2.2.1.2. Регулювання групи парогенераторів, які працюють на загальний паропровід.

Підтримування постійності тиску пари в паропроводі у встановленому режимі. Забезпечується з допомогою подання відповідної кількості палива в паливню кожного парогенератора. Але в перехідному режимі, викликаному зміною загального парового навантаження, тиск пари в паропроводі може регулюватися зміною подання палива або в паливню кожного парогенератора, або лише в частину з них.

Принципова схема регулювання тиску перегрітої пари в випадку паралельної роботи парогенераторів, так звана схема з головним регулятором, подана на рисунку.

2-1; 2-2 - регулятори подання палива;

2-3; 2-4 - регулятори частоти (швидкості)

обертання ротора турбіни;

2-5 - головний регулятор тиску пари;

П1,П2 - парогенератори;

Т1,Т2 - турбіни.

2-6; 2-7; 2-8 - задавачі ручного керування.

Перший варіант – всі парогенератори працюють в регулюючому режимі. В цьому випадку відхилення тиску пари Р_м в загальному паропроводі (магістралі) приводить до появи відповідного сигналу на виході регулятора 2-5 тиску. Цей регулятор, що називається головним, паралельно керує дією регуляторів падання палива всіх парогенераторів. Частка участі кожного парогенератора в сумарному тепловому навантаженні здійснюється за допомогою задавачів ручного керування 2-6 і 2-7.

Другий варіант – частина агрегатів переведена в базовий режим шляхом від’єднання зв’язків їх регуляторів подання палива з головним регулятором. Тиск пари в загальному паропроводі регулюють парогенератори, в яких непорушені їх зв’язки з головним регулятором. Такий варіант доцільний при великому числі паралельно працюючих парогенераторів, коли нема потреби тримати всі агрегати в регулюючому режим.

Перевагою першого варіанту є рівномірний розподіл збурень зі сторони споживача пари між окремими агрегатами.

Перевагою другого – простота схеми і стабільність парового навантаження агрегатів, від’єднаних від головного регулятора.

В автоматичній системі роботи декількох парогенераторів з головним регулятором (перший варіант) при збуренні зі сторони подання палива на одному чи двох агрегатах, наприклад його раптовому зменшенні брак палива і пари, що виникає в системі буде поповнений в основному іншими агрегатами лише за сигналом від головного регулятора. Відбудеться перерозподіл сумарних навантажень між агрегатами. При цьому будуть перевантажуватися одні парогенератори внаслідок неповного використання потужності інших. Але поповнення браку палива з допомогою дії автоматики почнеться не від моменту зменшення витрати В_п палива, а від моменту зникнення Р_м тиску і початку дії головного регулятора, тобто з деяким значним запізненням, що може викликати значні відхилення тиску пари. Тому доцільно передбачати стабілізацію витрати палива на кожному з агрегатів.

Третій варіант – регулювання тиску пари групою парогенераторів з допомогою головного регулятора і стабілізації падання палива окремих агрегатів (схема «завдання паливо»). Дана схема в випадку двох паралельно працюючих агрегатів показана на рисунку:

1.2- регулятори палива;

3- головний регулятор;

В_п^І і В_п^ІІ- витрати палива до парогенераторів;

Г_м- тиск пари в магістралі;

Зд- задавачі.

Відмінність поданої схеми від попередньої полягає в тому, що до регуляторів 1 і 2 палива додатково надходять сигнали про витрати Вп^І і Вп^ІІ палива. Це дозволяє значно зменшити запізнення в поданні палива при довільних змінах його витрати і покращити якість перехідних процесів за тиском пари. Завдання за витратою палива регуляторам 1 і 2 залежно від тиску пари в загальному паропроводі встановляються головним регулятором З, а доля участі окремих агрегатів в сумарному паровому навантаженні визначається з допомогою ручних задавачів Зд. Але ця схема придатна лише на парогенераторах, що працюють на газі і рідкому паливі, оскільки в даний час відсутні надійні та точні способи безперервного вимірювання пилоподібного твердого палива. Крім цього, дана схема з великим запізненням буде реагувати на зміни якості палива.

Четвертий варіант – регулювання тиску пари зі стабілізацією теплового навантаження

(схема «завдання – тепло»).

Експериментальним шляхом встановлено, що при збуренні паливом зміна теплового навантаження ∆D_q має суттєво менше запізнення (τ ≈ 25 с), ніж зміна тиску Р_пп перегрітої пари (τ ≈ 1 хв) і більшу швидкість зміни тиску dP_б/dτ, тобто є менш інерційною. Мала інерційність і доступний спосіб вимірювання сигналу теплового навантаження дозволяють його використовувати в САР стабілізації подання палива.

Таким сигналом, який характеризує теплове навантаження барабанного парогенератора, є так званий сигнал – «тепло».

Зміна тепловиділення Q_т приводить до зміни паропродуктивності D_б і тиску пари в барабані Р_б. Якщо приріст витрати палева і тепловиділення повністю втрачається на нагрівання пароводяної суміші та металу частини ПГ, в якій відбувається пароутворення , то швидкість зміни тиску Р_б 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:

;

де А – розмірний коефіцієнт, який характеризує теплову акумулюючу здатність пароводяної суміші та металу випарної частини; і_н - ентальпія насиченої пари на виході з барабану; і_жв – ентальпія живильної води.

Якщо розділити праву і ліву частину попереднього рівняння на (ін –іжв), то отримаємо:

;

або ,де

С_п – стала, яка характеризує масову акумулюючи здатність пароводяної суміші і металу, випарної частини ПГ (кг/(кгс/см²));D_q=Q_т’/(i_н-i_ж.в), (кг/с) – його теплове навантаження, яке характеризує теплосприйняття випарних поверхонь на одиницю часу, виражене в одиницях витрати пари.

Зміна або приріст ∆D_q після подання внутрішнього або зовнішнього збурення,буде:

.

Функціональна схема вимірювання ∆D_q (зміни теплового навантаження), яке надалі буде називатися «сигналом за теплом»,має вигляд:

Експериментальні криві перехідних процесів парогенератора типу ТП-87 за тиском і витратою пари, а також результуюча крива за теплом Q_т під час надання збурення паливом, має вигляд:

а) за теплом б) за тиском пари на виході

при збуренні паливом ∆В_т

Схема регулювання подання палива для двох парогенераторів, що працюють на загальний паропровід з застосуванням сигналу за теплом, показана на рисунку:

1-Регулятор тиску пари;

2,3- диференціатори;

4,5- регулятори палива;

Зд - задавачі.

Диференціатори формують сигнали . Регулятор тиску 1 пари є коректуючим регулятором, тобто дає завдання на стабілізуючі регулятори 4 і 5 палива, які виконують роль регуляторів теплового навантаження.

В даній схемі зміна загального парового навантаження зі сторони турбіни компенсується відповідними змінами завдання зі сторони коректуючого регулятора тиску 1, а збурена зі сторони паленища, що приводять до зміни температури в ньому, ліквідуються дією регуляторів 4 і 5 з допомогою сигналу за теплом.