Динамическая структура объекта регулирования

Анализ выполним применительно к турбине без промперегрева пара. Используя принцип эквивалентирования, заменим систему регенерации одним эквивалентным подогревателем (см. п. 2.2). Относительное изменение мощности аналогично выражению (5.1) определяется соотношением, где х — относительное перемещение регулирующих клапанов турбины; яа — относительное изменение давления в камере отбора; v = NrIN', N и щ — мощности соответственно всей турбины и ее отсека от первой ступени до камеры отбора.
Паровым объемом между клапанами и соплами первой ступени при этом пренебрегаем. Дополним приведенную математическую модель турбины (5.13) моделями камеры отбора (2.14), эквивалентного подогревателя (2.45) и соединительного паропровода (2.43):
Здесь ga н gв — относительные изменения расхода пара подогревателем и питательной воды; 0ВХ ив — относительные изменения температур питательной воды при входе в эквивалентный подогреватель и выходе из него; я„ = &pJpao* &Рп — изменение давления в подогревателе; ра — давление в камере отбора; a — относительная доля общего массового расхода пара, направляемая в подогреватель; Ра — Tas + 1; Та — динамическая постоянная камеры отбора.
Приняв неизменными расход питательной воды и ее температуру при входе в подогреватель, из уравнений (5.15) найдем.
Передаточная функция подогревателя Щ может быть найдена или аналитически по приведенной формуле, или эмпирически аппроксимацией полученных экспериментально переходных (разгонных) характеристик подогревателя при возмущении расходом пара.
Как было показано в п. 2.2, переходный процесс в подогревателе при быстром перемещении обратного клапана (см. рис. 2.7) разделяется на два этапа, обусловленные соответственно влиянием материальной и тепловой аккумуляции. Эти этапы характеризуются существенно различной инерцией. Приведенные на рис. 2.7 характеристики позволяют аппроксимировать регенеративный подогреватель по каналу «давление—расход греющего пара» цепью двух параллельных апериодических звеньев с динамическими постоянными Тх и 7*2, которые соответствуют процессам материальной и тепловой аккумуляции. Передаточная функция этой цепи.
Полученным соотношениям соответствует приведенная на рис. 5.11 многоконтурная структурная схема. Входной сигнал проходит по двум параллельным цепям, включающим соответственно звено v и звенья Wa и 1 —v и характеризующим мощности отсеков, расположенных до камеры отбора и после нее. Системе регенеративного подогрева питательной воды соответствует отрицательная обратная связь, охватывающая звено Wa и включающая кинематическое звено а и эквивалентное звено Wn, изображенное на схеме прямоугольником A BCD, внутри которого раскрыта структура этого звена. При построении принято во внимание, что 1 !(Wn + k') = l/ll + Wn — (1 — k')\. Звено Wn с входной величиной па и выходной ga характеризует динамические свойства эквивалентного подогревателя, а звено а — степень влияния этих свойств на процессы в камере отбора и турбине в целом. Звено Wn по своей структуре является единичным кинематическим звеном, охваченным тройной обратной связью. Отрицательная обратная связь, включающая звено Wn с передаточной функцией подогревателя, определяемой уравнением (5.16), характеризует собственные динамические свойства подогревателя. Положительная обратная связь с единичным кинематическим звеном характеризует влияние процессов в подогревателе на поступление в него пара из камеры отбора, а отрицательная обратная связь с кинематическим звеном k' — роль гидравлического сопротивления паропровода.