Структурно-параметрическая оптимизация регуляторов впрысков паровых котлов

Регулирование температуры пара существенно влияет на экономичность, надежность и долговечность работы паровых котлов. В статье особое внимание уделено обоснованию актуальности существенного повышения эффективности работы регуляторов впрыска паровых котлов, работающих в широком диапазоне изменения нагрузок. Отмечено, что одним из основных направлений решения указанной проблемы является использование оптимальных регуляторов с динамической компенсацией и комбинированных принципов регулирования по отклонению и возмущению одновременно. Предложена комбинированная система автоматического регулирования с полной инвариантностью по отношению к наиболее опасному измеряемому внутреннему возмущению и с частичной инвариантностью при отработке внешнего возмущения с заданными допустимыми отклонениями регулируемого параметра. При этом для повышения качества регулирования при основных воздействиях оптимизацию целесообразно осуществлять с использованием передаточных функций опережающего и главного участков объекта регулирования; внутренний контур двухконтурной системы превращать при отработке корректирующего воздействия в усилитель с единичным коэффициентом передачи. Структуру корректирующего регулятора необходимо формировать на основе принципа динамической компенсации для объектов с условным запаздыванием по каналу регулирующего воздействия, позволяющего при отработке задающего скачка обеспечить заданное качество регулирования. Таким образом достигается существенное повышение быстродействия и точности при отработке внутренних и внешних измеряемых возмущений по сравнению с типовой двухконтурной системой или инвариантной системой автоматического регулирования с внутренней моделью, что позволяет рекомендовать предлагаемую инвариантную каскадную систему автоматического регулирования для широкого внедрения в области автоматизации теплоэнергетических процессов.

1. Плетнев, Г. П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике: учеб. для вузов / Г. П. Плетнев. 4-е изд. М.: Изд-во МЭИ, 2007. 352 с.

2. Клюев, А. С. Наладка систем автоматического регулирования паровых котлов / А. С. Клюев, А. Т. Лебедев, С. И. Новоселов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 280 с.

3. Методы классической и современной теории автоматического управления: учеб.: в 3 т. / под ред. Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. Т. 2: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления. 736 с.

4. Ротач, В. Я. Расчет настройки промышленных систем регулирования / В. Я. Ротач. М.–Л.: Госэнергоиздат, 1961. 344 с.

5. Ротач, В. Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В. Я. Ротач. М.: Энергия, 1973. 440 с.

6. Ротач, В. Я. Теория автоматического управления: учебник для вузов / В. Я. Ротач. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Изд. дом МЭИ, 2008. 396 c.

7. Широкий, Д. К. Расчет параметров промышленных систем регулирования: справ. пособие / Д. К. Широкий, О. Д. Куриленко. К.: Техніка, 1972. 232 с.

8. Анхимюк, В. Л. Теория автоматического управления: учеб. пособие / В. Л. Анхимюк, О. Ф. Опейко, Н. Н. Михеев. Минск: Дизайн ПРО, 2000. 352 с.

9. Кузьмицкий, И. Ф. Теория автоматического управления: учеб. для вузов / И. Ф. Кузьмицкий, Г. Т. Кулаков. Минск: БГТУ, 2010. 574 с.

10. Теория автоматического управления: учеб. пособие / Г. Т. Кулаков [и др.]; под ред. Г. Т. Кулакова. Минск: Вышэйшая школа, 2022. 197 с.

11. Кулаков, Г. Т. Синтез инвариантных систем автоматического регулирования с внутренней моделью / Г. Т. Кулаков, А. Т. Кулаков, Н. В. Воюш // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 6. С. 539–550. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-6-539-550.

12. Коновалов, М. А. Проблемы автоматизации инерционных теплоэнергетических объектов / М. А. Коновалов. К.: Феникс, 2009. 312 с.

13. Кулаков, Г. Т. Параметрическая оптимизация системы автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт в режиме постоянного давления пара перед турбиной / Г. Т. Кулаков, А. Т. Кулаков, К. И. Артёменко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 5. С. 451–462. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-5-451-462.

14. Кулаков, Г. Т. Параметрическая оптимизация системы автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт в режиме переменного давления пара перед турбиной / Г. Т. Кулаков, А. Т. Кулаков, К. И. Артёменко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 6. С. 540–551. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-539-551.

15. Артёменко, К. И. Структурно-параметрическая оптимизация системы автоматического управления мощностью энергоблоков 300 МВт в широком диапазоне изменения нагрузок / К. И. Артёменко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 5. С. 469–481. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-5-469-481.

16. Кулаков, Г. Т. Синтез котельных регуляторов системы автоматического управления мощностью энергоблоков / Г. Т. Кулаков, К. И. Артёменко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 3. С. 223–235. https://doi.org/ 10.21122/1029-7448-2020-63-3-223-235.