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급수펌프 구동용 증기터빈 제어기의 신뢰성 검증을 위한 시뮬레이터 구현
A realization of simulator for reliability verification on turbine controller for boiler feed Pump 원문보기

대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D, 2002 July 10, 2002년, pp.2307 - 2309  

최인규 (전력연구원) ,  정우중 (전력연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A simulator had been developed and will be used for reliability verification on turbine control programs for boiler feed pump in power plant prior to its actual operation in field. A mathematical model on thermal dynamics pertaining to prime mover steam turbine and pump was realized and included in ...

AI 본문요약
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제안 방법

  • 또, 급수펌프 구동용 터빈 2대를 병렬로 운전할 경우 상호간에 미치는 열수력적 현상도 고려하였으며, 기계 및 열역학적 특성즉, 마찰손, 풍손. 관성 등을 결정하기 위하여 현장에서 취득한 운전 테이터를 이용하였다’ 터빈에 유입되는 증기량을 차단 및 조절하는 차단 밸브와 쪼절 밸브의 동작속도를 여러 경우에 따라 사용자가 결정할 수 있도록 구현하였다. 또한, 증기 핼브를 구동하든 고압 제어윰 및보호 회로 계통의 동작 순서도 고려하여 발전소 현장에서 실제 운전을 수행하꼬 있는 터빈舛 매우 흡사하게 구현하였다.
  • 같이 속도, 유량, 어드미턴스. 등을 계산하도록 모델링 되었다.
  • 또, 두꺼운 금속체인 터빈의 로터륦 저속히전 상태로 부터 승속하여고온 고압의 보일러 드럼수위를 일정 치로 유지할 수 있도록 속도제어를 할 수 있도록 하였다. 또, 급수펌프 구동용 터빈 2대를 병렬로 운전할 경우 상호간에 미치는 열수력적 현상도 고려하였으며, 기계 및 열역학적 특성즉, 마찰손, 풍손. 관성 등을 결정하기 위하여 현장에서 취득한 운전 테이터를 이용하였다’ 터빈에 유입되는 증기량을 차단 및 조절하는 차단 밸브와 쪼절 밸브의 동작속도를 여러 경우에 따라 사용자가 결정할 수 있도록 구현하였다.
  • 이 시뮬레이터에는 피동체인 펌프와 원동기인 터반의 열수력에 관한 수학적 모델이 포함되어 있다. 또, 두꺼운 금속체인 터빈의 로터륦 저속히전 상태로 부터 승속하여고온 고압의 보일러 드럼수위를 일정 치로 유지할 수 있도록 속도제어를 할 수 있도록 하였다. 또, 급수펌프 구동용 터빈 2대를 병렬로 운전할 경우 상호간에 미치는 열수력적 현상도 고려하였으며, 기계 및 열역학적 특성즉, 마찰손, 풍손.
  • 펌프의 관성 및 증기흐름에 대한관로저항, 밸브의 이동속도를 조절할 수 있다. 또한 실험실 차원에서 시뮬레이션이 가능하도록 터빈 밸브의 개도의 산출을 제어기의 서보전류 신호를 접수하여 열역학적 모델에서 수행하도록 하였다. 따라서, 현장에서 증기발생이 없는 상태에서 시뮬레이터가 속도 맟 출력을 발생하고 이에 따라 제어기가 밸브 개도를 조절할 수 있도록 하려면 현장에서 움직이는 밸브 개도 신호를 직접 시뮬레이터에 연결하도록 입출력점을 수정해야 한다.
  • 급수펌프 구동용 터빈에 적용할트립 및 레셋, Run Up, Run Down. 속도증감, 밸브시험, 과속도 정지 시험, 제어상수 조정, 과속도 비상정지 등의 터빈제어 프로그램을 개발하고 이 프로그램의 건전성을 확인하기 위하여 시뮬레이터를 이용하였다.
  • 증기 에너지가 터빈으로 유입되어 터빈 속도와 발전기 출력으로 전환되는 과정을 열역학적 에너지 방정식을 적용하여 포트란으로 프로그램하였다. 일정한 압력이 주어지면 밸브의 개도에 따라 증기 유량이 결정되고 터빈에서 발생되는 에너지를 산출하였으며 이는 현장에서 운전되는 실제 데이터를 취득하여 참고하였다.
  • 터빈은 고압, 중압, 저압 터빈으로 구성되어 있으며, 각 터빈은 추기를 고려하도록 다단계로 모델링 되었다. 각 단에서의 압력강하와 유량의 관계는 다음에 제시된 Stodolla의 식을 이용하였다.
  • 한국전력공사 전력연구원에서 개발하고 있는 보일러 급수펌프 구동용 터빈 디지털 제어 시스템의 제어 프로그램을 현장 터빈에 실적용하기에 앞서 이의 건전성을 증명하기 위하여 시왈레이터룔 개발하여 이용하였다. 이 시뮬레이터에는 피동체인 펌프와 원동기인 터반의 열수력에 관한 수학적 모델이 포함되어 있다.

대상 데이터

  • 시뮬레이터는 디지털 터빈 제어시스템예 탑재할 응용 프로그램의 현장 적응력과 하드웨어의 건전성을 확인하기 위한 장치로서 현재 운전되고 있는 보일러 급수펌프구동용 터빈의 열역학적 모델을 포함하고 있다. 또한, 주제어기의 건전성을 확인하기 위한 시험을 수행하기 위해 시뮬레이터는 과도상태 발생, 각종 시험 신호, 기기제어 신호 등을 제어기로부터 받아들인다.
  • 포트란으로 프로그램하였다. 일정한 압력이 주어지면 밸브의 개도에 따라 증기 유량이 결정되고 터빈에서 발생되는 에너지를 산출하였으며 이는 현장에서 운전되는 실제 데이터를 취득하여 참고하였다. 또, 터빈과 재열기의 부피와 터빈 .

데이터처리

  • <그림 2>는 제어기와 시뮬레이터간 입력과 출력에 사용되는 변수 및 신호 형태, 범위 등에 관한 것으로서, 발전소에서 실제로 운전되고 있는 중요한 입출력점에 대하여 C++를 이용하여 프로그램하였다.

이론/모형

  • 되었다. 각 단에서의 압력강하와 유량의 관계는 다음에 제시된 Stodolla의 식을 이용하였다.
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