Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес)




НазваКонспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес)
Сторінка1/7
Дата конвертації16.07.2013
Розмір0.72 Mb.
ТипКонспект
mir.zavantag.com > География > Конспект
  1   2   3   4   5   6   7
Автоматизовані системи керування тепловими

та атомними електростанціями

Конспект лекцій

І. Вступ.

1.1. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (ТЕС).

Вироблення електричної енергії на ТЕС, яке здійснюється в три стадії, можна проілюструвати з допомогою такої структурної схеми:

Рис 1.1. Структурна схема ТЕС.

Парогенератор (ПГ) з допомогою тепла, що виділяється під час згорання палива, продукує водяну пару; парова турбіна (Т) перетворює теплову енергію пари в механічну енергію обертання ротора; а електричній генератор (Г) завершує технологічний цикл ТЕС, перетворюючи механічну енергію в електричну.

Особливістю технологічного процесу на ТЕС є те, що готову продукцію -електроенергію не можна зберігати на складі. Тому кількість тепла, а отже, і пари, що виробляється ПГ, в кожен момент часу повинна відповідати кількості електроенергії, яку потребує споживач.

Виходячи з необхідності підтримування балансу між витратами пари, що виробляється ПГ і що споживається Т, регулювання продуктивності ПГ здійснюється за допоміжним показником цього балансу - тиском РПП перегрітої пари перед Т з допомогою автоматичної системи регулювання парогенератора (АСРП).

Виходячи з умов балансу тепла та електроенергії, регулювання потужності турбіни здійснюється за допоміжним показником цього балансу - швидкістю n обертання ротора Т з допомогою автоматичної системи регулювання турбіни (АСРТ).

Якість електроенергії, що виробляється на ТЕС, повинна бути досить високою. Так, допустимі відхилення промислової частоти f від 50 Гц не можуть перевищувати ± 0,2 Гц. В процесі стабілізації частоти f важливу роль відіграє електричний регулятор як основна частина автоматичної системи регулювання електрогенератора (АСРГ), яка діє при зміні напруги U на його вихідних шинах.

Крім головних агрегатів - парогенераторів, парових турбін і електрогенераторів - на ТЕС є багато допоміжних установок, які також потребують автоматичного контролю, сигналізації та регулювання різноманітних технологічних параметрів.

1.2. Об'єкти автоматичного контролю та керування і головні регульовані величини ТЕС.

Щоби усвідомити роль контрольно-вимірювальних пристроїв і теплової автоматики в роботі ТЕС, розглянемо її принципову теплову схему.



Рис 1.2. Принципова теплова схема ТЕС.

Головні складові частини ТЕС: 1. Випарна частина ПГ, 2. Пароперегрівник ПГ, 3. Пристрої для подання палива, 4. Дуттєвий вентилятор, 5. Димосмок, 6 Головна парова засувка (ГПЗ), 7. Парова турбіна, 8. Електрогенератор, 9. Конденсатор парової турбіни, 10. Циркуляційна помпа, 11. Конденсатна помпа, 12. Підігрівник низького тиску (ПНТ), 13. Деаератор (підігрівник змішуючого типу), 14. Живильна помпа, 15. Підігрівник високого тиску (ПВТ), 16. Регулюючий живильний клапан (РЖК), 17. Редукційно-охолоджуюча установка (РОУ).

Технологічні параметри теплової схеми ТЕС: Dпп, Pпп, tпп - відповідно паропродуктивність (витрата), тиск і температура перегрітої пари на виході з ПГ; Dрп, Ррп tрп- відповідно витрата, тиск і температура редукованої пари, Dов - витрата охолоджуючої води (конденсату), Dхов - витрата хімічноочищеної води, Dжв - витрата живильної води, Bпа - витрата палива, Qпо - витрата повітря. Qг - витрата димових газів, Qк - розчинений в воді кисень, Рд - тиск пари в деаераторній головці, Нд - рівень води в акумуляторному баці деаератора, Нк - рівень конденсату, Nг, U, f-відповідно електрична потужність, напруга і частота електрогенератора.

Водяна пара виробляється у випарній частині 1 ПГ. Для цього ПГ постачається водою від живильної помпи 14 через РЖК 16, а в його паливню з допомогою паливоподаючих пристроїв 3 надходить паливо ВПА; кам'яно­вугільний пил, горючий (природний) газ або рідке паливо (мазут) чи суміш різних видів палив. Вентилятором 4 до паливні для процесу згоряння нагнітається повітря Qпо , а димосмоком 5 викидаються з паливні ПГ через димохід продукти згоряння - димові гази Qг.

Необхідна продуктивність паливоподаючих пристроїв, вентиляторів, димосмоків та живильних помп встановлюється автоматично або дистанційно залежно від паропродуктивності Dпп i тиску Рпп перегрітої пари. Насичена водяна пара, яка продукується у випарній частині 1 ПГ перегрівається до необхідної температури tпп в пароперегрівнику 2, при цьому потрібна температура перегрівання пари підтримується в околиці заданого значення з допомогою пароохолоджувача, який керується автоматичним регулятором.

Далі перегріта пара через регулюючий орган 6 - головну парову засувку надходить в протічну частину турбіни 7, де здійснюється перетворення теплової енергії теплоносія - перегрітої водяної пари в механічну енергію обертання ротора турбіни 7. Далі в електрогенераторі 8 теплова енергія перетворюється в електричну енергію відповідної потужності, напруги і частоти струму. Для забезпечення сталого значення частоти струму і напруги, що генерується, ротор повинен обертатися зі сталою швидкістю незалежно від електричного навантаження електрогенератора. Підтримування сталого числа n обертів ротора турбіни здійснюється з допомогою АСРТ. ..,

Відпрацьована пара з турбіни надходить до конденсатора 9, де охолоджується і конденсується на поверхні трубної системи, в якій циркулює охолоджуюча вода, що подається помпою 10. Рівень конденсату Нк в конденсаторі 9 повинен підтримуватися сталим незалежно від кількості пари, яка в ньому конденсується. Це завдання виконує автоматичний регулятор рівня Нк в конденсаторі, що змінює продуктивність конденсатних помп.

Далі конденсат турбіни проштовхується конденсатною помпою 11 через систему підігрівників низького тиску 12 і надходить в підігрівник змішуючого типу - деаератор 13. В деаераторі конденсат змішується з хімічноочищеною водою Вхов і доводиться до температури насичення (кипіння), при якій відбувається видалення розчиненого в воді кисню.

Нормальний режим роботи деаератора і розташованої після нього за рухом води живильної помпи 14 можливий лише при постійності тиску Рд пари в деаераторній головці та рівню Нд води в акумуляторному баці. Це забезпечується з допомогою автоматичних регуляторів тиску і рівня в деаераторі, які діють відповідно на витрату гріючої пари та хімічноочищеноЇ води, що надходять в деаератор.

Вода з деаератора перепомповується живильною помпою 14 через систему підігрівників високого тиску 15 і надходить в економайзерну та випарну частини ПГ. При цьому її витрата регулюється з допомогою автоматичного регулятора живлення.

На цьому технологічний цикл перетворення теплової енергії в електричну завершується і поданий вище процес повторюється.

Теплові електричні станції. Які виробляють крім електричної енергії і теплову, - теплоелектроцентралі (ТЕЦ), обладнюються редукційно-охолоджуючими установками (РОУ) 17, призначеними для резервування теплофікаційних і промислових відборів пари турбін. Підтримування постійності тиску Ррп, і температури tрп редукованої пари забезпечується з допомогою автоматичних регуляторів відповідно тиску і температури, які діють відповідно на зміну витрати редукованої пари і охолоджуючої води Dов.

2.Автоматичне регулювання барабанних парогенераторів.

2.1 Ділянки регулювання барабанного парогенератора.

Принципова технологічна схема барабанного парогенератора показана на рисунку:



  1. Камерне паленище

  2. Підіймальні

  1. труби ЦК

  2. Опускні труби ЦК

  3. Барабан

  4. 1 Ступінь

  5. 2 Ступінь

  6. Пароохолоджувач

  7. Водяний економайзер

  8. Повітропідгрівник

ДВ - дуттєвий вентилятор

ДС – димовідсмоктувач

ГПЗ – головна парова засувка

РЖК – регулюючий живильний клапан.

Рб і Dб – відповідно тиск і витрата насиченої пари з барабана

Нб – рівень води в барабані

DBПр – витрата в охолоджуючої води на паро охолоджувач

р – витрата води на безперервне продування

Dпп,tпп,Pпп – відповідно витрата, температура і тиск перегрітої пари

Вп – витрата палива

Qпо – витрата повітря

Qг – кількість продуктів згорання(вихідні гази)

Qт – тепловиділення

Головними регульованими величинами парогенератора є витрата перегрітої пари Dпп, її тиск Рпп і температура tпп. При цьому Dпп є змінною величиною, а її тиск і температура підтримується в межах допустимих відхилень, що регламентуються вимогами заданого режиму роботи турбіни або іншого споживача теплової енергії.

Задане значення температури перегріву пари може підтримуватися, наприклад з допомогою зміни витрати охолоджуючої води Dвкр на пароохолоджувач. Тиск пари Рпп відхиляється від розрахункового значення у всіх випадках ………………. Між кількостями пари Dпп ……………і пари що генерується (виробляється) в екранних трубах Dб і може регулюватися з допомогою зміни тепловиділення Qт в паленищі котла,тобто в основному зміною подання палива. Крім підтримування потрібної витрати пари Dпп та заданих значень параметрів Рпп і tпп необхідно підтримувати в межах допустимих відхилень такі величини:

  • Рівень води в барабані Нб – регулюється зміною подання живильної води Dжв;

  • Розрідження в верхній частині паленища Sп – регулюється зміною продуктивності димовідсмоктувачів, які відсмоктують димові гази з паленища;

  • Оптимальний надлишок повітря за пароперегрівником α – регулюється зміною продуктивності дуттєвих вентиляторів, що нагнітають повітря в паленище ;

  • Солевміст котлової води NaCl- регулюється зміною витрати води Dпр, яка випускається з барабана в сепаратор безперервного продування.

Перераховані регульовані величини змінюються в зв’язку з регулюючими діями і в наслідок зовнішніх і внутрішніх збурень,які мають закономірний або випадковий характер,таких як коливання витрати пари, якість і витрата палива, температура живильної води, порушення щільності паленища,тощо. Як відзначалося в попередньому курсі « Вимірювання й автоматизація в теплоенергетиці ». Парогенератор за ……….. паливо – витрата……або паливо – тиск пари є системою спрямованої дії, але не всі його ділянки є ланками спрямованої дії, тобто вихідні регульовані величини одних ділянок є одночасно вхідними відносно інших. Ще ілюструється з допомогою схеми взаємозв’язків між вихідними та вхідними величинами в барабанному парогенераторі.



Наприклад, витрата перегрітої пари Dпп, що є вихідною величиною відносно витрати палива В1, буде вхідної величиною відносно тиску і температури перегрітої пари і тиск пари в барабані котла, який є вихідною величиною відносно витрати палива, є також однією з вхідних величин ділянки регулювання рівня води в барабані.

Отже, якщо парогенератор розглядати як об’єкт регулювання, то він є складною динамічною системою з багатьма взаємозв’язаними вхідними і вихідними величинами. Проте, яскраво виражена спрямованість ділянок регулювання парогенератора. За основними……………….. регулюючих дій, такими як витрата живильної води Dжв – рівень Нб в барабані, витрата води на впорскування Dвкр – перегрівання tпп, витрата палива Вп – тиск Рпп та іншими, дозволяє здійснювати стабілізацію регульованих величин з допомогою незалежних одно контурних систем зв’язаних лише через об’єкт регулювання. При цьому регулюючі дії тієї, чи іншої ділянки (суцільні лінії на рисунку) є головними способами стабілізації їх регульованих величин, а інші дії (пунктирні лінії) є відносно цих ділянок внутрішніми або зовнішніми збуреннями.

Система автоматичного регулювання барабанного парогенератора складається з таких самостійних систем регулювання:

  1. Процесу згорання і пароутворення

  2. Температури перегрівання пари

  3. Живлення

  4. Водного режиму

2.2 Регулювання процесу згорання і пароутворення.

Процеси згорання і пароутворення тісно пов’язані між собою. Тобто,кількість палива, яке спалюється, а точніше, тепловиділення Qт в паленищі у встановленому режимі повинна відповідати кількості пари що виробляється.

Показником тепловиділення Qт є теплове навантаження Dq, яке характеризує кількість теплоти, що сприйнялося поверхнями нагрівання за одиницю часу. З іншої сторони, кількість пари, що виробляється повинна відповідати кількості пари, що споживається турбіною.

Непрямим показником цієї відповідності є тиск пари перед турбіною, який за умовами економічності та безпеки повинен підтримуватися з великою точністю.

Процес згорання палива повинен здійснюватися з максимальною економічністю. Паливо, яке надходить в паленище, повинно згорати як найбільш повно, а втрати тепла, яке виділилось під час його передавання поверхням нагрівання, повинні бути мінімальними.

В сучасних енергетичних парогенераторах реалізується факельний спосіб згорання палива. Непрямим показником стійкості факела в камері паленища є постійність розрідження в його верхній частині.

Отже, регулювання процесів згорання і пароутворення зводиться до підтримування в околиці заданих значень таких величин:

  1. Тиску перегрітої пари Рпп та теплового навантаження Dq;

  2. Економічності процесу згорання, тобто надлишку повітря в паленищі, який визначається вмістом О2 за пароперегрівником;

  3. Розрідження в верхній частині паленища Sп.

2.2.1. Регулювання тиску перегрітої пари та теплового навантаження.

Способи та схеми регулювання

Способи та схеми автоматичного регулювання теплового навантаження парогенератора й тиску пари в магістралі визначається заданим режимом його роботи (базовим або регулюючим) та схемою під’єднання паропроводу перегрітої пари до споживача (турбіни).

^ Базовим режимом називають режим підтримування правого навантаження парогенератора на заданому рівні незалежно від змін загального електричного або теплового навантаження ТЕС.

^ В регулюючому режимі парогенератор сприймає коливання теплового та електричного навантажень турбін, тобто він приймає участь в регулюванні загального теплового та електричного навантаження.

Парогенератор може бути підєднаний лише до однієї турбіни (блоковий варіант роботи) або до загальної парової магістралі, яка об’єднує групу парогенераторів і турбін (варіант роботи з загальним паропроводом)

2.2.1.1.Регулювання енергоблоку «парогенератор-турбіна». Головним способом регулювання тиску парив такій системі в регулюючому режимі є дія на витрату палива, що подається в паленище.

Принципова схема замкненої САР тиску пари перед турбіною для вказаного випадку подана на рисунку (варіант а).

Регулювання тиску перегрітої пари та теплового навантаження.

Зміна тепловиділення Qт приводить до зміни паропродуктивності Dб і тиску пари в барабані Рб. Якщо приріст витрати палева і тепловиділення повністю втрачається на нагрівання пароводяної суміші та металу частини ПГ, в якій відбувається пароутворення , то швидкість зміни тиску Рб буде прямо пропорційною до тепла, яке затрачається на нагрівання пароводяної суміші, або до різниці між сприйнятою кількістю тепла і кількістю тепла, яка пішла з парою:

  1   2   3   4   5   6   7

Схожі:

Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconТехніко-економічні показники роботи теплових апаратів
Робота теплових апаратів характеризується експлуатаційними І теплотехнічними показниками апаратів: продуктивністю, ккд, питомою метало-...
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconЩо, зазвичай, використовується в якості енергоносія в теплових системах?
Межі основної похибки для тепломірів, використовуваних в комерційному обліку теплоносіїв, не повинні перевищувати
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconМета роботи
Принципи накладання та взаємності визначають фундаментальні якості лінійних електричних кіл І застосовуюься при розрахунках, а також...
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) icon1. Наука, що вивчає процеси взаємоперетворення теплоти І роботи в...
Наука, що вивчає процеси взаємоперетворення теплоти І роботи в теплових двигунах І машинах, а також теплофізичні властивості робочих...
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій
Економічна теорія: конспект лекцій / Р. М. Романінець, Н. П. Боталова, О. В. Шкуренко, Ю. Г. Бараннік. – Донецьк: Дондуу, 2013. –...
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій із дисципліни “Економіка праці й соціально трудові...
Вступ
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій з дисципліни “ Економіка підприємства ” для студентів...
Вступ
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій зміст вступ Тема Предмет, зміст та завдання курсу «Міжнародний маркетинг»
Тема Предмет, зміст та завдання курсу «Міжнародний маркетинг»
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій (для студентів 3,4 курсу денної І заочної форм навчання...
В. Голіков. Інформаційні системи І технології в обліку: Конспект лекцій Миколаїв: мну ім. В. О. Сухомлинського, 2014- 90 с
Конспект лекцій І. Вступ. Завдання автоматичного регулювання теплових процесів на теплових електричних станціях (тес) iconКонспект лекцій з міжнародного приватного права. Лекція 1
Ще відомий римський юрист Ульпіан стверджував, що право поділяється на публічне І приватне, які в свою чергу мають поділ за предметом...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
mir.zavantag.com
Головна сторінка