Dizayn və Performans Təhlili A16kw Dizel GeneratorTullantı İstilikdən istifadə edən soyuducu sistem

Keçmiş tədqiqat vəziyyətindən, paylanmış kogenerasiya sisteminin dizaynı və simulyasiyası çox rejimlidir.

1 sistem inteqrasiyası dizaynı

Seçilmiş ada yaşayış sahəsi 16 kVt dizel generatoru ilə təchiz edilmişdir, dizel mühərrikinin işlənmiş qazında çoxlu istilik enerjisi var və Litium Bromide udma soyuducusu işlənmiş qazı istifadəçilər üçün soyuducu üçün işləyən istilik mənbəyi kimi qəbul edir. Soyutma yükünün tənzimlənən diapazonunu artırmaq üçün yanma tipli soyuducu qəbul edilir. Adanın 16 kVt dizel generator sisteminin ümumi dizaynı Şəkil 1-də təsvir edilmişdir.

Elektrikli soyutmanın dizayn prinsipinə əsaslanaraq (16 kVt dizel generatoruna uyğun soyuducu) , soyuducunun uyğun seçimi bu yazıda həyata keçirilir. Yaşayış sahəsinin ümumi sahəsi təxminən 4850 M2 və nominal gücü 350 kV olan 16 kVt dizel generatoru var. 16 kVt dizel generatoru təxminən 450 temperaturda işlənmiş qaz istehsal edir°C və soyuducu üçün mövcud istilik enerjisi təxminən 420 kVt-dır. Soyuducu əmsalı 1,4 və gücü 582 kVt olan ikiqat effektli paralel litium bromid udma soyuducusu seçilmişdir. Ada istifadəçilərinin orta soyutma yükü 120W/m2-dir. Araşdırmaya görə, 120W/m2 ada istifadəçilərinin soyutma yükü tələbini ödəyir. Buna görə də, 16 kVt gücündə dizel generatoru nominal iş şəraitində işlədildikdə, işlənmiş qazdan çıxan tullantı istilik soyuducunun tələbatını ödəyə bilər. 16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sisteminin dizayn parametrləri Cədvəl 1-də göstərilmişdir.

2. Riyazi modelləşdirmə

16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sistemi dinamika, termodinamika və istilik köçürməsi kimi bir çox mövzunu əhatə edən çox mürəkkəbdir, buna görə də uyğun modelləşdirmə metodunu seçmək çox vacibdir. Bu yazıda modul modelləşdirmə metodundan istifadə etməklə 16 kVt tullantı istilikdən istifadə soyuducu sisteminin simulyasiya modeli qurulmuşdur. 16kw dizel generatoru tullantılarının istilikdən istifadə soyuducu sistemi tipik bir termodinamik sistemdir, modullar işləyən maddənin və enerjinin keçidinə görə bölünür.

Bütün modelləşdirmə ideyasını müəyyən etdikdən sonra sistemin işini dəqiq simulyasiya etmək üçün ağlabatan bir üsul seçməliyik.

Bu yazı əsasən 16 kVt dizel generatorunun daxili iş prosesini nəzərə almadan müxtəlif yüklər altında 16 kVt dizel generatorunun çıxış gücünü və işlənmiş istilik enerjisini öyrənir. Ortalama metodundan istifadə edərək modelləşdirmə sistem inteqrasiyası səviyyəsində 16 kVt dizel generator simulyasiyasının dəqiqliyini təmin edir.

16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sistemində bir çox növ istilik dəyişdiricisi var və istilik dəyişdiriciləri arasında təzyiq-axın birləşməsi mövcuddur. Ənənəvi modelləşdirmə üsulu modulu fiziki modelə görə bölür, balans tənliyinə uyğun olaraq hər bir modulun təzyiqini və axınını ayrıca hesablayır və sərhəd bərabər məhdudlaşdırma şərtini təmin etməlidir. Buna görə də, iterativ hesablama qaçınılmazdır və hesablama vaxtı artır. Bu problemi həll etmək üçün həcmli ətalət üsulu ilə tullantı istilikdən istifadə edən 16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sisteminin simulyasiya modeli qurulmuşdur.

Həcmi ətalət üsuluna görə, hər bir komponentdə axın sürəti balanslaşdırılmır və hər bir komponent həcmli ətalət əlaqəsinə uyğun olaraq nəzərə alınır. O, hər bir komponenti həcm modulu, hər bir komponent arasındakı birləşdirici boruyu isə müqavimət modulu kimi qəbul edir. Daxili maye müqavimətinə məhəl qoymadan həcm modulu üçün həcm modulu daxilində təzyiq vahiddir. Həcm modulunda təzyiq, həcm modulunun hər iki ucunda kütlə axını sürətinin fərqinə və həcm modulunda temperaturun dəyişməsinə görə hesablana bilər. Bununla belə, giriş və çıxış arasındakı təzyiq fərqi və boru divarının sürtünmə itkisi axının dəyişməsinə səbəb olur və axının dinamik qiyməti impulsun qorunmasına görə hesablana bilər.

Nümunə olaraq l boru uzunluğunu götürərək, o, həcm moduluna və müqavimət moduluna bölünür və onun həcm inersiya modeli qurulur.

1) həcm modulu.

Həcm moduluna vahid vaxt üzrə axın sürəti M1, həcm modulundan çıxış vahidi üçün isə M2-dir. Kütlənin qorunmasına görə: Həcm moduluna axın - həcm modulundan çıxan axın = həcm modulunun kütlə artımı, həcm modulunun kütlə artımını hesablamaq olar:

Düsturda: M - həcm modulunda işləyən mayenin kütləsi, kq; v - həcm modulunda işləyən mayenin həcmi, M3; kq/m3 - həcm modulunda işləyən mayenin sıxlığı; M1 və M2 həcm moduluna daxil olan və çıxan mayenin kütlə axınıdır, kq/s.

2) müqavimət modulu.

Rezistiv modulda mayenin təzyiq fərqinə və sürtünmə müqavimətinə görə axın sürəti dəyişir. XƏTİ MOMENTUMun saxlanma qanununa görə: Rezistiv modula daxil olan impuls-müqavimət modulundan çıxan impuls + xarici qüvvənin impulsu = müqavimət modulunun impuls artımı, müqavimət modulunun en kəsiyindən axan mayenin kütləsi hesablana bilər:

pagenömrə_ebook=33,pagenumber_book=25

Düsturda: M - borudan keçən işçi mayenin kütləvi axını, kq/s; v - işçi mayenin sürəti, m/s; a - borunun en kəsiyinin sahəsi, m 2; l - borunun uzunluğu, m; p 1 və P 2 müqavimət modulunun hər iki tərəfindəki təzyiqlərdir, PA; UL borunun divarındakı mayenin sürtünmə müqavimətini, mənfi işarəsi mayenin axınına əks istiqamətdə sürtünmə müqavimətini, U borunun yaş çevrəsini, U - vahid sahəyə düşən sürtünmə müqavimətini, = 1/2 FV 2, F - istilik dəyişdiricisinin sürtünmə əmsalı, empirik düstura görə yol boyunca əldə edilə bilər.

3 sistem performansının təhlili

Bu yazıda dörd vuruşlu turboşarjlı 16 kV dizel generatoru kompressor, turbin, turbin rotoru, intercooler, suqəbuledici və egzoz borusu, idarəedici, silindr və generatora bölünür, orta üsuldan istifadə edərək 16 kV dizel generator simulyasiya modeli qurulur.

16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sistemində çoxlu sayda istilik dəyişdiricisi var və hər bir komponentin simulyasiya modellərini qurmaq üçün həcmli ətalət üsulundan istifadə olunur. Sistemdəki maye iş mühiti əsasən tullantı qazı, litium bromid məhlulu, su, su buxarı və s. Modelin hesablanmasının düzgünlüyünü təmin etmək üçün uyğunluq formuluna uyğun olaraq işçi mühitin istilik xüsusiyyətlərinin hesablanması modeli yaradılmışdır. 16 kVt və litium bromid udma soyuducularının simulyasiya modelləri müvafiq olaraq Matlab/Simulink proqramında qurulur və sazlanır. Nəhayət, tullantı istiliyindən istifadə edən 16 kVt gücündə dizel generatoru soyuducularının simulyasiya modeli Şəkil 4-də göstərildiyi kimi birləşdirilir.

Stabil vəziyyət simulyasiyasında dizayn parametrlərinə uyğun olaraq ilk növbədə Matlab/Simulink simulyasiya proqramında sərhəd şərtləri təyin edilir və modelin vəziyyət dəyişənlərinin ilkin qiymətləri təyin edilir. Simulyasiya vaxtını 2000-lər kimi təyin etmək üçün yüksək simulyasiya dəqiqliyinə malik ODE45 alqoritmi istifadə olunur. Cədvəl 2 sabit vəziyyət simulyasiya nəticələri ilə dizayn parametrləri arasında müqayisəni göstərir.

Cədvəl 2 göstərir ki, sabit vəziyyətin simulyasiya dəyəri ilə 16 kVt gücündə dizel generatorunun soyuducu sisteminin dizayn parametrləri arasında nisbi səhv 3%-dən azdır ki, bu da sistemin simulyasiyasının dəqiqliyi tələbinə cavab verir və simulyasiya modelinin düzgünlüyünü və düzgünlüyünü yoxlayır. Sistemdə işləyən mühitin istilik parametrləri uyğunluq düsturu ilə alınır, modelləşdirmədə lazımi fərziyyələr verilir və komponentlərin səhvləri yığıldıqda böyüyəcəkdir, nisbi səhvlərin səbəbləri bunlardır.

Sabit vəziyyətin simulyasiya nəticələrinə əsasən, 16 kVt gücündə dizel generatorunun tullantı istilikdən istifadə soyuducu sisteminin ümumi enerji istifadə əmsalı qiymətləndirilmişdir. Sistemin Ümumi Enerji İstifadəsi Əmsalının hesablama üsulu düstur şəklindədir.

X 16 kVt dizel generator sisteminin ümumi Enerji İstifadəsi Əmsalıdır, PG 16 kVt dizel generatorudur, kVt, RC udma soyuducusu, kVt, EC sistemin digər enerji istehlakı, kVt; FC dizel generatorunun yanacaq sərfiyyatıdır, kVt; PC sistemin enerji istehlakıdır, kVt.

Layihələndirilmiş iş şəraitində 16 kVt dizel generatoru 357,6 kVt, Litium Bromid Absorbsiya Soyuducusu 579,79 kVt, sistemin digər enerji sərfiyyatı 132 kVt, 16 kVt dizel generatorunun yanacaq sərfi isə təxminən 1286 kVt, nasos və digər avadanlıqların güc istehlakı təxminən 1286 kVt gücə malikdir. 30kv.

Formula (6) hesablamalarına görə, 16kw dizel generatorunun soyuducu sisteminin Ümumi Enerji İstifadəsi Əmsalı təxminən 0,813-ə bərabərdir və enerjidən istifadənin səmərəliliyi çox yaxşılaşdırılır, bu da 0,8-dən çoxdur və dizayn tələblərinə cavab verir.

16kw dizel generatorunun yükü enerji istehlakı ilə müəyyən edilir. Yükün dəyişməsi 16 kVt gücündə dizel generatorunun egzoz temperaturunun və axın sürətinin dəyişməsi ilə nəticələnəcək ki, bu da sistemin aşağı axınında Litium Bromid udma soyuducunun soyutma qabiliyyətinə təsir edəcək.

Sistemin termodinamik prosesi mürəkkəbdir, inertial gecikmələrə malikdir. 2000-ci illərdən başlayaraq bütün simulyasiya vaxtının 6000-ə təyin edilməsi, pillə dəyişikliyi əlavə edilərək, 16kv dizel generatorun yükü 100%-dən 80%-ə endirilir və dinamik simulyasiya hesablaması aparılır.

2000-ci illərdən başlayaraq yük 352,3 kVt-dan 287,48 kVt-a, egzoz axını 1,3187 kq-dan 1,1192 kq-a, egzoz temperaturu 462 kVt-a endirildi.16kw dizel generatoru üçün °C-dən 453 °C-yə qədər. Bütün dinamik cavab prosesi təxminən 100 saniyədir. Dizel yükü 20% azaldıldı, dizel mühərrikinin sürəti artırıldı, idarəedici sürətli reaksiya, təyin olunmuş nöqtədə sürət sabitliyini qorumaq üçün yanacaq enjeksiyonunu azaldır. Dizel mühərrikində yanacaq enjeksiyonunun azalması işlənmiş qazın temperaturu və axınının azalması ilə nəticələnir.

Soyutma gücü bir qədər artdı və sonra sürətlə başqa bir sabit dəyərə, 579,79 kVt-dan 507,15 kVta düşdü. Şəkil 9-dan göründüyü kimi, soyuducu əmsalı bir qədər artdı və sonra 1.394-dən 1.402-ə qədər azaldı. 16 kVt dizel generator yükünün azalması bütün 16 kVt dizel generator sisteminə daxil olan istilik enerjisinin azalması ilə nəticələndi ki, bu da soyuducunun soyuducu tutumunun azalmasına səbəb oldu, lakin soyuducu əmsalı bir qədər artdı və bütün dinamik proses təxminən 2000-ci illərdə tamamlandı.

4 NƏTİCƏ

Nümunə olaraq adanın yaşayış massivindən götürərək, dizel enerjisi istehsalından yaranan tullantı istiliyindən istifadə edərək yeni enerjiyə qənaət edən soyuducu texnologiya öyrənilir.

1) 16 kVt gücündə dizel generatorunun tullantı istilikdən istifadə soyuducu sisteminin kompleks dizaynı aparılıb və layihə parametrləri müəyyən edilib. Sistemin statik və dinamik simulyasiya hesablanması vasitəsilə sistemin performansı təhlil edilir, sonra idarəetmə sistemi layihələndirilir və sistemin optimallaşdırılması həyata keçirilir.

2) stabil vəziyyətin simulyasiyası dizayn şəraitində həyata keçirilir və nisbi səhv 3%-dən azdır ki, bu da dizayn tələbinə cavab verir və modelin düzgünlüyünü və düzgünlüyünü təsdiqləyir. Stabil vəziyyət simulyasiyasının nəticələrinə görə sistemin ümumi enerjidən istifadə əmsalı təxminən 0,813 təşkil edir ki, bu da dizayn tələblərinə cavab verir.

3) 16 kVt yükün pozulmasının dinamik simulyasiyası aparılır ki, bu da 16 kVt yükün azalması, enerji istehsalının azalması, işlənmiş qazın istilik enerjisinin azalması, soyutma qabiliyyətinin azalması və soyutma əmsalının bir qədər artması ilə nəticələnir. Simulyasiya nəticələri göstərir ki, 16 kilovatlıq elektrik stansiyasının soyutma gücü 16 kilovatlıq elektrik stansiyasından aşağıdır, 16 kilovatlıq elektrik stansiyasının çıxışı isə 16 kilovatlıq elektrik stansiyasından aşağıdır və işlənmiş qazın istilik enerjisi 16 kilovatlıq dizel generatorundan aşağıdır.