Simulación De Una Central Térmica De Vapor

Simulación de una central térmica de vapor
José Daniel Soto Ortiz*
Resumen
Para la simulación de la central térmica de vapor, fue necesario recurrir a la utilización de modelos matemdticos que fueron capaces de describir cada uno de los diferentes procesos que suceden en la centTal. Por esta Tazón se pracuTó la simplificación del problema, miTanda a la central térmica de vapor, como siestuviera s610 constituida por cuatro m6dulos. El problema se solucionó seleccionando, para cada módulo, una cantidad finita de variables de entrada y de salida. Cada módulo se confonnó en un bloque que con la ayuda del simulink se integró con el resto de bloques, para conformar un todo en donde sólo controlando tres variables de entrada, como lafrecuenda, la velocidad y la carga, se obtiene unarespuesta en el tiempo de la variable de salida que corresponde a la potencia mecánica en el eje de la turbina.

Abstrad
It was plant. farmed autput blocks necessary lo use mathematical models fo describe the different processes in {he steam
This is the Teasan why we have simplified the pTablem laaking at the steam plant as

by fauT modules. And the pTablem was solved by choosing afinite numbeTafinput and variables. Every module was created with the help afSimutink, which put all af these together with three input variables,frecuency, speed and load; lhen it was obtained an output variable which corresponds fo mechanical power in fhe turbine shaft.

Introducción En este artículo se describe la naturaleza de los procesos de la caldera -turbina y su representación en bloques de ecuacionesdiferenciales parcialmente lineales de una central térmica de vapor, mediante la ayuda del Matlab y el Simulink, con los cuales se define la reacción del sistema real a factores externos.
.• Ingeniero Electricista

El sistema de simulación de los elementos de una central térmica de vapor está conformadoporcuatrosubmodelos [1], correspondientes a la turbina, a la caldera y a los controles develocidad! carga y la turbina! caldera. Modelo de la turbina Las secciones de las turbinas modernas con recalentamiento pueden considerarse como turbinas distintas desde el punto de vista dela admisión del vapor . Así tenemos las de alta presión y las de media y baja presión. Y esta particula-

y

Master en Sistemas

Eléctricos de Potencia de la Universidad Técnica de Giorgia, URRS. Profesor delDepartamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad del Norte.

28

Ingeniería

& Desarrollo.

Universidad

del Norte. 2: 28-42, 1997

ridad de poderlas considerar como distintas se aprovecha en el modelo para mostrar el trabajo de las turbinas en etapas. El modelo utilizado es lo más general posible, para que en él se puedan representar los distintos tipos de turbinas. En elmodelo se usan coeficientes Kl hasta K8, que determinan la contribución de vapor desde varias secciones de la turbina en forma de potencia mecánica al eje. Estos parámetros no son constantes pero son funciones del estado de eficiencia y entalpía. Las constantes de tiempo representan los cambios de tiempo de varios volúmenes, en donde el más importante es el volumen de recalentamiento. En muchos casos,la turbina responde adecuadamente estando modelada por tres o cuatro constantes de tiempo, el tiempo de la sección de alta presión, (T4),la de recalentamiento (T5),el doble recalentamiento (T6) y la sección de cruce al condensador (T7). Elmodelo incluye como variables de entrada los efectos de presión desde la caldera y la posición de la válvula controladora del flujo de vapor (CV). En estebloque de simulación se acomoda el modelo para tener en cuenta los efectos de la válvula intercepta dora (IV). Las entradas de CV e IV son especificadas desde el bloque de control de la velocidad y la carga. Las variables CVe IV son interpretadas como las áreas de los flujos de vapor de las válvulas controladora e interceptadora, respectivamente. Algunas no linealidades entre las señales de control y...