2.1.2 Тепловая защита котла
Наряду с сигнализацией параметров, чрезмерное отклонение которых от установленного значения влечет нарушение технологического процесса, в составе АСУ ТП ТЭС предусматривают автоматические системы защиты теплового оборудования от повреждений.
Автоматические системы защиты, обслуживающие тепловую часть электрической станции, называют тепловыми защитами (ТЗ). Устройства ТЗ должны быть в постоянной готовности, но срабатывать только в том случае, когда возможности автоматического или дистанционного управления по предотвращению отклонений параметров от установленных значений исчерпаны, а оператор не может вовремя это заметить.
Повреждение теплового оборудования вследствие аварии и связанные с этим простои приносят большие убытки. В то же время замена систем ТЗ действиями операторов в аварийных ситуациях невозможна. Поэтому системы ТЗ должны быть более надежны чем информационные подсистемы АСР.
Надежность ТЗ определяется как числом отказов в срабатывании, так и количеством ложных срабатываний. Надежность ТЗ должна быть определяющим фактором при их проектировании.
В зависимости от характера технологические защиты подразделяются:
- защиты, действующие на останов котла;
- защиты, действующие на снижение нагрузки котла;
- защиты и блокировки по котлу и его вспомогательному оборудованию.
Действие защиты одностороннее, обратный ввод в работу проводится после устранения причин вызвавших срабатывание защиты. Для аварийного останова котла на щите котла предусмотрен ключ. Срабатывание любой защиты сопровождается световой и звуковой сигнализацией с фиксацией на индикаторах первопричины, вызвавшей срабатывание защиты. При переходе на другой вид сжигаемого топлива на котле, необходимые переключения в схемах защит котла производятся с помощью переключателя топлива.
2.2 Автоматическое регулирование прямоточного котла
2.2.1 Прямоточный паровой котел, как объект управления.
Принципиальная схема технологического процесса, протекающего в прямоточном котле, изображена на рис. 3.
Рис. 2.1. Принципиальная технологическая схема прямоточного котла.
1-дутьевой вентилятор; 2-дымасос; 3-воздухоподогреватель; 4-водяной экономайзер; 5-нижняя радиационная (испарительная) часть; 6-переходная зона; 7,8-радиационный и конвективный пароперегреватель; 9-пароохладители.
Последовательно соединенные поверхности нагрева прямоточного котла можно разделить на три части: водяную, водопаровую и паровую (рис. 4).
Рис 2.2. Принципиальные схемы пароводяного тракта прямоточного котла.
1-водяной экономайзер; 2-испарительная часть; 3-переходная зона; 4-средняя радиационная часть; 5,6-ступени пароперегревателя; 7-пароохладитель.
В прямоточном котле в отличие от барабанного расход питательной воды оказывает непосредственное воздействие на расход, температуру и давление пара на выходе. В нем тесно связаны регулирование теплового и материального балансов. Существенно усложняется и регулирование температуры перегрева первичного пара. На неё одновременно влияют изменения расхода питательной и подача топлива. Это приводит к необходимости увеличения числа впрысков до 3-4 и расход воды на впрыск до 10% общего количества выработанного пара. Впрыски на прямоточном котле оказывают заметное влияние на расход и параметры перегретого пара.
Рис. 2.3. Структурная схема связей вход-выход прямоточного котла.
Упрощенная структурную схему представлена на рис 2.3. Для ППК сохраняются задачи регулирования процесса горения, тепловой нагрузки и перегрева пара. Кроме того, добавляется задача регулирования температурношо режима пароводяного (первичного) тракта от его начала до первого регулируемого впрыска.