Моделирование смешивающих подогревателей

К числу смешивающих подогревателей относятся деаэратор, а также применяемые в тепловых схемах некоторых ПТУ смешивающие подогреватели низкого давления.
Рассмотрим вопросы математического моделирования смешивающих подогревателей для более общего случая деаэратора [72 J. Процесс изменения давления рл в деаэраторе (рис. 2.8) можно отразить уравнением теплового баланса его парового пространства
где Vn и Vl( —соответственно объемы парового пространства и капель в нем; р" и ь" — плотность и энтальпия насыщенного пара; и —энтальпия насыщенной воды; iuj и iDX —энтальпии греющего пара и конденсата при входе в деаэратор; Ga, GH и Gc — расходы соответственно греющего пара, конденсата и уходящей из деаэратора паровоздушной смеси; Qa — количество теплоты, поступающей в паровое пространство за счет само испарения конденсата.
Как показывают исследования [72, 136], аккумуляцией теплоты в металле при этом можно пренебречь. В отклонениях переменных уравнение (2.46) примет вид
Объем парового пространства зависит от уровня h воды в деаэраторе, причем с повышением уровня объем уменьшается. На основании этого можно записать dVu — (dVJdh) dh9 где dVJdh — отрицательная величина. Плотность и энтальпия насыщенных пара и воды однозначно определяются давлением /?д в деаэраторе. Энтальпия греющего пара iuj = f (paj), где paj —давление в камере отбора турбины. Энтальпия конденсата; входящего в деаэратор, равна /вх = ctBX1 где tbX —температура конденсата; с — удельная теплоемкость.
Расход теплоты AQH в паровое пространство за счет самоиспарения конденсата изменяет свои величину и знак в зависимости от направления изменения давления (знака dpjdf). При повышении давления в деаэраторе часть аккумулированного в нем пара конденсируется, унося за единицу времени из парового пространства в водяное количество теплоты.
В случае понижения давления в деаэраторе (dpa/dt < 0) вода в нем оказывается перегретой, и за единицу времени часть ее испаряется, унося в паровое пространство количество теплоты, где р. — плотность воды; г — удельная теплота парообразования; VB —объем перегретой воды. Следовательно, AQ.
Таким образом, деаэратор является нелинейным объектом регулирования. Расход паровоздушной смеси Gc в атмосферу зависит от давления рД. С учетом вышеизложенного из уравнения.
Коэффициент саморегулирования гА в этом уравнении всегда положителен. Его значение убывает с уменьшением нагрузки.
Закон изменения уровня в деаэраторе можно получить из уравнения материального баланса водяной зоны, где а3д, и а6д — коэффициенты.
Уровень в деаэраторе поддерживается специальным регулятором, изменяющим подачу подпиточной воды в конденсатор [136). Нередко считают регулирование уровня идеальным, при этом в уравнении (2.48) будет %у =0.
Температура питательной воды, выходящей из деаэратора, однозначно определяется давлением. Подставив полученное значение в уравнение (2.48), будем иметь.
Аналогичный вид имеет уравнение любого смешивающего подогревателя. Полученные уравнения должны быть дополнены уравнением камеры отбора (2.13) и уравнением, определяющим расход пара подогревателем. Если на линии подвода греющего пара имеется регулирующий орган, степень открытия которого определяется координатой то расход пара подогревателем можно описать уравнением gaa = о?дя/ + ДвдИд» где а1л и а8д — коэффициенты. Если регулирующий орган отсутствует, то следует использовать уравнение (2.43). Величина 6вХ в уравнениях (2.48) и (2.49) может быть найдена из уравнений предшествующих подогревателей.