EBSILON®Professional Online Dokumentation
Das im Anhang A der Richtlinie VDI 2048 Blatt 1 ausführlich dargestellte Beispiel wird mit EBSILON nachgebildet und durchgerechnet. Um die einzelnen Rechenschritte nachvollziehen zu können, empfiehlt sich die Lektüre des zitierten Anhang A .
Da lediglich Massenströme vorliegen, wird zunächst ein einfaches Netzwerkmodell mit Verzweigungen, Zusammenführungen und Rohrleitungen gewählt (s. Bild 6).
Messwerte, die für die Durchführung einer Simulationsrechnung notwendig sind, tragen ein ausgefülltes Komponentenfähnchen, während dies bei redundanten Messwerten nicht der Fall ist. Die Pseudomesswerte MFD und MZUE werden in der Validierungsrechnung nicht berücksichtigt, so dass drei redundante Messwerte resultieren. Als Vorgabewerte für die Simulation hätte auch eine andere Zusammenstellung vorgenommen werden können (z.B. MHDNK anstelle von MA6).
Die Schaltung enthält also keine kraftwerksspezifischen Komponenten. Als Rohrleitungstyp wurde durchgehend Dampf gewählt, was hinsichtlich der Ergebnisse bedeutungslos ist.
Abbildung 6
Die Simulationsergebnisse der Bild 6 zeigen deutliche Abweichungen der Ergebniswerte von den rohen Messwerten für folgende redundante Messwerte: Speisewasserdurchsatz MSP2 und Rückfluss am Heizkondensator MHK. Diese Bilanzverletzungen werden in der Validierung ebenfalls augenfällig. Abb. 7 gibt die Ergebnisse eines ersten Durchlaufs wieder. Es kann eine hohe Übereinstimmung in den validierten Werten und den Konfidenzintervallen zwischen der EBSILON-Rechnung und den VDI-Werten festgestellt werden.
Bild 7
Die Anpassungsgüte wird durch die bezogene Fehlerquadratsumme gemäß Gl. 140 der Richtlinie VDI 2048 Blatt 1 ausgedrückt. Dies kann als Chi^2-Test bezeichnet werden. Teilt man die Varianz durch die 95%-Quantile der zugehörigen F-Verteilung, so deutet ein Wert größer 1 auf erhebliche Widersprüche in den Messdaten hin. Der in der Abb. 7 als Chi^2-Testverhältnis ausgewiesene Wert von 3.139 zeigt einen solchen Befund an. Hinweise auf grobe Messfehler ergeben sich aus der Vergleichsbedingung Gl. 141 der Richtlinie unter Beachtung der Korrelation der Verbesserungen (aus der Kovarianzmatrix der Verbesserungen abgeleitete Korrelationskoeffizienten).
Die folgende Tabelle zeigt für die Messwerte die bezogenen Abweichungen gemäß Gl. 141 der Richtlinie VDI 2048 Blatt 1 und die jeweils stärkste Korrelation zu einem anderen Messwert.
Messwert Kriterium Gl. 141 Korrelationsk. Korrelierter Messwert
Mfdke1 4.944 1.000 Mfdke2
Mfdke2 4.944 1.000 Mfdke1
Msp2 2.448 1.000 Msp1
Msp1 2.444 1.000 Msp2
Mhk 1.649 0.140 Ma7
Ma7 0.223 1.000 Ma6
Mhdnk 0.199 -0.967 Ma6
Ma5 0.149 1.000 Ma7
Ma6 0.149 -0.967 Mhdnk
MV 0.011 -0.873 Msp1
Md 0.000 0.000 Md
Für die Kessel- und Speisewasserdurchsätze sind die angesetzten Konfidenzintervalle in der empirischen Kovarianzmatrix zu klein. Für die Kesseldurchsätze wird entsprechend der VDI-Vorlage anstatt 0.8 kg/s für einen zweiten Durchlauf 2.5 kg/s angesetzt. Abb. 8 weist ein deutlich verbessertes Chi^2-Testverhältnis von 0.392 aus.
Bild 8
Die Steuerung der Rechenläufe und der Auswertungen wird durch ein EbsScript-Programm in Pascal-Syntax geleistet. Da diese Programmiersprache in EBSILON integriert ist, können mit jedem EBSILON-Modell (Schaltung und Daten) ein oder mehrere solcher Programme verknüpft sein. Die VDI-Daten wurden aus dem Anhang A der Richtlinie im EbsScript-Programm hinterlegt und so zur Anzeige gebracht.
Dieses Beispiel kann auch in kraftwerksspezifischer Ausgestaltung durchgerechnet werden.
Das Modell von Bild 9 ist mit Pumpen, Wärmetauschern etc. bestückt, was zur Folge hat, dass für die Druck- und Enthalpieberechnung sinnvolle Vorgaben gemacht werden müssen.
Auf die Massenflüsse hat dies keinen Einfluss, da keine diesbezüglichen Korrelationen angesetzt werden. Die Übereinstimmung der Ergebnisse ist war zu erwarten.
Abbildung 9