книги из ГПНТБ / Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие]

ный в измерительном блоке сигнал з а д а т ч и к о м Зд. С этим сигналом сравнивается сигнал, получаемый от датчика, установленного вверху топки.

Усиленный в электронном блоке сигнал приводит

вдействие магнитный пускатель МП, который включает

вработу электродвигатель направляющего аппарата дымососа.

П е р е к л ю ч а т е л е м у п р а в л е н и я (ПУ) опера­ тор переключает цепи управления и с п о л н и т е л ь н о -

Рис. 18-2. Схема автоматического регулирования тяги котла.

го м е х а н и з м а (ИМ) из положения «автоматическое регулирование» в положение «дистанционное управле­ ние» и обратно.

В систему автоматического регулирования входят корректирующие и контрольные приборы. В рассматри­ ваемой САР с л е д я щ и й прибор СП автоматически выравнивает нагрузку обоих включенных параллельно дымососов. Кроме того, контроль положения лопаток направляющего аппарата каждого дымососа может осу­ ществляться оператором по указателю положения УП,

291

Регулирование питания котла с естественной циркуля­ цией воды. На рис. 18-3 и на следующих схемах элементы котла и элементы систем автоматического регулирова­ ния изображены в более упрощенном виде, чем на рис. 18-2.

Главными для регулирования (командными) явля­ ются сигналы об изменениях уровня воды в барабане. Но командные сигналы должны уточняться.

Например, три повышении давления в котле несколь. ко уменьшается объем пара, поднимающегося в экран-

ных трубах. При этом уровень воды в барабане снижа­ ется. Нагрузка котла по топливу остается прежней, и подача в котел питательной воды должна также оста­ ваться неизменной. Если бы автоматическое регулиро­ вание производилось только по уровню воды, то сниже­ ние уровня привело бы к дополнительному открытию питательного клапана. В котел стало бы поступать из­ лишнее количество воды и ее уровень в барабане вскоре

292

поднялся бы выше требуемого, из-за чего поступление воды в «отел было бы сокращено и т. д. Излишне боль­ шие изменения уровня воды могли бы стать опасными в случае, если одновременно с ними возникло бы новое изменение давления в -котле.

Избежать этого можно с помощью дополнительных сигналов (корректирующих), задачей которых является как бы торможение излишних сигналов. Один из этих сигналов возникает по расходу пара в главном паропро­ воде, а второй по расходу воды в питательной линии.

Рис. 18-4. Схема автоматического регулирования питания прямотой-

ного котла.

БЗ и РПК — быстродействующая задвижка и регулирующий питательный кла­

пан на питательной линии; ГР — главный регулятор; КП — корректирующий прибор; РП — регулирующий прибор (остальные обозначения см. на рис. 18-2); / — расходомер на питательной линии; 2 — подача воды на впрыск в пар; 3 —- электродвигатель; 4 — входной коллектор экономайзера; 5 — промежуточный коллектор пароперегревателя; 6 — термопара; 7 — ключ переключателя управ­ ления; 8 — импульсы от датчиков, установленных на турбине.

Все три сигнала поступают от датчиков, которыми явля­ ются изображенные на рис. 18-9 дифференциальные ма­

нометры.

Контроль за уровнем воды осуществляется с по­ мощью уравнительного сосуда (рис. 18-3), расположен­ ного перед барабаном котла и соединенного с ним двумя трубками. Во внутренней части это-го сосуда уровень воды изменяется так же, как в барабане. В наружной

293

части сосуда пар конденсируется, избыток конденсата стекает во внутреннюю часть сосуда, вследствие чего в наружной части поддерживается постоянный уровень воды. В датчике разность давлений воды в обеих частях сосуда преобразуется в электрический сигнал.

Через задатчик Зд оператор может изменять требу­ емое положение уровня воды в барабане.

Регулирование питания прямоточного котла. При про­ хождении воды и пара через котел двумя независимыми потоками регулирование питания производится раздель­ но по каждому из них (рис. 18-4).

Большую роль играет г л а в н ы й р е г у л я т о р ГР называемый также регулятором нагрузки энергоблока. Он получает сигналы от изменения давления пара перед турбиной и от скорости изменения положения регулиру­ ющих клапанов турбины. От него сигналы поступают на регуляторы питания либо непосредственно, либо через регулятор топлива.

Кроме того, в каждом потоке воды и пара в котле один из датчиков соединен (как и на рис. 18-3) с водо­

мером. Другим датчиком является термопара, контроли­ рующая температуру пара в одном из промежуточных коллекторов первичного пароперегревателя. Распределе­ ние питательной воды между потоками уточняется кор­ ректирующим прибором КП, который содействует подаче большего количества воды в тот поток, где выше темпе­ ратура. пара.

Регулирование температуры перегретого пара. Основ­ ным сигналом для изменения подачи воды во впрыски­ вающий пароохладитель является изменение температу­ ры пара за той поверхностью нагрева, которую данный пароохладитель предохраняет от чрезмерного нагрева­ ния. Например, подача воды в пароохладитель, установ­ ленный перед конвективным трубным пакетом паропере­ гревателя (рис. 11-5), должна изменяться таким образом, чтобы температура пара в трубах этого пакета не пре­ вышала допустимую. Эта температура измеряется тер­ мопарой, присоединенной к выходному коллектору труб­ ного пакета либо к одной из необогреваемых труб за этим коллектором. Но температура пара за трубным пакетом изменяется не сразу и воздействие только этого сигнала не может обеспечить поддержание температуры

294

сигнал по скорости изменения температуры пара непосредственно за пароохладителем. В начальный пери­ од времени регулирование впрыска происходит по допол­ нительному «скоростному» сигналу, формируемому диф­ ференциатором ДФ (рис. 18-5), а в дальнейшем — по основному сигналу.

Температуру пара в промежуточном пароперегрева­ теле регулируют различными способами (в теплообмен-

Рис. 18-5. Схема автоматического регулирования температуры пере­ гретого пара барабанного котла.

ДФ — дифференциатор (остальные обозначения см. на рис. 18-2); / — барабан

никах, .путем рециркуляции дымовых газов и др.). Раз­ личны и схемы автоматического регулирования этой тем­ пературы.

Другие регуляторы. На рис. 18-6 условно изображены четыре различные схемы автоматического регулирования (не считая главного регулятора), работающего на мазуте котла сверхкритического давления. Схемы эти даются упрощенно.

Так, по регулятору питания указано лишь то, что он получает сигналы от главного регулятора через регуля­ тор топлива (а не непосредственно, как в других схемах, в том числе в изображенной на рис. 18-4), а также кор­ ректирующие сигналы от расходомеров на питательной линии. Регулятор жидкого топлива получает сигналы от главного регулятора и от расходомера, измеряющего подачу мазута к горелкам.

295

Рис. 18-6. Упрощенная схема автоматического регулирования про­ цессов горения и питания прямоточного котла, работающего на (ма­ зуте.

Регулятор общего воздуха, управляющий работок: дутьевых вентиляторов, получает главный сигнал от ре­ гулятора топлива и корректирующие сигналы от расхо­ домера на линии горячего воздуха и по содержанию* кислорода в дымовых газах.

На .пылеугольных котлах имеются дополнительные' системы автоматического регулирования работы пыле­ приготовительного, оборудования. На рис. 18-7 показаньи условия их действия на котле, рассчитанном на сжига­ ние тощих углей, где прошедший через мельницу воздух подается мельничным вентилятором в топку помимо* горелок, а первичный воздух поступает в горелки через; вентилятор горячего дутья (не показанный на схеме).. Все изображенные на этой схем,е регуляторы действуют независимо друг от друга.

296

Тощий уголь взрывоопасен, поэтому при его размоле должна ограничиваться температура воздуха за мельни­ цей. Существует несколько способов регулирования этой температуры. При наличии трубчатого воздухоподогрева­ теля часто применяют схему одновременного регулиро­ вания подачи в мельницу как горячего воздуха, прошед­ шего через весь воздухоподогреватель, так и менее на­ гретого воздуха из промежуточных перепускных коробов: (рис. 18-7). Кроме того, автоматические регуляторы обес­ печивают поддержание минимального разрежения воз-- духа на входе его в мельницу, чем уменьшается присос: в нее наружного воздуха. Загрузка топлива в мельницу автоматически регулируется по ее сопротивлению по: воздуху.

На рис. 18-6 и 18-7 показаны лишь отдельные вари­ анты наиболее распространенных систем автоматическо-

Рис. 18-7. Упрощенная схема автоматического регулирования про­ цессов пылеприготовления пылеугольного котла.

термопара.

го регулирования. Не рассмотрены, например, регулято­ ры, действующие только в период растопки котла, а также системы, еще недостаточно освоенные в экс­ плуатации.

Освоение автоматических регуляторов на электростанциях. Как правило, в системах автоматического регулирования (САР) обеспе­ чена возможность их отключения с передачей управления машини­ сту котла. Управление котлом вручную иногда необходимо, но его не следует осуществлять без достаточного основания. Эффективность внедрения САР частично зависит от того, насколько автоматическое регулирование завоевало доверие вахтенных работников и не под­ вергается излишним отключениям.

Так, при резком и значительном снижении нагрузки энергоблока возможно кратковременное повышение давления в котле, приводя­ щее иногда к открытию предохранительных клапанов. Сигнальные устройства немедленно привлекают к этому внимание вахтенных ра­ ботников, как бы призывая их принять меры по снижению давления пара. Но в данном случае нужно воздержаться от активных дей­ ствий и довериться автоматическим регуляторам, которые в корот­ кое время сами стабилизируют режим работы котла.

Эффективно САР могут работать только после ликвидации раз­ личных неполадок у самого котла и его вспомогательных механиз­ мов. До включения САР в эксплуатацию должны быть устранены неплотности арматуры, неисправности шиберов и т. д. Иногда до включения САР необходимо произвести ревизию отдельных элемен­ тов котла.

У нескольких котлов ТП-100 при полном включении и полном отключении регулирующей поверхности нагрева температура пара за промежуточным пароперегревателем изменялась не более чем на 15 °С. В таких условиях не было смысла включать и налаживать автоматическое регулирование степени открытия распределительного клапана (рис 11-10). В дальнейшем в распределительном клапане обнаружили большой зазор между корпусом и расположенным вну­ три него поворотным золотником. Значительная часть пара прохо­ дила в шунтирующий паропровод даже при полном закрытии клапа­ на. Условия регулирования резко улучшились при замене поворотно­ го клапана обычным регулирующим вентилем на шунтирующем паропроводе. Применение САР стало после этого вполне целесооб­ разным.

Известны случаи, когда из-за дефектов исполнительных механиз­ мов оказывалось, что внедрение САР не улучшало, а ухудшало эко­ номические показатели работы котлов. В этих условиях нужно не отказываться от внедрения прогрессивного автоматического управ­ ления, а выявить и устранить причины неполадок.

У котлов сверхкритического давления одной электростанции сжигание антрацита регулировалось длительное время вручную. Вне­ дрение автоматического регулирования привело не к уменьшению, а к значительному увеличению потери тепла от недожога топлива.

Оказалось, что между звездочкой и корпусом лопастных пыле­ питателей (рис. 6-7) были допущены чрезмерные (до 2 мм) зазоры, через которые протекало большое нерегулируемое количество уголь­ ной пыли. В моменты осыпания слоев пыли в промежуточном бун­ кере (рис. 6-8,6) такая утечка пыли становилась кратковременно на­ столько значительной, что иногда способствовала потуханию факела

298

у одной из горелок. После этого пыль могла длительное время вы­ ходить из горелки, не воспламеняясь, и уноситься газами из топки.

В период регулирования процесса горения вручную обрыв факе­ ла у одной из горелок приводил к быстрому снижению нагрузки котла и вмешательству машиниста, но при автоматических регуля­ торах незамедлительно увеличивалась подача топлива во все горел­ ки, вследствие чего нагрузка котла сохранялась стабильной и боль­ шой унос невоспламенившейся угольной пыли оставался иногда не­ замеченным в течение длительного времени. Снижение экономично­ сти было вызвано тем, что автоматические регуляторы управляли работой неисправных пылепитателей, после ревизии которых эконо­ мичность котлов намного повысилась.

18-3. Автоматическая защита

Условия работы. Автоматическая защита выполняет операции, предупреждающие повреждение элементов оборудования в случаях, когда возникают опасные от­ клонения от 'Правильного режима эксплуатации. Защит­ ные автоматические устройства ликвидируют угрозу ава­ рийного повреждения оборудования.

Автоматическая защита котлов с естественной цирку­ ляцией воды рассчитана на следующие основные опера­ ции.

1. 'При перепитке котла водой и повышении ее уров­ ня открывается аварийный сброс воды из барабана. При дальнейшем повышении уровня производится аварийная остановка котла. Котел аварийно останавливается и при уиуске уровня воды в барабане (защита Б на рис. 18-8).

2. При аварийном разрыве экранной трубы котел останавливается по сигналу о погасании факела в топке (защита А).

3. При уносе воды из барабана в пароперегреватель котел аварийно останавливается по сигналу о снижении температуры перегретого пара (защита В).

В прямоточном котле основные защитные устройства действуют в следующих случаях.

1. При прекращении подачи питательной воды по одной из ее линий. Защита срабатывает при уменьшении перепада давления в одной из водомерных шайб до эко­ номайзера (защита Г на рис. 18-9).

2. При разрыве одной из находящихся под давлени­ ем труб котла. Контролируется отсутствие значительного расхождения между количеством воды или пара до и после поверхностей нагрева (защита Ц на рис. 18-9).