- •М осковский энергетический институт (технический университет)
- •Энергетический институт (технический университет)
- •Задание
- •Раздел 1.(Теплотехническая часть) Тепловой расчет парового котла тгмп-314
- •Раздел 2. Разработка аср экономичности процессов горения на базе птк квинт
- •Раздел 3 Расчёт динамики аср экономичности процессов горения
- •Раздел I. Тепловая часть……………………………………………………………………………..8
- •Раздел II. Автоматическая часть…………………………………………………………………...41
- •Введение
- •Раздел I Тепловая часть
- •1.1 Исходные данные теплового расчёта.
- •1.2. Компоновка котла, особенности его конструкции и работы
- •Паропроизводительность 1000 т/ч
- •1.3.Топливо, его характеристики, схема подготовки топлива к сжиганию. Процессы и параметры топливного тракта.
- •1.4.Воздушный тракт, обоснование выбора параметров, обеспечение движения воздуха.
- •1.5.Тракт дымовых газов. Параметры тракта, организация движения газов. Схема тракта.
- •1.6.Водопаровой тракт котла. Параметры рабочей среды по тракту. Схема тракта.
- •1.7. Выбор исходных данных, необходимых для расчёта
- •1.8 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания, кпд котла и расхода топлива. Тепловой расчёт котла
- •1.9. Управление работой котла и автоматическая тепловая защита
- •Защита от останова тягодутьевых установок.
- •Защита котла от останова насоса питательной воды.
- •1.10. Заключение.
- •Раздел II Автоматизация парового котла тгмп-314
- •2.1 Краткая характеристика технологического участка как объекта автоматизации
- •Прямоточный котёл как объект управления.
- •2.2 Структурная схема аср с описанием.
- •2.3. Регулирование подачи тягодутьевых машин.
- •2.4 Реализация частотного способа регулирования дутьевого вентилятора.
- •Описание оборудование входящего в состав впча.
- •2.5 Функциональная схема автоматизации технологического участка. Спецификация применяемых технический средств.
- •2.6 Краткая характеристика птк Квинт
- •2.7 Алгоритмическая реализация аср
- •2.8. Схемы электрических соединений
- •2.9. Заключение.
- •Раздел III
- •3.1. Исходные данные. Аппроксимация исходных динамических характеристик объекта регулирования.
- •3.2. Расчёт двух контурной аср экономичности процесса горе ния. Внутренний контур
- •3.3. Расчёт аср экономичности процесса горения. Внешний контур.
- •3.4. Расчёт аср с компенсацией возмущений.
- •3.5. Сравнение полученных результатов.
- •3.4. Заключение
- •Список использованной литературы
- •Технологические характеристики
- •Стационарные газоанализаторы - газосигнализаторы отходящих газов дозор-с Предназначены для:
- •В систему стационарного газоанализатора - газосигнализатора отходящих газов Дозор-с входит:
- •Основные технические характеристики стационарных газоанализаторов - газосигнализаторов отходящих газов Дозор-с:
1.9. Управление работой котла и автоматическая тепловая защита
Основной задачей при управлении работой котла является обеспечение длительной и надежной эксплуатации котельного оборудования с максимальной эффективностью, экономичностью и надежностью при соблюдении диспетчерского графика нагрузки.
Графики нагрузки электростанций обычно имеют ту или иную неравномерность, определенную структурой энергосистемы и ее связующих с другими системами. Как правило, в утренние и вечерние часы наблюдаются пики нагрузки, а в дневное и особенно в ночное время происходит ее спад. Из-за этих колебаний нагрузки необходимо осуществлять регулирование мощности турбины, и следовательно паропроизводительности котла, которая регулируется изменением расхода поступаемого в котел топлива (в данном случая - природного газа). Это утверждение следует из рассмотрения теплового баланса прямоточного котла.
,
где:
- расход газового топлива;
- низшая теплота сгорания газового топлива на рабочую массу (так как влагосодержание газового топлива мало, то принимаемт );
- КПД котла;
, - расход (паропроизводительность котла) и энтальпия острого пара;
- энтальпия питательной воды;
- расход вторичного пара;
, - энтальпии вторичного пара на входе и выходе.
Так как КПД котельного агрегата, низшая теплота сгорания на рабочую массу топлива, энтальпии перегретого пара и питательной воды - постоянные величины, то изменить паропроизводительность котла можно только изменением расхода топлива. Устройством регулирования расходом газа является автоматический регулятор расхода газа (АРР). Регулятор АРР обеспечивает необходимую тепловую мощность котла в любой момент времени.
Для улучшения работы оборудования станции требуется регулировать давление перегретого пара. В прямоточных котлах постоянный уровень давления перегретого пара поддерживается постоянством отношения расхода питательной воды к расходу перегретого пара в турбину. Если расход питательной воды больше расхода перегретого пара, то давление перегретого пара будет расти, если меньше - уменьшаться.
Температуру перегретого пара требуется поддерживать постоянной, допустимое отклонение +5°С, -10°С (по ГОСТ). Для регулирования температуры перегретого пара производят отбор питательной воды в начале пароводяного тракта на впрыски. Впрыски производят перед ширмами и за ними. При этом первый впрыскивющий пароохладитель служит в большей степени для защиты поверхности пароперегревателя от перегрева, а второй – для обеспечения наименьшей инерционности процесса регулирования температуры острого пара.
Имеется и другой способ: постоянство температуры перегретого пара поддерживается сохранением постоянства отношения расхода перегретого пара к расходу топлива. Однако этот способ обладает достаточно ощутимой инерцией, так как расход перегретого пара регулируется клапаном на притоке питательной воды, а для прохождения пароводяного тракта воде требуется несколько минут.
Температуру вторичного перегретого пара регулируют байпасированием рабочей среды. При этом способе регулирования происходит отбор части рабочей среды из входного коллектора ППП и поступление его во вторую его часть, минуя первую. При снижении нагрузки с помощью трехходового клапана расход по байпасной линии снижают. Впрыск конденсата в поток вторично-перегретого пара экономически не оправдан, так как образующееся за счет впрыска дополнительное количество перегретого пара вместе с основным потоком пара поступает в турбину, миную ЦВД. Поэтому впрыски используют лишь как аварийную меру.
Для регулирования температуры перегретого пара также используют рециркуляцию дымовых газов - отбор газов после экономайзера и подача его нижнюю часть топки. Сброс продуктов сгорания в нижнюю часть топки приводит к ослаблению прямой отдачи в топке и соответственно к повышению температуры продуктов сгорания на выходе из нее. Также рециркуляция увеличивает количество газов, проходящих через пароперегреватель. Это приводит к усилению конвективного теплообмена и, следовательно, повышению температуры перегретого пара. Поэтому при малой нагрузки рециркуляцию дымовых газов усиливают. Недостатком этого способа регулирования является необходимость дополнительного оборудования и увеличения собственного расхода энергии.
Необходимо поддерживать постоянным и соотношение между расходом топлива и количеством окислителя, так как для определенного количества топлива требуется конкретное количество окислителя (воздуха). Для поддержания правильного соотношения этих величин производят анализ дымовых газов на наличие в них кислорода.
Данный котел работает под разрежением. Давление в нем измеряют на выходе из топки сильфонным манометром. Значение этого давления регулируется аппаратом у дымососа.
ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА КОТЛА
Защита котла от повышения давления перегретого пара.
Повышение давления перегретого пара может произойти в случае внезапного останова турбины и повлечь за собой большие повреждения. Чтобы этого избежать, в конце трактов острого и вторичного пара ставят специальные клапаны, через которые пар сбрасывается в атмосферу. Такие клапаны называются предохранительными
Защита от повышения температуры рабочей среды.
Для контроля над температурой рабочей среды устанавливается термоэлектрический преобразователь, подключенный к системе световой и звуковой сигнализации, (с целью оповещения персонала станции), и к системе аварийного отключения котла.
Защита от затухания факела.
При затухании факела топливо начинает накапливаться в топочной камере и может мгновенно вспыхнуть в любой момент, что приведет к разрушению котла. Для предотвращения этого нежелательного явления в топке устанавливают автономные “подсвечивающие” горелки, работающие на легковоспламеняемом топливе и поддерживающие горение основного факела.
Защита от взрыва топлива в котле.
Скопившееся в котле топливо может сгореть со взрывом, что вызовет значительные разрушения в котле. Чтобы предотвратить разрушения при взрыве в верхней части конвективной шахты делают взрывные клапаны - большие окна, закрытые листом железа и тонким листом асбеста. Механическая прочность клапанов гораздо ниже механической прочности стен котла, поэтому при взрыве клапаны разрушатся первыми, создавая канал для отвода газов, что предотвратит разрушение котла.