Создание моделей блоков насосов

Создание моделей конденсатных насосов

Новая схема ТРР

Создайте новый проект (схему) ТРР. При помощи стандартного диалога сохранения файла сохраните схему под новым именем во вновь созданном каталоге: C:\KTZ\Turbine\Конденсатные насосы\ЭКН-150-110.prt (предварительно создайте каталог).

Глобальные параметры ЭКН-150-110

Модель блока конденсатных насосов проста, здесь не потребуются глобальные параметры.

Набор структуры модели ЭКН-150-110

Структура модели конденсатных насосов следующая: всего три однотипных насоса, есть общий всас для всех насосов, перед каждым насосом установлена запорная задвижка с пневмоприводом, после каждого насоса установлен обратный клапан, и на общем напорном трубопроводе установлен общий регулирующий клапан.

Разместите на схеме следующие элементы:

  1. «Субмодель ТРР», см. Рисунок 1, внутри неё разместите все остальные элементы. Измените имя субмодели на «ГКН», а подпись – на «Блок конденсатных насосов».

    Рисунок 1. Субмодель ТРР для блока конденсатных насосов

  2. «Граничный узел , которым будем задавать давление в конденсаторе, т.е. на всасе насосов. Разместите его слева на схеме.
  3. «Граничный узел , этот узел нужен просто для отвода воды, в нем будем задавать произвольное небольшое давление (около 10 кгс/см2) после регулирующей арматуры. Разместите его справа на схеме.
  4. «Внутренний узел ТР, расположите на схеме 8 узлов – два узла общие для всех насосов, а остальные шесть разместите на трёх линиях, для каждого из насосов, см. Рисунок 2.
  5. «Канал общего вида», 11 элементов.

    Рисунок 2. Структура трубопроводов и узлов для конденсатных насосов

  6. Соедините все каналы с узлами.
  7. На средних каналах разместите по элементу «Насос без привода ТРР» (всего 3 шт.).
  8. На каналах перед насосами и на канале перед правым граничным условием разместите элементы «Задвижка с пневмоприводом ТРР» (всего 4 шт.).
  9. На каналах после насосов разместите элементы «Обратный клапан (типовой) ТРР» (всего 3 шт.).
  10. Результат сравните с приведенным ниже (Рисунок 3).

    Рисунок 3. Структура модели конденсатных насосов

  11. Для тестирования и отладки модели мы будем изменять положение общей задвижки (которая находится перед выходным граничным узлом). Переименуйте её в «K_3_1», задайте начальное положение «100%» и добавьте на схему две кнопки для управления задвижкой. Во вкладке «Параметры»* разместите следующий код:
    if Binc.Down then K_3_1.state = K_3_1.state+1;
    if Bdec.Down then K_3_1.state = K_3_1.state-1;
    Примечание: в последних версиях SimInTech данный код надо вводить в окне редактора скрипта, открывающемся по нажатию кнопки Скрипт в окне проекта.
  12. Переименуйте имена насосов в «ГКН-11», «ГКН-21», «ГКН-31».
  13. Переименуйте имена задвижек в «К_60_1», «К_61_1», «К_62_1».
  14. Переименуйте имена обратных клапанов в «К_63_1», «К_64_1», «К_65_1».

Вывод параметров на схемное окно

  1. Для всех узлов кроме правого граничного узла выведите параметры P,H,T (всего 9 шт).
  2. Для всех каналов после насосов выведите значение расходов в т/ч (всего 4 шт.). Для этого нужно в свойстве «Имена выводимых параметров» объекта «Контроль G в канале TPP» параметр g умножить на коэффициент 3.6 (конечный вид строки будет таков: g*3.6).
  3. Для регулирующей задвижки выведите её текущее положение в %.

    Сравните результат (Рисунок 4).

    Рисунок 4. Вывод параметров на схеме модели конденсатных насосов

Свойства узлов, каналов, насосов и других элементов модели ЭКН-150-110

В данной модели важно задать верное давление на всасе насосов, задать напорную характеристику для насосов, верно задать диаметры каналов и подобрать гидравлическое сопротивление тракта при заданном расходе.

Задайте следующие свойства вручную для элементов модели конденсатных насосов (для удобства можно сразу выделить 3 канала с одинаковыми свойствами и редактировать их свойства совместно):

Канал подвода конденсата
  • Гидравлический диаметр: «0.5»
  • Проходное сечение: «0.007854»
  • Прямое местное сопротивление: «0»
  • Обратное местное сопротивление: «0»
  • Толщина стенки: «0.001»
  • Поверхность теплообмена: «0.31416»
  • Длина: «1.0»
Канал отвода конденсата (с регулируемой задвижкой)
  • Гидравлический диаметр: «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1»
  • Толщина стенки: «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «2.3562»
  • Длина: «5.0»
Канал подачи воды на всас насоса (3 канала, свойства одинаковые)
  • Число участков: «2»
  • Гидравлический диаметр: «0.2», «0.2»
  • Проходное сечение: «0.03146», «0.03146»
  • Прямое местное сопротивление: «1», «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1», «1»
  • Толщина стенки: «0.002», «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «3.1416», «1.5708»
  • Длина: «5.0», «2.5»
Канал, на котором расположен насос (3 канала, одинаковые свойства)
  • Гидравлический диаметр: «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «25»
  • Обратное местное сопротивление: «25»
  • Толщина стенки: «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «1.1781»
  • Длина: «2.5»
Канал напорный (3 шт, после насоса)
  • Число участков: «2»
  • Гидравлический диаметр: «0.15», «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767», «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «1», «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1», «1»
  • Толщина стенки: «0.002», «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «1.1781», «1.1781
  • Длина: «2.5», «2.5»
Граничный узел подачи воды (узел характеризует конденсатор)
  • Давление: «0.05»
  • Энтальпия: «32»
Узел отбора воды (оставляем по умолчанию, т.к. свойства воды здесь нас не интересуют)
  • Давление: «10»
  • Энтальпия: «30»
Внутренние узлы (общий перед насосами, 3 узла перед каждым насосом, 3 узла после каждого насоса и общий узел после насосов)
  • Начальная энтальпия: «30»
  • Высотная отметка: «-20»
Задвижка «К_60_1» Положение: «100%»
Задвижка «К_61_1» Положение: «100%»
Задвижка «К_62_1» Положение: «0%»
Задвижка «К_3_1» Положение: «100%»
Обратный клапан «К_63_1»
  • Номер элемента в канале: «2»
  • Перепад давления, при котором клапан открыт: «0.01»
  • Коэффициент сопротивления открытого клапана: «3»
  • Коэффициент сопротивления закрытого клапана: «1e8»
  • Диапазон нечувствительности: «0.001»
Обратный клапан «К_64_1»
  • Номер элемента в канале: «2»
  • Перепад давления, при котором клапан открыт: «0.01»
  • Коэффициент сопротивления открытого клапана: «3»
  • Коэффициент сопротивления закрытого клапана: «1e8»
  • Диапазон нечувствительности: «0.001»
Обратный клапан «К_65_1»
  • Номер элемента в канале: «2»
  • Перепад давления, при котором клапан открыт: «0.01»
  • Коэффициент сопротивления открытого клапана: «3»
  • Коэффициент сопротивления закрытого клапана: «1e8»
  • Диапазон нечувствительности: «0.001»
Насос «ГКН-11»
  • Характеристика насоса: «ЭКН_150-110»
  • Частота вращения: «1»
Насос «ГКН-21»
  • Характеристика насоса: «ЭКН_150-110»
  • Частота вращения: «1»
Насос «ГКН-31»
  • Характеристика насоса: «ЭКН_150-110»
  • Частота вращения: «0»

Обратите внимание, что для тех каналов, число участков в которых больше 1 (в нашем случае это каналы подачи воды на насос и напорные каналы), нужно так же все оставшиеся параметры делать массивами с количеством элементов, равным числу участков (см. Рисунок 5).

Рисунок 5. Свойства канала, разбитого на 2 участка, перед насосом ГКН-11

Также обратите внимание на задание характеристики насоса – это имя текстового файла C:\SimInTech\bin\DataBase\Простые насосы\ЭКН_150-110.tbl. Если воспользоваться инструментом SimInTech, выбрав в главном меню пункт Инструменты → Редактор таблиц, и там открыть этот файл, то можно увидеть (см. Рисунок 6) что в нём задана напорная характеристика насоса: величина напора в зависимости от частоты вращения и объёмного расхода перекачиваемой воды. Этот файл был специально создан для данной модели насосов.

Рисунок 6. Задание напорной характеристики насосов

Номинальное состояние модели конденсатных насосов

Аккуратно задав все эти свойства, мы завершили создание модели ЭКН-150-110. Теперь, если запустить модель на расчёт, то в узлах до насосов из-за высотной отметки -20 метров установится давление около 2 кгс/см2, два включенных насоса будут работать и создавать суммарный расход 300 т/ч, с давлением 12.2 кгс/см2 на напоре насосов, см. Рисунок 7. Регулируя положение задвижки на выходе насосов, можно изменять сопротивление гидравлического тракта и отлаживать напорную характеристику насосов.

Рисунок 7. Номинальное состояние блока конденсатных насосов

Создание модели блока питательных насосов

Новая схема ТРР

Откройте проект с моделью конденсатных насосов C:\KTZ\Turbine\Конденсатные насосы\ЭКН-150-110.prt. При помощи стандартного диалога сохранения файла сохраните схему под новым именем во вновь созданном каталоге: C:\KTZ\Turbine\Питательные насосы главные\ЭПН-150-75.prt (предварительно создайте каталог).

Глобальные параметры ЭПН-150-75

Модель блока конденсатных насосов проста, здесь не потребуются глобальные параметры.

Набор структуры модели ЭПН-150-75

Структура модели питательных насосов очень похожа на структуру модели конденсатных насосов: всего три однотипных насоса, есть общий всас для всех насосов, перед каждым насосом установлена запорная задвижка с пневмоприводом, после каждого насоса установлен обратный клапан и еще одна задвижка с пневмоприводом (в этом отличие от конденсатных насосов), и на общем напорном трубопроводе установлен общая регулирующая задвижка.

Измените на схеме следующие элементы:

  1. Измените имя субмодели на «ГПН», а подпись – на «Блок питательных насосов», см. Рисунок 8.

    Рисунок 8. Субмодель ТРР для блока питательных насосов

  2. Внутри субмодели дополнительно разместите 3 внутренних узла
  3. Разместите дополнительно три канала общего вида, см. Рисунок 8.
  4. Соедините все каналы с узлами.

    Рисунок 9. Структура трубопроводов и узлов для питательных насосов

  5. На новых каналах разместите элементы «Задвижка с пневмоприводом ТРР» и дайте им имена «ПВ_14_1», «ПВ_15_1», «ПВ_16_1».
  6. На канале подвода воды разместите ещё одну задвижку с пневмоприводом «К_51_1».
  7. Переименуйте имена насосов в «ЭПН-11», «ЭПН-21», «ЭПН-31».
  8. Переименуйте имена задвижек в «К_53_1», «К_54_1», «К_55_1».
  9. Переименуйте имена обратных клапанов в «К_56_1», «К_57_1», «К_58_1».

Вывод параметров на схемное окно

  1. Для новых узлов выведите параметры P,H,T (всего 3 шт.).

Сравните результат с рисунком (Рисунок 10).

Рисунок 10. Структура и вывод параметров модели питательных насосов

Свойства узлов, каналов, насосов и других элементов модели ЭПН-150-75

В модели насосов важно задать верное давление на всасе, задать напорную характеристику для насосов, верно задать диаметры каналов и подобрать гидравлическое сопротивление тракта при заданном расходе.

Задайте следующие свойства вручную для элементов модели питательных насосов (для удобства можно сразу выделить 3 канала с одинаковыми свойствами и редактировать их свойства совместно). Обратите внимание, что в модели питательных насосов каналы перед насосом и после насоса не делятся на 2 участка, это нужно учитывать при задании свойств:

Канал подвода воды
  • Гидравлический диаметр: «0.25»
  • Проходное сечение: «0.04909»
  • Прямое местное сопротивление: «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1»
  • Толщина стенки: «0.01»
  • Поверхность теплообмена: «3.927»
  • Длина: «5.0»
Канал отвода конденсата (с регулируемой задвижкой)
  • Гидравлический диаметр: «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1»
  • Толщина стенки: «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «2.3562»
  • Длина: «5.0»
Канал подачи воды на всас насоса (3 канала, свойства одинаковые)
  • Гидравлический диаметр: «0.25»
  • Проходное сечение: «0.04909»
  • Прямое местное сопротивление: «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1»
  • Толщина стенки: «0.01»
  • Поверхность теплообмена: «3.927»
  • Длина: «5.0»
Канал, на котором расположен насос (3 канала, одинаковые свойства)
  • Гидравлический диаметр: «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «25»
  • Обратное местное сопротивление: «25»
  • Толщина стенки: «0.005»
  • Поверхность теплообмена: «1.1781»
  • Длина: «5»
Канал напорный (6 шт, после насосов, с обратными клапанами и задвижками)
  • Гидравлический диаметр: «0.15»
  • Проходное сечение: «0.01767»
  • Прямое местное сопротивление: «1»
  • Обратное местное сопротивление: «1»
  • Толщина стенки: «0.002»
  • Поверхность теплообмена: «1.1781»
  • Длина: «2.5»
Граничный узел подачи воды (узел характеризует деаэратор)
  • Давление: «1.2»
  • Энтальпия: «104»
Узел отбора воды (узел характеризует коллектор на всасе насосов)
  • Давление: «0.05»
  • Энтальпия: «32»
Внутренние узлы (общий перед насосами, 3 узла перед каждым насосом, 6 узлов после каждого насоса и общий узел после насосов)
  • Начальная энтальпия: «30»
  • Высотная отметка: «-20»
Задвижка «К_51_1» Положение: «100%»
Задвижка «К_53_1» Положение: «100%»
Задвижка «К_54_1» Положение: «100%»
Задвижка «К_55_1» Положение: «0%»
Задвижка «ПВ_14_1» Положение: «100%»
Задвижка «ПВ_15_1» Положение: «100%»
Задвижка «ПВ_16_1» Положение: «0%»
Задвижка «К_3_1» Положение: «2.987%»
Обратный клапан «К_63_1» Номер элемента в канале: «1»
Обратный клапан «К_64_1» Номер элемента в канале: «1»
Обратный клапан «К_65_1» Номер элемента в канале: «1»
Насос «ЭПН-11»
  • Характеристика насоса: «ЭПН-150-75»
  • Частота вращения: «1»
Насос «ЭПН-21»
  • Характеристика насоса: «ЭПН-150-75»
  • Частота вращения: «1»
Насос «ЭПН-31»
  • Характеристика насоса: «ЭПН-150-75»
  • Частота вращения: «0»

Также обратите внимание на задание характеристики насоса – это имя текстового файла C:\SimInTech\bin\DataBase\Простые насосы\ЭПН_150-75.tbl. Если воспользоваться инструментом SimInTech, выбрав в главном меню пункт Инструменты → Редактор таблиц, и там открыть этот файл, то можно увидеть (см. Рисунок 11) что в нём задана напорная характеристика насоса: величина напора в зависимости от частоты вращения и объёмного расхода перекачиваемой воды. Этот файл был специально создан для данной модели насосов.

Рисунок 11. Фрагмент задания напорной характеристики питательных насосов

Номинальное состояние модели конденсатных насосов

Аккуратно задав все эти свойства, мы завершили создание модели ЭПН-150-75. Теперь, если запустить модель на расчёт, то из-за тщательного задания положения регулирующей задвижки (2.987%), два включенных насоса будут создавать суммарный расход 220 т/ч, см. Рисунок 12. Регулируя положение задвижки на выходе насосов, можно изменять сопротивление гидравлического тракта и отлаживать напорную характеристику насосов и модель блока питательных насосов в целом.

Рисунок 12. Номинальное состояние блока питательных главных насосов