Matematický model vstřiku vody do horkého vzduchu s možností odloučení kondenzátu modelovaný prostřednictvím S-funkcí v Simulinku

Otmar Masný

Master's thesis

Mathematical Model of Water Injection into the Hot Air with Condensate Separation Modeled by S-functions in Simulink

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá řešením matematického modelu vstřiku vody do horkého vzduchu, ke kterému dochází v experimentální elektrárně v Ostravě- Vítkovicích, která je součástí projektu Flexibilního energetického systému. Vstřik vody je v elektrárně realizován ve vstřikovači. Vstřikováním vody do stlačeného horkého vzduchu se v elektrárně získává parovzduchová směs, která je klíčová pro pohon kompresorové a generátorové turbíny. Matematický model v této diplomové práci je tedy součástí matematického modelu celé elektrárny a jeho hlavním výstupem je teplota parovzduchové směsi, která vznikne ve vstřikovači po smísení vody a vzduchu. Vstřikování vody do horkého vzduchu je technologický proces, při kterém může docházet k odlučování kondenzátu vody. Proto je tento matematický model ještě rozšířen na svém výstupu o možnost určení hodnoty množství odloučeného kondenzátu vody při vstřikování. V jednotlivých kapitolách diplomové práce jsou uvedeny jednak teoretické podklady o termodynamice vodních par, tak jsou zde popsány matematické postupy a algoritmy modelu vstřikovače ke stanovení požadovaných výstupů. Výsledky z matematického modelu jsou ověřeny simulacemi a reálně naměřenými daty z elektrárny.

Abstract:

This thesis addresses the mathematical model, the injection of water into the hot air that occurs in experimental power plant in Ostrava- Vítkovice, which is part of a flexible energy sytem. Water injection is carried out at the power plant in the injector. Injection of water into the hot compressed air in the power plant obtains power gas, which is crucial for driving compressor and turbine generator. The mathematical model in this thesis is therefore part of mathematical model of the power plant and its main output is temperature power gas that occurs in the injector for mixing water and air. Water injection into the hot air is the technological process that can cause the saparation condensate water. Therefor, this mathematical model is widespread at the output of the posibility of determining the value of the separated amount of condensate water dutiny injection. The individua chapters of the thesis are given both theoretical information about the thermodynamics of water vapor and are described mathematical methods and algorithms model the injector to determine the required outputs. The result of the mathematical model are verified by simulations and real data measured from a power plant.

Keywords

Parovzduchová směs, Matlab, Simulink, směšovač, odloučený kondenzát, matematický model, S- funkce, simulace, teplota saturace, teplota parovzduchové směsi, algoritmus půlení intervalu, XSteam

Keywords

Power gas, Matlab, Simulink, injector, condensate separation, mathematical model, S- function, simulation, temperature of the power gas, saturation temperature, algorithm bisection interval, Xsteam

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2013
• Supervisor: Martin Pieš
• Reader: Ladislav Vilimec

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika