Основні органи управління енергоблоком із надкритичними параметрами пари при роботі його в
Сучасний енергетичний блок є складним багатоагрегатним об'єктом регулювання з багатьма регульованими параметрами. Регульовані параметри можуть бути зовнішніми (частота та напруга, якість палива тощо) та внутрішніми (потужність, параметри пари, тиск у конденсаторі тощо). Різні внутрішні регульовані величини впливають виконання технологічної завдання енергоблоку по-різному, і цим визначається їх значимість під час управління блоком.
Для аналізу управління блоком у стаціонарних та аварійних режимах розглянемо спрощену типову схему блоку з надкритичними параметрами пари (блоки К-300, К-500, К-800, Т-250) з основними регулюючими та запірними органами (рис. 4.1).
Основними складовими теплової схеми ТЕС є: паровий котел, паропроводи свіжої пари з редукційними та пуско-скидними пристроями, турбіна з генератором, паропроводи проміжного перегріву, конденсатор турбіни, конденсатні насоси, тракт основного конденсату, деаератор, живильні насоси з приводними , допоміжні пристрої та лінії, що використовуються при пуску, зупинці та змінах режиму паротурбінної установки, трубопроводи пари власних потреб, апарати та пристрої, призначені для термічної обробки додаткової води та хімічного очищення конденсату та поживної води та ін.
Основні паропроводи блокових установок - свіжої пари і проміжного перегріву. Зазвичай свіжа пара прямує в турбіну по двох нитках, теж саме і на проміжний перегрів пар проходить по двох холодних нитках проміжного перегріву (ХПП), а гарячих ниток проміжногоперегріву (ГПП), якими пара повертається в турбіну зазвичай чотири.
Число ліній основних паропроводів прагнуть скоротити, що полегшує схему і скорочує кількість арматури.
Для вирівнювання тиску в паропроводах лінії свіжої пари та проміжного перегріву (холодні та гарячі) з'єднують перемичками.
На кожному паропроводі свіжої пари, що йде від парового котла, перед стопорним клапаном турбіни встановлена головна парова засувка.
ГПЗ - головна парова засувка, є запірним органом, при роботі блоку в стаціонарних режимах вона знаходиться у повністю відкритому стані. Зазвичай вона закривається під час проведення ремонтних робіт, зупинки блоку.
Байпас ГПЗ - служить для пропуску в турбіну невеликих за величиною витрати пари (у пускових режимах, роботі турбіни в малопарових режимах і т.д.). Байпас ГПЗ має положення "відкрито" при закритому ГПЗ.
БРОУ - швидкодіючий редукційно-охолоджувальний пристрій, служить для пропуску свіжої пари в конденсатор зі зниженням її тиску і температури до рівнів, допустимих для конденсатора. В аварійних режимах БРОУ байпасує по пару ЦВД, пропускаючи весь об'єм свіжої пари в конденсатор. При цьому пара попередньо дроселюється і охолоджується конденсатом, що впорскується в потік. У режимах холостого ходу в проточну частину турбіни надходить лише кількість пари, яка необхідна для вироблення електроенергії на власні потреби блоку. БРОУ також використовується для скидання пари в конденсатор при пуску блоку на параметрах, що ковзають.
ПСК — пуско-скидний клапан ЦВД — триходовий клапан, який у нормальних режимах роботи турбіни пропускає пар у прямому напрямку на турбіну, а в аварійних та пускових режимах — у напрямку редукційно-охолоджувальногоустрою (РОУ). Призначений для автоматичного скидання газу за перевищення допустимого тиску в системі. Принцип дії: короткочасне відкриття досягнення тиску в заданій межі, після чого автоматично закривається. Пристрій, як правило, має примусове відкриття для чищення, запобігання примерзанню, прикипанню золотника. У аварійних режимах ПСК виконує функції АСК для ЦСД.
РОУ - редукційно-охолоджувальний пристрій, виконує роль БРОУ для ЦСД, але має більш низьку пропускну здатність, в аварійних режимах байпасує по пару ЦСД та ЦНД, пропускаючи пар, що знаходиться в паропроводах промперегріву. До перемички холодних ниток проміжного перегрівача РОУ призначено для відведення пари на потреби електростанції.
ПСБУ - пароскидний пристрій конденсатора, служить для рівномірного розподілу потоків пари, що надходять з БРОУ та РОУ в об'єм конденсатора.
ПРОУ — пусковий редукційно-охолоджувальний пристрій, що служить для скидання пари від гарячих ниток промперегріву в холодні нитки промперегріву для температурного захисту поверхонь нагріву промперегріву у пускових та позаштатних режимах (при роботі котла на знижених навантаженнях). При пуску блоку через ПРОУ здійснюється прогрівання трубопроводів пари вторинного перегріву свіжою парою.
АСК - автоматичний стопорний клапан - є захисним органом для максимально швидкого закриття доступу пари до турбіни (наприклад, при аварійному відключенні генератора від мережі).
РК ЦВД таРК ЦСД — регулюючі клапани циліндра високого та середнього тиску відповідно. Є основними органами турбіни, що регулюють, при сопловому паророзподілі. Ступінь відкриття регулюючих клапанів залежить від витрати пари в турбіну, при цьомурежим роботи парової турбіни з постійним тиском пари перед ЦВД РК регулюють також тиск пари на вході в регулюючий ступінь турбіни. При роботі турбіни в режимі зі ковзним тиском пари перед турбіною РК переводять у відкритий стан.
К - конденсатор. Призначений для конденсації пари. Чим нижче тиск пари на виході з турбіни, тим більша частина енергії робочого середовища перетворюється на електричне. Потік основного конденсату подається конденсатними насосами першого ступеня до фільтрів на очищення від оксидів заліза та інших завислих частинок, а також від катіонів та аніонів.
БОУ - блокова знесолююча установка, являє собою фільтр змішаної дії для знесолення основного потоку конденсату.
ЕУ - ежекторна установка призначена для підтримки вакууму в конденсаторі або деаераторі.
ПНД - підігрівачі низького тиску, призначені для регенеративного підігріву основного потоку конденсату.
Д - деаератор служить для підігріву води та деаерації газів. Має баки-акумулятори для збирання та зберігання певного запасу води на випадок нештатної ситуації. У нормальних умовах до деаератор пар підводиться від четвертого відбору турбіни (по ходу пари). При пуску та низьких навантаженнях блоку пар підводиться до колектора живлення деаераторів від колектора власних потреб.
ПН — живильний насос створюють необхідний робочий тиск у парогенераторі, а також долають гідравлічний опір живильного тракту, включаючи всі ПВД.
Безпосередньо за живильним насосом встановлюється зворотний клапан із приєднаним до нього розвантажувальним клапаном. При пуску насоса та невеликих витратах розвантажувальний клапан буває відкритий і частина живильної води перепускається в бак-акумулятор.
БН - бустерний насос, предвключений «підштовхуючий» насос з невеликим числом обертів, який створює підпір на всмоктуванні основного живильного насоса для поліпшення умов його роботи.
ПВД - підігрівач високого тиску, служать для регенеративного підігріву поживної води та підвищення ККД циклу ТЕС.
БПВД - байпас групи підігрівачів високого тиску, служить для групового захисту ПВД в аварійних режимах (наприклад, при розриві трубопроводу високого тиску в будь-якому ПВД). БПЗД працює в автоматичному режимі та розрахований на повну витрату поживної води. У разі несправностей захисний клапан на вході групи ПВД перепускає воду в обвідну лінію і клапан на виході з останнього ПВД закривається.
РКК - регулюючий клапан котла - є основним регулятором тиску пари перед турбіною; регулювання здійснюється ступенем закриття (відкриття) РКК відповідно до виразу
,
де - Тиск поживної води до РКК; - Опір котла, паропроводів та регулюючих органів перед турбіною; - Опір РКК.
При заданій витраті поживної води та пари опір тракту котел – парова турбіна є постійною величиною і тиск пари перед турбіною залежить від опору (тобто ступеня закриття) РКК.