2.Рекомендуемый объем АСР турбогенераторов.

Разнообразие технических процессов турбогенераторов не столь велико, как среди котельных агрегатов. Паровые турбины делятся на два больших класса: конденсационные и теплофикационные, несколько особняком стоят противодавленческие турбины. Конденсационные турбины служат для привода генераторов, вырабатывающих только электрическую энергию, теплофикационные турбины имеют сетевые подогреватели, обеспечивающие выработку тепловой энергии, и обеспечивают привод генератора, вырабатывающего электрическую энергию.

В табл. 2.1. приведен рекомендуемый объем АСР паротурбинных установок, а в табл. 2.2. – объем АСР вспомогательного оборудования (включая РОУ и деаэрационную установку).

Таблица 2.1.

Рекомендуемый объем АСР паротурбинных установок

№№ п/п	Наименование регулятора	Назначение регулятора	Регулирующий орган	Примечание
1	2	3	4	5
1	Регулятор температуры масла	Поддержание температуры	РК на подводе охлаждающей
	за МО	масла за МО	воды к МО
2	Регуляторы температуры	Поддержание температуры	РК на подводе охлаждающей
	рабочей жидкости в системе	рабочей жидкости	воды к охладителю
	регулирования
3	Регулятор температуры среды	Поддержание температуры	РК впрыска	Для турбин энергоблоков
	после пароохладителя	среды после пароохладителя на
		сбросах в конденсатор
4	Регулятор давления в	Поддержание давления пара в
	коллекторе подачи пара к	коллекторе пара на уплотнения
	уплотнениям
5	Регулятор давления в	Поддержание давления в	РК на линии отвода пара из	В схемах с самоуплотнением
	«горячем» коллекторе подачи	«горячем» коллекторе	«горячего» коллектора
	пара к уплотнениям	уплотнений
6	Регуляторы давления пара на	Поддержание давления пара	РК на линии подвода пара
	пароструйные эжектора	перед эжекторами
7	Регулятор давления пара в	Поддержание давления пара на	Система регулирования
	регулируемом отборе на	производство	турбины
	производство
8	Регулятор давления пара в	Поддержание давления пара на	Система регулирования
	регулируемом теплоотборе на	теплофикацию	турбины
	теплофикацию
9	Регулятор давления пара,	Поддержание давления пара на	РК на линии подвода пара на
	подаваемого на уплотнения	уплотнения	собственные нужды
10	Регулятор уровня в	Поддержание уровня в	РК на линии основного
	конденсаторе	конденсаторе	конденсата и клапан
			рециркуляции
11	Регулятор уровня в ПВД	Поддержание уровня в ПВД	РК на сливе конденсата	На каждом ПВД
			греющего пара
12	Регулятор разворота ротора	Поддержание заданной частоты	МУТ	Для энергоблока
	турбины при пуске	вращения

Таблица 2.2.

Рекомендуемый объем АСР вспомогательного оборудования турбины

№№ п/п	Наименование регулятора	Назначение регулятора	Регулирующий орган	Примечания
1	2	3	4	5
1	Регулирование давления	Поддержание перепада	РК на линии подвода
	конденсата на уплотнения	давлений конденсата в камере	конденсата к уплотнениям
	питательного насоса	уплотнений питательного
		насоса
2	Регулятор температуры масла в	Поддержание температуры	РК на линии подвода
	МО	масла за МО	охлаждающей воды к МО
3	Регулятор температуры	Поддержание температуры	РК на линии воды на впрыск в
	редуцированного пара после	редуцированного пара	РОУ
	охладителя
4	Регулятор температуры	Поддержание давления свежего	РКТ или паровой РК
	свежего пара «до себя»	пара
5	Регулятор давления	Поддержание давления	Паровой РК
	редуцированного пара «после	редуцированного пара
	себя»
6	Регулятор давления в	Поддержание давления пара в	РК греющего пара
	деаэраторе	надводном объеме
		аккумуляторного бака
7	Регулятор уровня в деаэраторе	Поддержание уровня в	В зависимости от тепловой
		аккумуляторном баке	схемы:
			РК на линии сброса воды в
			конденсатор;
			РК на линии добавки воды в
			конденсатор

- 16 -

3.Типовые структуры АСР.

Впредыдущих разделах приведены рекомендуемые объемы АСР для отдельных экономических процессов ТЭС. Число этих АСР достаточно велико (≈ 70 на энергоблок), создание методов настройки для отдельных АСР было бы достаточно трудоёмким, поэтому целесообразно выделить путем декомпозиции общие элементы АСР, синтезировать типовые структуры и использовать разработанные для них методы расчета параметров настроек аналоговых регулирующих устройств. На рис.3.1 – 3.9 приведены типовые структуры АСР.

Вдальнейшем при рассмотрении примеров практических расчетов будут сделаны ссылки на применяемую типовую структуру.

На схемах рис.3.1 – 3.9 приняты следующие обозначения символов и индексов:

ОР – объект регулирования; Р – регулирующее устройство (регулятор); Д – дифференциатор; РО – регулирующий орган; ДС – динамическая связь;

К– первичный измерительный преобразователь (датчик);

БС – блок слежения; λ – внешнее возмущение;

σ – регулируемая величина;

σзд – задаваемое значение регулируемой величины (от устройства задания);
σзад – задающий параметр;
ε – рассогласование сигналов на входе в регулятор;
μ – регулирующее воздействие;
hим – положение выходного вала исполнительного механизма (жесткая
обратная связь);
				λ			σ
						ОР
		РО
				μ

ε

Р

- σзд

Рис. 3.1

На рис. 3.1-3.3 приведены варианты одноконтурной АСР. По схеме на рис.3.1 строятся следующие АСР:

•разрежение перед ШБМ;

•температура пара за РОУ;

•давление пара за РОУ;

•давление пара на лабиринтные уплотнения турбины и другие.

РО1	μ1
λ	ОР		σ
РО2
	μ2
	Р	ε
	БС	-
			σзд
	Рис. 3.2

На рис. 3.2 приведена схема одноконтурной АСР для случая использования двух регулирующих органов. Блок слежения обеспечивает уравнивание загрузки регулирующих органов. По этой схеме реализуются следующие АСР:

•разрежения (при двух дымососах на котле);

•общего воздуха (при двух дутьевых вентиляторах на котел).

λ	ОР	σ
РО μ

ε

Р

- σзд

Кλ

Рис. 3.3

- 18 -

На рис. 3.3 показана схема АСР с измерением возмущения λ с помощью датчика Кλ и ввода этого сигнала в регулирующее устройство. Ввод сигнала по возмущению позволяет, не дожидаясь изменения выходной величины σ, изменить регулирующее воздействие с целью компенсации влияния возмущения на объект регулирования. По схеме рис.3.3 строится:

•АСР питания барабанного котла (при возмущении расходом пара);

•АСР температуры сетевой воды (при изменении температуры наружного воздуха);

•и другие.

На рис. 3.4 – 3.9 приведены варианты двухконтурных АСР. Рассмотрим последовательно эти варианты.

На рис.3.4 показана схема АСР с вводом сигнала по положению (выходу) исполнительного механизма. Этот сигнал практически безинерционен (?) и поэтому чаще называется жесткой (безынерционной ???) обратной связью. Эта обратная связь превращает закон регулирования (какой бы сложной не была передаточная функция регулятора Р, отражающая закон регулирования) в пропорциональный с его достоинствами и недостатками. Достоинством П- закона регулирования является самая большая степень устойчивости (по сравнению с другими известными законами регулирования), недостатком – наличие статической (остаточной) ошибки, зависящей от коэффициентов усиления регулирующего устройства и объекта регулирования.

λ	ОР	σ
РО μ
hим		ε
		Р

- σзд

Кh

Рис. 3.4

По этой схеме строятся следующие АСР:

•уровня конденсата в подогревателях низкого давления;

•уровня конденсата в подогревателях высокого давления;

•уровня в конденсаторе;

•уровня воды в деаэраторе;

•и других.

Это не означает, что приведенные выше примеры реализации АСР не могут быть выполнены без использования жесткой обратной связи.

- 19 -

Чаще всего жесткая обратная связь используется в случаях чрезмерно высокой скорости регулирования (отношение диапазона изменения регулирующего воздействия к времени хода исполнительного механизма) и необходимости повысить степень устойчивости АСР.

На рис.3.5 приведена схема АСР с обратной связью по регулирующему воздействию μ. Датчик этой обратной связи обладает некоторой инерционностью (постоянной времени). Наличие датчика как инерционного (чаще всего апериодического звена первого порядка) предопределяет его как объект регулирования в первом контуре, где регулятором является регулирующее устройство. Во втором контуре, где объект регулирования ОР, регулирующим устройством является эквивалентный регулятор (регулирующее устройство, охваченное датчиком обратной связи). По этой схеме строится АСР питания барабанного котла.

	λ	σ
	ОР
РО
	μ
	ε
	Р
	-	σзд
	Кμ
	Рис.3.5

На рис.3.6 изображен вариант двухконтурной АСР, в которой в ранней точке объекта регулирования (при небольших значениях запаздывания и постоянной времени) взят сигнал по промежуточной величине σ1 , который через дифференциатор подается на вход регулирующего устройства. Первый контур с объектом регулирования ОР1 имеет эквивалентный регулятор, состоящий из последовательного соединения регулирующего устройства и дифференциатора. Значительная разница в постоянных времени и запаздывания объектов регулирования ОР1 и ОР2 позволяет считать дифференциатор усилительным звеном с коэффициентом усиления Кд , что изменяет лишь коэффициент усиления эквивалентного регулятора.

Во втором контуре эквивалентным регулятором является сложное соединение из последовательно включенного регулирующего устройства и объекта регулирования ОР1 с включенным в обратную связь дифференциатором. Известно, что для таких соединений определяющим является передаточная функция, обратная передаточной функции дифференциатора, что предопределяет ПИ – закон регулирования.

- 20 -

Наличие скоростного сигнала из промежуточной точки за ОР1 всего объекта регулирования позволяет фиксировать все возмущения от предвключенной части технологического объекта до появления отклонения основной регулируемой величины. Недостатком схемы является невозможность использования более сложного чем ПИ – закон регулирования. По такой системе строятся АСР:

•температура острого пара;

•температура вторичного пара.

		λ			σ1				σ2
								ОР2
				ОР1
РО
		μ

D

Р

Рис. 3.6

На рис.3.7 показана схема, в которой каждое из регулирующих устройств может иметь любой закон регулирования. Такая схема имеет последовательное соединение контуров и называется каскадной.

		λ			σ1				σ2
								ОР2
				ОР1
РО
		μ

D

Р1 Р2

Рис. 3.7

Регулирующее устройство Р1 стабилизирует промежуточную регулирующую величину σ1 и часто называется стабилизатором.

Второе регулирующее устройство Р2 корректирует по отклонению основной регулируемой величины σ2 работу стабилизатора Р1 и называется корректором.

По этой схеме выполняется структура регулятора тепловой нагрузки. На рис.3.8 изображена двухконтурная АСР, у которой связь между контурами выполнена с помощью динамической связи, выходной сигнал

- 21 -

которой носит импульсный (исчезающий) характер. По такой схеме осуществляется связь АСР общего воздуха и разрежения.

λ1

λ2

σ2

ОР1

σ1

ОР2

РО1

РО2

μ

ε2

ε1

Р2

Р1

-

σзд1

σзд2

-

ДС

Рис. 3.8

На рис.3.9 показана схема каскадной АСР, в которой один корректирующий регулятор КР работает на несколько стабилизирующих регуляторов

СР1…СРn. По подобным схемам строятся АСР регулирования давления в общем паропроводе (главный регулятор), регулирования тепловой нагрузки с пылесистемами прямого вдувания.

Следует отметить, что число контуров каскадной АСР может быть больше двух.

λ1	ОР1		σ1	λ
				σ
	ε1			ОР
РО1	СР1		σзд1
	-			ε
λn
				КР
	ОРn
				- σзд
РОn	εn
	СРn	-		σздn
			Рис. 3.9

- 22 -