Расчет ошибок при определении k

Наименование величин	Режимы
	1	2	3	4
Расход сетевой воды, , т/ч	6085	7342	7342	5767
Температура сетевой воды, °С на входе на выходе	59,7 90	44,7 56,2	56,2 74,2	61,3 87
Температура насыщения греющего пара , °С	94,9	58	76,2	90,7
Относительные случайные ошибки, %	1,15 0,144 1,04 3,12 3,5	0,955 0,375 2,78 9,60 10,40	0,955 0,218 2,17 7,9 8,25	1,21 0,18 1,61 4,94 5,35
Полная ошибка θ	9,0	22,70	18,4	13,12
Коеффициент теплопередачи k, кВт/(м²·°С)	2800	3400	3880	2780
Доверительный Δk интервал k, кВт/(м²·°С)	2550-3050	2770-4160	2950-4000	2470-3140

проведем расчет ошибок по приведенным формулам для результатов тепловых испытаний горизонтального сетевого подогревателя ПСГ-5000, включенного в схему турбины Т-250-240. Результаты расчетов сведены в табл. 5-1.

В основу расчета положены абсолютные погрешно­сти измерения. При измерении расхода сетевой воды

при измерении температур сетевой воды

При измерении температуры насыщения косвенным путем (измерение давления греющего пара и определе­ние по таблицам водяного пара температуры насыще­ния) ошибка зависит от уровня давления. При ошибке в измерении давления =0,001 МПа:

р, МПа ............0,06 0,1 0,15 0,2 0,25

, °С ..............0,4 0,35 0,2 0,15 0,12

Рассмотрение результатов расчетов ошибок показы­вает, что наибольшее влияние имеет ошибка при кос­венном измерении температуры насыщения греющего пара.

5-2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС МЕТОДАМИ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО БАЛАНСА

Выше уже отмечалось, что отличающееся простотой определение к.п.д. энергоблока прямым балансом по измеренным отпуску электроэнергии и расходу топ­лива с достаточной точностью применимо при газо­вом топливе.

При жидком топливе предпочтительней определение к. п. д. обратным балансом из-за значительных погреш­ностей при определении расхода топлива.

При твердом топливе к. п. д. определяется обратным балансом, так как к отсутствию точного измерения рас­хода топлива добавляется переменность теплоты сгора­ния теплоты.

Определение к. п. д. котла по сумме его тепловых потерь достаточно отработано и широко применяется в практике тепловых испытаний и эксплуатации [5-1, 5-2]. При этом к. п. д. энергоблока определяется произ­ведением к. п. д. котла, турбоустановки и коэффициента теплового потока, причем к. п.д. турбоустановки опре­деляется прямым балансом с использованием измерений расходов и параметров пара:

В то же время возможен путь определения обрат­ным балансом:

(5-4)

где - потери механические и генератора; - потери тепла в конденсаторе:

(5-5)

- потери тепла в окружающую среду.

Из формул (5-4) и (5-5) видно, что при методе об­ратного баланса объем измерений меньше, чем при ме­тоде прямого баланса. Трудности сводятся к измерению значений и . Разность температур можно измерять по методике ЦКТИ с помощью диффе­ренциальных термопар.

Расход охлаждающей воды можно измерять с помощью ультразвукового прибора, обеспечивающего расчетную относительную погрешность меньше одного процента [5-3].

Рассмотрим оценку погрешности определения к.п.д. турбоустановки методом обратного баланса. Сначала оценим ошибку при определении значения по (5-4). Для этого надо предварительно оценить ошибки при определении составляющих, сумма которых равна .

Среднеквадратичная ошибка при измерении мощности двумя ваттметрами

сумма потерь

Применительно к блоку 300 МВт имеем:

Принимаем . Тогда

Расход охлаждающей воды измеряется но двум водо­водам, разности температур на выходе и на входе и измеряются посредством дифференциальной копелево-никелевой термопары.

Ошибка при измерении разности температур оцени­вается в 1,5%.

При =10° = 0,15°С.

Ошибка при измерении расходов охлаждающей воды с помощью ультразвукового прибора оценивается в 1%.

При расходе охлаждающей воды по одному водо­воду 4150 кг/с (=41,5 кг/с)

Относительная ошибка .

Аналогично находим ошибки при определении

Относительная ошибка при определении .

При доверительной надежности 0,95 относительная ошибка равна 2σ и составляет 1,73%.

При определении методом прямого баланса ошиб­ка оказывается несколько большей.

5-3. ПОСТРОЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МНОГОФАКТОРНЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС

Применение традиционного метода экспериментов практически всегда связано с определенными трудно­стями: необходимость проведения большого числа опы­тов, невозможность поддержания на неизменном задан­ном уровне параметров действующего оборудования и, как следствие этого, необходимость приведения значений выходной величины к заданным значениям факторов. Для многофакторных характеристик традиционная ме­тодика приводит к графическим построениям, при ко­торых недостаточно выявляются взаимодействия факто­ров.

В настоящее время получил распространение математический метод планирования эксперимента, позволяющий планировать и проводить эксперимент опти­мальным образом. Этот метод дает не только оптималь­ное планирование эксперимента, но и математическую обработку результатов экспериментов и в итоге полу­чение математической модели процесса [5-4-5-7].

Математическая модель процесса выражает зависи­мость выходной величины от переменных факторов и обычно дается в виде полинома.

Для характеристик теплоэнергетического оборудова­ния достаточным является полином второй степени. Такие аналитические характеристики в виде полиномов второй степени были приведены выше для питательных насосов, котлов, теплофикационных турбин.

Применение метода планирования эксперимента принципиально меняет подход к проведению испытаний оборудования на всех их этапах:

программа опытов составляется на основании раз­работанных теорией планирования эксперимента пла­нов;

число опытов определяется числом варьируемых факторов и принятым планом;

в каждом опыте варьируется одновременно несколько факторов;

обработка результатов опытов сводится к определе­нию уравнения регрессии, выражающего связь между выходной величиной и варьируемыми факторами;

программы математической обработки результатов эксперимента, построенные на основе метода наимень­ших квадратов, включают подсчет статистических оце­нок, что позволяет с помощью статистических критериев определить значимость коэффициентов уравнения регрес­сии.

Аналогичные методы могут быть применены для обработки уже имеющихся результатов испытаний, гра­фических характеристик оборудования, эксплуатацион­ных данных с целью получения аналитических много­факторных характеристик. Такие характеристики, для теплофикационных турбин приведены в гл. 4.

Ниже применительно к различным типам энергети­ческого оборудования даются пояснения использования метода планирования эксперимента.

5-4. МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ