматизации в энергетике 18
1.3. Современные энергетические тренажерные комплексы 20
1.4.Автоматизация непрерывного управления 21
1.5.Численные методы решения задачи теплопроводности 26
1.6.Применение метода конечных элементов в реальном времени 30
1.7.Постановка задачи 32
2. Выбор средств моделирования температурного поля ротора паровой турбины 34
2.1.Исходные данные для проектирования устройства 34
2.1.1.Математическая модель процесса остывания ротора 35
2.1.2. Характеристики применяемой термопары 40
2.1.3.Определение тепловой инерционности стенки цилиндра 42
2.2.Устройство для моделирования остывания ротора паровой турбины 43
2.2.1.Схемотехника устройства 43
2.2.2.Оценка погрешности измерения температур 46
2.2.3.Алгоритм работы устройства 47
2.2.4.Метод решения системы линейных уравнений 50
2.2.5.Тестирование устройства 52
2.3.Выводы к главе 53
3. Разработка конечно-элементной модели процесса прогрева для контроля теплового состояния роторов паровых турбин в реальном времени 55
3.1.Методика разработки конечно-элементной модели прогрева деталей турбины для работы в темпе процесса 56
3.2. Выбор средств проектирования и реализации динамической модели критической области ротора 59
3.2.1.Верификация реализации метода конечных элементов в системе MATLAB..60
3.2.2.Дополнительные программные инструменты 62
3.3.Эталонная модель ротора. Анализ результатов моделирования 65
3.4.Геометрическая модель критической зоны ротора. Условия однозначности моделирования 67
3.4.1.Определение коэффициентов теплоотдачи 69
3.4.2.Определение температур греющего пара 72
3.5.Оптимизация конечно-элементной модели 75
3.6.Выводы к главе 80
4. Реализация конечно-элементной динамической модели теплового и термонапряженного состояния роторов паровых турбин 81
4.1.Основные уравнения модели. Реализация метода конечных элементов в среде
MATLAB 81
4.2. Реализация модели в среде MATLAB 85
4.3.Переход от температурного поля модели к термическим напряжениям в роторе.87
4.3.1.Моделирование термических напряжений в роторе паровой турбины 91
4.3.2.Определение характерных разностей температур 94
4.3.3.Определение регрессионной зависимости между характерными разностями
температур и термическими напряжениями в модели 96
4.4.Реализация модели в среде Simulink 97
4.5.Управление переходными режимами работы паровой турбины 105
4.6.Выводы к главе 106
Заключение 108
Список сокращений 109
Список литературы
