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

1. 
   Камерне паленище
   
2. 
   Підіймальні
   

3. 
   труби ЦК
   
4. 
   Опускні труби ЦК
   
5. 
   Барабан
   
6. 
   1 Ступінь
   
7. 
   2 Ступінь
   
8. 
   Пароохолоджувач
   
9. 
   Водяний економайзер
   
10. 
    Повітропідгрівник
    

ДВ - дуттєвий вентилятор

Р_б і D_б – відповідно тиск і витрата насиченої пари з барабана

Н_б – рівень води в барабані

DBП_р – витрата в охолоджуючої води на паро охолоджувач

DП_р – витрата води на безперервне продування

D_пп,t_пп,P_пп – відповідно витрата, температура і тиск перегрітої пари

В_п – витрата палива

Q_по – витрата повітря

Q_г – кількість продуктів згорання(вихідні гази)

Q_т – тепловиділення

Головними регульованими величинами парогенератора є витрата перегрітої пари D_пп, її тиск Р_пп і температура t_пп. При цьому D_пп 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 D_вкр на пароохолоджувач. Тиск пари Р_пп відхиляється від розрахункового значення у всіх випадках ………………. Між кількостями пари D_пп ……………і пари що генерується (виробляється) в екранних трубах D_б і може регулюватися з допомогою зміни тепловиділення Q_т в паленищі котла,тобто в основному зміною подання палива. Крім підтримування потрібної витрати пари D_пп та заданих значень параметрів Р_пп і t_пп необхідно підтримувати в межах допустимих відхилень такі величини:

• 
  Рівень води в барабані Н_б – регулюється зміною подання живильної води D_жв;
  
• 
  Розрідження в верхній частині паленища S_п – 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.

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 D_жв – рівень Н_б в барабані, витрата води на впорскування D_вкр – перегрівання tпп, витрата палива В_п – тиск Р_пп 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 Q_т в паленищі у встановленому режимі повинна відповідати кількості пари що виробляється.

Показником тепловиділення Q_т є теплове навантаження D_q, 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 Р_пп та теплового навантаження D_q;
   
2. 
   Економічності процесу згорання, тобто надлишку повітря в паленищі, який визначається вмістом О₂ за пароперегрівником;
   
3. 
   Розрідження в верхній частині паленища S_п.
   

2.2.1. Регулювання тиску перегрітої пари та теплового навантаження.