Призначення теплової автоматики на ТЕС
Теплова електрична станція як об'єкт управління.
Сучасні теплові електричні станції, що працюють на природному (органічному) паливі, використовують для вироблення електроенергії,проміжний теплоносій - перегріта водяна пара.
Особливість технологічного процесу на ТЕС полягає у неможливості складування готової продукції – електроенергії за дуже обмеженої плової акумулюючої здатності основних джерел теплоти – парових котлів. Тому кількість пари, вироблена паровим котлом, потужність, що розвивається турбогенератором і електричне навантаження, що задається споживачем, повинні суворо відповідати між собою в часі. Система регулювання потужності ТЕС представлена рис. 1-1.
1 – паровий котел;
3 – електричний генератор;
Р – тиск пари на виході котла;
n – частота обертання ротора турбіни;
Uг – електрична напруга генератора.
Виходячи з необхідності безперервної підтримки балансу за витратою пари, що виробляється котлом і споживаної турбіною, регулювання його витрати ведеться за найпростішим (з точки зору виміру), непрямим показником цього балансу - тиску пари перед турбіною Р. Стабілізація Р здійснюється автоматичною системою регулювання парового котла АСРК).
Баланс теплоти та механічної потужності турбіни також контролюється простим непрямим показником – частотою обертання ротора n та підтримується автоматичною системою регулювання потужності турбіни (АСРТ).
Якість кінцевої продукції ТЕС – електроенергія має відповідати вимогам ГОСТ 1310967; допустимі відхилення коливань промислової частоти f становлять ±0,2 Гц (0,4 %), а за напругою на шинахгенератора. Для підтримки цих показників є автоматична система регулювання електричного генератора (АСРГ).
Крім основних об'єктів управління парових котлів, турбін та генераторів, на ТЕС є значна кількість допоміжних теплоенергетичних установок, також оснащених автоматичними пристроями регулювання та захисту.
Щоб усвідомити роль теплової автоматики у роботі ТЭС, розглянемо принципову теплову схему станції (рис. 1-2).
Паровий котел забезпечується живильною водою від насоса 14 через регулюючий клапан 16. У топку котла за допомогою паливоприготувальних пристроїв 3 подається паливо (горючий газ, мазут, їх суміш). Вентилятором 4 нагнітається повітря, а димососом відсмоктуються продукти згоряння – димові гази.
Необхідна подача паливоприготувальних пристроїв, вентиляторів, димососів, поживних насосів встановлюється автоматично або дистанційно залежно від паропродуктивності Дn n та тиску перегрітої пари.
Насичена водяна пара, вироблена у випарній частині 1 парового котла, перегрівається до необхідної температури в пароперегрівачі 2; при цьому температура перегріву підтримується поблизу заданого значення автоматичним регулятором. Далі перегріта пара через регулюючі клапани 6 надходить у проточну частину турбіни 7, де відбувається перетворення теплової енергії теплоносія - перегрітої пари в механічну енергію обертання ротора турбіни 7 і генератора 8. Підтримка сталості частоти обертанняnздійснюється АСРТ.
Відпрацьована пара з турбіни надходить у конденсатор 9, де він охолоджується і конденсується на поверхні трубної системи, в якій циркулює вода, що охолоджує, надходить від насоса 10.
Рівень конденсату у конденсаторіповинен підтримуватися постійним, незалежно від кількості пари, що конденсується. Це завдання виконує автоматичний регулятор рівня, що впливає на подачу конденсатних насосів 11. Далі конденсат турбіни прокачується насосами 11 через систему підігрівачів низького тиску 12, надходить в змішуючий підігрівач (деаератор) 13. В деаераторі конденсат змішується з хімічно. , що подається для відновлення втрат, і доводиться до температури насичення (кипіння), при якій відбувається видалення розчиненого у воді кисню О2.
Теплова станція, що виробляє крім електричної та теплову енергію (ТЕЦ), обладнується редукційно-охолоджувальними установками (РОУ), позиція 17, призначеними для резервування теплофікаційних та промислових відборів пари турбін. Підтримка сталості тиску та температура tр.п забезпечується регуляторами тиску та температури, що впливають відповідно на зміну витрати редукційної пари та охолоджуючої води.