3.2. Способы регулирования основных параметров энергоблоков Перечень основных регулируемых параметров.
Основные регулируемые параметры приведены на рис.3.2.
Рис.3.2.
Основные регулируемые параметры
энергоблоков ТЭС и АЭС
ПГ – парогенератор на неорганическом топливе или органическом (котел); ТБ – тепловыделяющий блок(топка или реактор); ПП – промежуточный пароперегреватель; Г – электрический генератор; В – выключатель; С – электрическая сеть.
К ним относятся:
частота вращения ω: ротора турбины ωТ, электрической сети ωС;
мощность N: генератора NГ, тепловая мощность парогенератора NТЕПЛ, нейтронная мощность реактора NН;
давление Р: в парогенераторе РПГ, в конденсаторе РКОНД, деаэраторе РД;
уровень Н: в парогенераторе НУ, в конденсаторе НКОНД, в подогревателе низкого давления НПНД, в деаэраторе НД;
температура обогреваемого пара t на выходе: из парогенератора tПГ, из промежуточного пароперегревателя tПП.
Способы регулирования мощности энергоблоков.
Блок-схемауправления мощностью в базовом режиме, когда не требуется быстрого изменения мощности, как в регулирующем режиме,отражена на рис.3.3,а.
На рис. 3.3,б приведен типовой переходный процесс.
m
турб
G
ПГ
пPп
П
РТурб
ТБ
N
ДТМ
РД
т
опливоВ
m
ДД
РТопл
Рпг
ЗД
N
ЗТМ
а)
%
Gп.задmтоплGтопл
1
00
G
пNг
Р
пгmтурб
9
0
0 100 t, %
б)
Рис.3.3. Блок- схема управления мощностью энергоблоков АЭС и ТЭС в базовом режиме:
а) блок-схема,
б) переходный процесс при увеличении задания Gп.зад,
РТопл – регулятор топлива, ДТМ – датчик тепловой мощности, ЗТМ – задатчик тепловой мощности, ДД – датчик давления, ЗД – задатчик давления, РД – регулятор давления, РТурб – регулятор турбины,
t – текущее время в % от максимальной длительности переходного процесса на рис.3.3,б.
Заштрихованная на рис. 3.3,б область – это область изменения соответствующих параметров.
Алгоритм регулирования по схеме на рис.3.3,а заключается в следующем.
При изменении задания по тепловой мощности Nтепл.зад, устанавливаемого оператором на ЗТМ, например, при увеличении задания разность сигналов Nтепл.зад– Nтепл воздействует через регулятор РТопл на увеличение расхода топлива Gтопл таким образом, чтобы Nтепл увеличилось до Nтепл= Nтепл.зад. В качестве ДТМ и ЗТМ используются датчик и задатчик по расходу пара, вырабатывающие сигналы соответственно Gп и Gп.зад (рис.3.3,б).
Р
пгGпmтурб
п
ПГ
РТурб
ТБ
С
РМ
ДД
N
г
т
опливоВ
mтопл
РТоплллллллл
N
г.зад-
Nг
Р
ЗД
ЗМ
ДМ
а
)
mтурб
%
100
Nг
Nг.задmтопл
90Gтопл
0100 t, %
Рпг
б)
Рис.3.4. Блок-схема управления мощностью энергоблоков АЭС и ТЭС в регулирующем режиме при поддержании постоянного давления перед клапаном турбины в статических режимах:
а) блок-схема, б) переходный процесс при увеличении задания Nг.зад,
РМ - регулятор мощности, ЗМ - задатчик мощности.
При этом давление перед клапаном турбины Рпг увеличивается по физической сущности процессов, связанных с увеличением расхода топлива (рис. 3.3, б).
Тогда разность сигналов Рпг-Рпг.зад воздействует через регулятор РД на открытие регулирующего органа (клапана) турбины mтурб таким образом, чтобы Рпг= Рпг.зад.
Регулятор, поддерживающий давление в котле на заданном уровне, путем воздействия на регулирующий клапан турбины, как на рис. 3.3, а, называется регулятором “до себя”.
Рис. 3.4, а иллюстрирует способ управления мощностью энергоблоков, работающих в регулирующем режиме, путем перемещения клапана турбины при поддерживании постоянного давления перед клапаном турбины в статических режимах. На рис. 3.4, б приведен типовой переходный процесс.
Алгоритм регулирования по схеме на рис. 3.4, а заключается в следующем.
При увеличении задания по электрической мощности Nг.зад (рис. 3.4, б) разность сигналов Nг.зад- Nг воздействует через регулятор РМ на открытие клапана турбины mтурб таким образом, чтобы в статике
Nг= Nг.зад.
При этом давление перед клапаном турбины Рпг снижается при вышеуказанном открытии клапана турбины вследствие ограниченной аккумулирующей способности котла (рис.3.4,б). Тогда разность сигналов Рпг.зад-Рпг воздействует через регулятор РТопл, выполняющий функцию регулятора давления, на открытие топливного клапана mтопл таким образом, чтобы в статике Рпг=Рпг.зад.
Рис.3.5,а иллюстрирует способ управления мощностью энергоблоков в базовом режиме путем изменения давления в котле Рпг пропорционально изменению задания по мощности Nг.зад при полностью открытом клапане турбины. На рис. 3.5,б приведен типовой переходный процесс.
Алгоритм регулирования по схеме на рис. 3.5, а заключается в следующем.
При увеличении задания по мощности Nг.зад от ЗМ это увеличение автоматически пересчитывается в задатчике ЗД в пропорциональный сигнал увеличения задания по давлению Рпг.зад, что в % соответствует равенству Nг.зад= Рпг.зад (рис. 3.5, б).
Тогда разность сигналов Рпг.зад-Рпг воздействует через регулятор РТопл на открытие топливного клапана таким образом, чтобы в статике давление Рпг увеличилось до заданного т.е.
Рпг= Рпг.зад= Nг.зад . (3.1)
При вышеуказанном увеличении давления перед клапаном турбины Рпг в условиях отсутствия воздействия на клапан турбины (при полностью открытом клапане турбины) мощность турбины и генератора изменяются в
m
турб
п
ПГ
РТурб
ТБ
ДД
т
опливо
NгС
В
m
топл
РТопл
P
ЗД
ЗМ
N
г.зад
а)
%
Nг.задРпг.зад
100
mтопл
Рпг
90 Nг
0 100 t, %
б)
Рис.3.5. Блок-схема управления мощностью энергоблоков АЭС и ТЭС в базовом режиме при поддержании переменного (скользящего) давления перед клапаном турбины в статических режимах:
а) блок-схема,
б) переходный процесс при увеличении задания Nг.зад.
первом приближении пропорционально изменению давления Рпг в соответствии с физической сущностью процессов, протекающих в котле и в турбине (рис.3.5,б).
Тогда в % справедливо равенство
Рпг= Nг. (3.2)
Из равенств (3.1) и (3.2) следует, что мощность Nг изменяется пропорционально изменению давления Рпг в котле в соответствии с изменением задания Nг.зад.
Режим скользящего давления практически применяется на ТЭС; на АЭС он не находит практического применения.