Исследования системы регулирования энергоблока паровой котел – турбина

ВВЕДЕНИЕ

          Для исследования системы автоматического регулирования в данной работе выбрана система регулирования энергоблока паровой котел – турбина.

Существующие способы и схемы автоматического регулирования тепловой нагрузки парового котла и давления пара в магистрали основаны на принципах регулирования по отклонению и возмущению или же комбинации того и другого и определяются: заданным режимом работы котла (базовым или регулирующим) и схемой подсоединения паропровода перегретого пара к потребителю (турбине).

          Базовым режимом называю режим поддержания паровой нагрузки котла на заданном уровне вне зависимости от изменения общей электрической или тепловой нагрузки станции.

          Система регулирования давления пара перед турбиной работает в базовом режиме.

          В регулирующем режиме паровой котел воспринимает колебания тепловой и электрической нагрузок турбин, т.е. участвует в регулировании общей тепловой и электрической нагрузок станции. При этом один котел может быть подключен только к одной турбине (блочная схема) или к общей паровой магистрали, объединяющей группу котлов и турбин (схема с общим паропроводом).

          Главным способом регулирования давления пара в регулирующем режиме служит воздействие на расход топлива, подаваемого в топку.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ

1.1 Описание линейной системы автоматического регулирования

Произведем предварительный анализ автоматической системы регулирования давления пара перед турбиной.

Технологическая схема котла в упрощенном виде приведена на рисунке 1. В топку котла непрерывно подается топливо, которое, сгорая превращает поступающую в пароводяной тракт воду в пар, который поступает к турбине. Одна из наиболее важных задач системы регулирования котла состоит в поддержании параметров пара (температуры и давления) на заданных значениях. Необходимость специальной организации такого регулирования обусловлена наличием ряда случайных факторов – возмущений, действие которых может привести к нарушению нормальн6ого течения технологического процесса и вызвать недопустимо большие отклонения параметров пара от их заданных значений. К таким возмущениям относятся, в частности, случайные изменения нагрузки котла и качества топлива, нарушения в тягодутьевом режиме и т. п.

          Чтобы иметь возможность целенаправленно вмешиваться в ход технологического процесса и поддерживать регулируемые величины на заданных значениях, котел снабжают специальными регулирующими органами, с помощью которых можно формировать регулирующие воздействия, способные противостоять влиянию возмущений. Обычно регулирование давления пара в котлах осуществляется путем изменения расхода топлива, что достигается с помощью специального регулирующего органа (РО), устанавливаемого в тракте подачи топлива (рисунок 1).

 

          Рисунок 1 - Принципиальная схема системы регулирования энергоблока паровой котел – турбина

          Положение регулирующего клапана меняется соответствующим образом относительно показаний датчика давления – сильфон (при повышении клапан прикрывается, при понижении – открывается).

          На вход автоматического регулятора разность заданного и текущего значений давления, меняющиеся в зависимости от времени. Регулятор (Рег) сохраняет положение регулирующего органа неизменным, когда эта разность близка к нулю, и меняет его, когда возникает отличие текущего значения давления  от заданного. Перемещение регулирующего органа производится специальным реверсивным электродвигателем с редуктором – исполнительным двигателем ИД.

          1.2 Составление функционально -структурной схемы выбранной системы

Определим элементы функционально -структурной схемы системы регулирования давления пара.

          Устройством управления, на который поступает входной сигнал является привод. С привода сигнал подается на электро – механическую задвижку, которая в нашем случае будет состоять из исполнительного двигателя, регулятора. Далее сигнал подается на топку котла, на выходе которого стоит датчик измерения давления. Такая система включает в себя обратную отрицательную связь.

          Составим функционально -структурную схему системы регулирования, которая показана на рисунке 2.

 

          Рисунок 2 - Функционально – структурная схема системы регулирования давления пара

1.3 Определение передаточных функций элементов функционально –структурной схеме