dr inż. Paweł Trawiński
Analityczno-aproksymacyjny model matematyczny bloku gazowo-parowego dla celów diagnostyczno-ewaluacyjnych
Promotor: |
|
prof. dr hab. inż. Krzysztof Badyda - Politechnika Warszawska, Wydział MEiL |
|
Promotor pomocniczy: |
|
dr inż. Marcin Wołowicz – Politechnika Warszawska, Wydział MEiL |
|
Recenzenci: |
|
|
Prof. dr hab. inż. Janusz Kotowicz – Politechnika Śląska |
|
Dziedzina: |
|
| nauki inżynieryjno-techniczne | |
Dyscyplina: |
|
| inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka | |
Streszczenie:
Głównym celem pracy było opracowanie autorskiej metodyki budowy modeli matematycznych bloków gazowo-parowych na przykładzie modelu bloku gazowo-parowego zabudowanego w Elektrociepłowni Żerań w Warszawie. Blok ten to Jednostka Wytwórcza Centralnie Dysponowana o osiągalnej mocy elektrycznej około 500 MW, pracująca w gospodarce skojarzonej, polegającej na równoczesnym wytwarzaniu ciepła sieciowego oraz energii elektrycznej, przy przewidzianej możliwości dostaw pary technologicznej dla odbiorców zewnętrznych.
W ramach pracy został skonstruowany, przetestowany oraz przygotowany do prac o charakterze narzędzia analitycznego kompleksowy model matematyczny o budowie modułowej. Zakresem modelowania objęte zostały podstawowe komponenty bloku, w tym: turbozespół gazowy z wydzielonymi modułami sprężarki, zespołu komór spalania oraz ekspandera, trójprężny kocioł odzysknicowy oraz turbozespół parowy. Osobnymi modułami są opracowane na potrzeby zadania modele matematyczne czynników roboczych (powietrza, paliwa gazowego i spalin oraz czynnika obiegu wodno-parowego). Model ma charakter analityczno-empiryczny, zawiera szereg równań aproksymacyjnych. W trakcie prac nad jego opracowaniem dokonano wariantowego doboru równań aproksymacyjnych modelu poszukując rozwiązań w możliwie najwierniejszy sposób odwzorowujących zachowanie obiektu rzeczywistego. Przeprowadzono kompleksowy test poprawności działania poszczególnych modułów i modelu jako całości oraz wyznaczono wybrane charakterystyki pracy układu.
Szczególnym wynikiem pracy jest zrealizowanie zagadnienia istotnego dla praktyki przemysłowej. Opracowany model matematyczny umożliwia symulację pracy jednostki w warunkach zmienionych, diagnostykę cieplną poszczególnych układów termodynamiczno-przepływowych i prowadzenie wielokryterialnej oceny osiągów obiegu w funkcji zmieniających się warunków otoczenia i powiązań
technologicznych z częścią kolektorową elektrociepłowni. Model obliczeniowy zgodnie z przyjętym celem zostanie wykorzystany jako narzędzie wspomagające koordynację i planowanie oraz optymalizację pracy bloku gazowo-parowego.
Słowa kluczowe: modelowanie matematyczne, układ gazowo-parowy, turbozespół gazowy, kocioł odzysknicowy, turbozespół parowy