ЛЕКЦИЯ №11

АCР расхода топлива

АСР расхода топлива предназначены для обеспечения потребителя требуемым количеством пара заданного давления. Уравнение теплового баланса для стационарного режима котла:

(3.1)

где Q- теплота сгорания топлива, кДж/кг; В- расход топлива, кг/с; - КПД котла; D- паропроизводительность котла, кг/с; d_пр- относительное значение продувки; - энтальпии соответственно перегретого пара, питательной и продувочной воды, кДж/кг.

Нарушение теплового баланса происходит за счет внутренних и внешних возмущений. К внутренним относятся возмущения, связанные с изменением характеристик топлива (теплоты сгорания) и его расхода- левая часть уравнения (3.1). К внешним относятся возмущения, связанные с изменением количества потребляемого пара. При этом паропроизводительность котла не будет соответствовать количеству потребляемого пара. Показателем этого несоответствия является изменение давления пара.

Таким образом, АСР топлива выполняет две функции: компенсация внутренних и внешних возмущений с помощью управляющего воздействия- расхода топлива.

В каскадных АСР контур вспомогательного регулятора предназначен для подавления внутренних возмущений путем воздействия на регулирующий орган расхода топлива. Главный регулятор предназначен для подавления внешних возмущений путем воздействия на задание вспомогательного регулятора.

Такое построение АСР топлива характерно для регулирующего режима работы котла. В базовом режиме работы главный регулятор отключается, а на вход вспомогательного регулятора подключают ручной задатчик, с помощью которого котлу устанавливают постоянную нагрузку. Ликвидация внешних возмущений возлагается на АСР топлива других котлов, работающих на одну и ту же паровую магистраль.

АСР топлива должна обеспечить:

-поддержание в регулирующем режиме давления пара перед турбиной или в главной паровой магистрали (ГПМ) с отклонением не более ±2%;

- поддержание в базовом режиме расхода пара с котла с отклонением не более ±3% от заданного.

ТЭС с поперечными связями.

На этих ТЭС регулирование расхода газомазутного топлива осуществляется по каскадной схеме с главным РС и вспомогательными регуляторами FC (рис. 3.10).

Переключателем ПУ любой из котлов можно перевести в регулирующий либо базовый режим работы. В базовом режиме главный регулятор отключают от регуляторов топлива, а вместо него подключают задатчик ЗУ11, с помощью которого каждому котлу задают постоянную нагрузку. В регулирующем режиме главный регулятор распределяет нагрузку между котлами.

Для пылеугольных котлов применяют АСР расхода топлива с использованием сигнала по “теплоте” (схема задание- теплота). Импульс по “теплоте” Q, выраженной в единицах расхода пара, формируется из двух сигналов: расхода пара D и скорости изменения давления в барабане котла :

(3.2)

где - постоянный коэффициент.

Функциональная схема АСР расхода топлива для рассматриваемого случая приведена на рис.3.11, где обозначения: МУ- магнитный усилитель; БРИ- блок регулирования интегрирующий.

Динамика сигнала по “теплоте” при внутренних и внешних возмущениях (топливом В и давлением в магистрали р_М) приведена на рис.3.12, откуда видно, что правильным выбором коэффициента можно добиться инвариантности сигнала по “теплоте” к внешним возмущениям.

При относительно небольшой длине магистрали (ГПМ) и четырех- шести котлах можно рекомендовать устанавливать один главный регулятор с ПИ- законом регулирования. При большой длине целесообразно иметь два главных регулятора: один- с ПИ- законом, другой- с П- законом регулирования. Дать четкие рекомендации по выбору числа главных регуляторов затруднительно [2Клюев].

а) б) Рис. 3.12. Динамика сигнала по “теплоте”: а- при внутренних возмущениях; б- при внешних возмущениях.

Блочные ТЭС.

На этих электростанциях регулирование расхода топлива строится двояко: с главным регулятором и без него. На рис.3.13 приведена функциональная схема АСР расхода топлива с главным регулятором для газомазутных котлов.

Рис. 3.13. Функциональная схема АСР расхода топлива для газомазутных котлов, работающих на блочных ТЭС.

Главный регулятор получает два сигнала: по давлению пар р_Т перед турбиной и скорости изменения давления пара в барабане. Первый сигнал характеризует изменение нагрузки турбины, а второй сигнал является форсирующим, быстро реагирующим как на внешнее, так и на внутреннее возмущения. Главный регулятор управляет работой вспомогательного регулятора топлива.

На пылеугольных котлах, работающих в моноблоке с турбиной, главный регулятор исключается. А регулятор топлива получает два сигнала: по давлению р_Т перед турбиной и скорости изменения давления в барабане котла.

Котлы с двусветными экранами.

На этих котлах устанавливают регуляторы топлива на каждую полутопку. Дополнительно к регуляторам топлива предъявляют требование обеспечения одинакового тепловыделения в каждой полутопке. Наиболее просто эта задача решается для газомазутных котлов (рис.3.14). Главный регулятор получает два сигнала: по давлению пара р_Т перед турбиной и скорости изменения давления в барабане. Он воздействует на регуляторы топлива каждой полутопки.

Рис. 3.14. Функциональная схема АСР расхода топлива для газомазутных котлов с двусветными экранами.