Optimization of turbine sampling points using a steam turbine plant model in simulation environment simintech
Authors: Аполлова А.В. , Романовская А.К. 
Published: March 2024

Важным этапом современного проектирования является широкое применение математического моделирования, сущность которого состоит в замене исходного объекта математической моделью и дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютерах вычислительных алгоритмов. Работа с моделью позволяет относительно быстро и без существенных затрат исследовать свойства объекта и его поведение в любых возможных ситуациях. В связи с этим для оптимизации точек отборов пара из турбины разработаны элементы и системы паротурбинной установки для плавучего энергоблока в среде динамического моделирования SimInTech, такие как проточная часть турбины с 12 ступенями и 3 отборами отработанного пара, конденсатор, три конденсатных насоса, подогреватель низкого давления, две секции подогревателя высокого давления, деаэратор, три питательных насоса, промежуточный контур, состоящего из двух сетевых подогревателей ПС-450, и пиковый подогреватель ПС-450П. Смоделированы отборы отработанного пара после каждой ступени турбины и отбор свежего пара на дроссельно-увлажнительное устройство. Рассмотрен номинальный режим работы ПТУ, при котором отработанный пар на пиковый подогреватель не подается. Проведен анализ влияния расположения точек отбора пара на мощность турбины и коэффициент полезного действия паротурбинной установки. В результате проведенной работы наилучшие характеристики паротурбинной установки плавучего энергоблока обеспечивают отборы отработанного пара после 4, 6 и 9 ступеней.

An important stage of modern production is the widespread use of mathematical modeling, the essence of which consists in replacing the original object with its image — a mathematical model — and further studying the model using computer-implemented computational algorithms. Working not with the object (process) itself, but with its model makes it possible to study its properties and behavior in any possible situations relatively quickly and without significant costs. In this regard, in order to achieve this goal, elements and systems of a steam turbine unit for a floating power unit in a SimInTech dynamic modeling environment have been developed, such as a flow part of a turbine with 12 stages and 3 exhaust steam selections, a condenser, three condensate pumps, a heater low pressure, two sections of a high pressure heater, a deaerator, three feed pumps an intermediate circuit consisting of two PS-450 network heaters, and a peak PS-450P heater. The sampling of spent steam after each turbine stage and the selection of fresh steam to the throttle-humidifying device are simulated. The nominal operating mode is considered, in which the exhaust steam consumption for the peak heater is 0. The analysis of the influence of the location of the steam extraction points on the turbine power and the efficiency of the steam turbine unit is carried out. As a result of the work carried out, the best characteristics of the steam turbine installation of the upgraded floating power unit are provided by the exhaust steam sampling after stages 4, 6 and 9.