Отчёт по практике в «АСР разрежения»

Регулирование давления первичного воздуха осуществляют с помощью скорости пылевоздушной смеси в пылепроводах к горелкам у котлов с промежуточным бункером, которые должны изменяться лишь в определенных пределах независимо от паровой нагрузки и суммарного расхода воздуха. Это ограничение необходимо соблюдать из-за опасности забивания пылепроводов и по условиям поддержания должных скоростей первичного воздуха в устье горелок.

Регулирование подачи первичного воздуха в пылепроводы осуществляют с помощью регулятора, получающего сигнал по давлению воздуха в коробе первичного воздуха и воздействующего на подачу вентилятора первичного воздуха или на дроссельные заслонки, установленные на подводах общего воздуха в короб первичного воздуха.

Особенность АСР разрежения и связь с другими АСР

Особенностью данной АСР является наличие двух исполнительных механизмов – дымососов, которые во избежание перекосов по газовой стороне должны быть загружены одинаково. Для этой цели существует переключающее устройство, обеспечивающее приближенной равенство загрузки электродвигателей дымососов по равенству открытий направляющих аппаратов. В последнее время в качестве сигналов загрузки дымососов используется активная мощность или ток, что более точно отражает загрузку электродвигателей.

АСР разрежения тесно связана с АСР расхода воздуха и является составной частью АСР процесса горения. Она строится обычно по типовой схеме: разрежение в верхней части топки измеряется первичным измерительным преобразователем – датчиком разрежения и подаётся на регулятор разрежения, дополнительно на РР поступает сигнал от регулятора воздуха через комплект динамической связи (КДС); РР воздействует на направляющий аппарат дымососа. АСР разрежения состоит из объекта регулирования, датчика разрежения, регулирующих устройств, коммутирующей и управляющей аппаратуры, исполнительных механизмов и регулирующих органов. Однако использование  КДС в АСР разрежения желательно только для котлов с электрофильтрами, в остальных случаях применение динамической связи между АСР воздуха и АСР разрежения нецелесообразно.

Технологические защиты

В связи с широким внедрением автоматического регулирования основных процессов управление работой парогенератора было сосредоточено на групповом или блочном щитах управления, что позволило сократить численность обслуживающего персонала. Это вызвало необходимость принятия специальных мер для обеспечения надёжной и безопасной работы оборудования. С этой целью широко внедряется технологическая защита парогенератора, предназначенная для предотвращения возникновения и развития аварии при нарушениях нормального режима работы. Нарушение нормального режима работы парогенератора сопровождаются отклонениями регулируемых параметров, что и используется для включения защит в работу.

При срабатывании любой из защит на щит управления должен подаваться светозвуковой сигнал, извещающий оперативный персонал о причине возникновения аварийной ситуации. Действие защит на оборудование должно фиксироваться обобщённым сигналом, определяющим программу действия защит (останов, перевод на холостой ход, снижение нагрузки).

Защиты, вызывающие аварийный останов котла, перечислены на рис. 6-9. Аварийный останов котла производится также при действии защит на перевод котла на растопочную нагрузку, если последняя по каким-либо причинам не может быть реализована. Выдержка по времени позволяет избежать останова котла и не создаёт угрозы для работы оборудования. Рассмотрим подробнее те ТЗ, которые играют немаловажную роль для АСР разрежения.

При сжигании в котле газа на останов котла действует также защита по понижению давления воздуха, поступающего к горелкам котла (на пылегазовых котлах – вторичного воздуха). Это защита, выполняемая по схеме «два из двух» и действующая на останов котла с выдержкой времени до 9 секунд, в сочетании с защитой по понижению давления газа обеспечивает останов котла в тех случаях, когда возникают условия для погасания газового факела в топке. Выдержка времени исключает действие этой защиты на останов котла при понижении давления воздуха в случае кратковременного снижения напряжения в системе собственных нужд блока  и связанного с этим уменьшения производительности дутьевого вентилятора.

К аварийному отключению котла приводит также отключение дымососа, дутьевого вентилятора, вентилятора первичного воздуха (при сжигании пылеугольного топлива) и всех регенеративных воздухоподогревателей. Последняя защита действует с выдержкой по времени до 9 секунд. Импульсом, свидетельствующим об отключении механизма и используемым

 

 

в электрических схемах защит, является замыкание блок-контакта выключателя соответствующего электродвигателя.

При аварийном останове котла производится отключение котла от турбины, отключается подача всех видов топлива, подаваемых в котёл, прекращается подача питательной воды в котёл и на впрыски и отключаются регуляторы разрежения в топке и подачи общего воздуха. Последнее позволяет зафиксировать положение направляющих аппаратов дымососа и дутьевого вентилятора и обеспечить вентиляцию топки после останова. Кроме того, при сжигании в котле твёрдого топлива отключается также дутьевой вентилятор, что предохраняет котёл от чрезмерного охлаждения и ускоряет последующий пуск. При сжигании в котле газа или мазута отключение дутьевого вентилятора не производится ввиду необходимости интенсивной вентиляции топки. В случае останова котла защитой при отключении всех регенеративных воздухоподогревателей (РВП) для предотвращения коробления воздухоподогревателей отключение дутьевого вентилятора производится независимо от вида сжигаемого топлива.

Регуляторы

Как объект регулирования разрежения топка обладает благоприятными динамическими свойствами – значительным самовыравниванием и практически отсутствием запаздывания. Временная характеристика топки по разрежению имеет вид, представленный на рис. 3-23. Возмущение наносилось изменением положения направляющего аппарата дымососа. Постоянная времени объекта Тоб = 10 сек, время запаздывания τоб = 4 сек, коэффициент передачи kоб = 1,1

Вследствие благоприятных динамических свойств топки в схеме САР разрежения используются как ПИ-регуляторы, так и И-регуляторы. Для улучшения качества регулирования в переходных режимах (для уменьшения динамической ошибки) в системе регулирования разрежения котельных агрегатов большой производительности используют динамическую связь от регулятора воздуха к регулятору разрежения. Динамическая связь позволяет компенсировать все возмущения в топке, которые возникают при работе регулятора воздуха.

 

Первичные приборы

В схемах автоматического регулирования используются первичные приборы (датчики), регулирующие и функциональные приборы, вспомогательные и пусковые устройства, исполнительные механизмы.

Первичные приборы (датчики) преобразуют измеряемые теплотехнические параметры в электрический сигнал. Большая часть этих параметров – температура, давление, перепад давления, уровень – измеряется стандартными датчиками теплотехнического контроля. Для измерения некоторых специфических параметров, например давления и разрежения в газовоздушном тракте котла, солесодержания котловой воды, применяются специализированные датчики, выпускаемые Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА). Специализированные датчики в отличие от стандартных не предназначены для измерения абсолютного значения регулируемой величины с гарантированной точностью. Их назначением является преобразование изменений измеряемой величины в пропорциональное этим измерениям напряжение переменного тока, которое используется в качестве входного сигнала в электронных регулирующих и функциональных приборах. Примером такого датчика может послужить тягомер дифференциальный, рабочий диапазон которого от 50 до 300 кгс/м2. Он измеряет давление, разрежение, перепад давления воздуха и газов. Предельные параметры среды равны 0,5 кгс/см2.

Безопасная работа электростанции

Безопасность работы электростанций на органическом и ядерном топливе обеспечивается соблюдением правил, норм, инструкций, являющихся обязательными при проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации оборудования электростанций.

Вопросы безопасности электростанций следует рассматривать в двух аспектах: воздействие электростанций на окружающую среду (внешняя безопасность)  и безопасность работы оборудования и систем электростанции, локализованная в пределах её территории (внутренняя безопасность).

В аспекте внешней безопасности рассматривают вопросы влияния на окружающую местность работающей электростанции, возможного пагубного воздействия на среду обитания человека (флору, фауну, воздушный бассейн). В этом аспекте учитывается главным образом влияние работы электростанции на людей вне её территории и профессионально никак не связанных с ней.

В аспекте внутренней безопасности рассматривают вопросы воздействия работающей электростанции на её персонал, специально обученный и подготовленный для работы на электростанции в условиях нормальной эксплуатации и аварийных ситуаций, а также вопросы надёжности оборудования и электростанции в целом.

Вредные выбросы ТЭС и АЭС

В составе дымовых газов ТЭС и газовых выбросов АЭС содержатся компоненты, относящиеся к категории вредных, представляющих реальную опасность для здоровья людей и окружающего животного и растительного мира. Состав вредных веществ зависит от вида используемого топлива. Так, при сжигании твёрдых и жидких топлив выбрасываются вредные вещества в виде окислов серы (SO2 и SO3), окислов азота, золы, сажи; при сжигании газа выбросы содержат окислы азота и сажу. Окислы азота в основном состоят из двуокиси (NO2).

Кроме указанных вредных веществ дымовые газы паровых котлов всегда содержат некоторое количество продуктов химического и механического недожога в виде окиси углерода, коксовых частиц и летучих углеводородов. В составе углеводородов обнаружено сильнодействующее канцерогенное вещество бензапирен.

Причины образования вредных веществ не одинаковы. Например, окислы серы образуются в результате окисления органической и колчеданной серы топлива. Двуокись азота образуется из окиси (NO) при окислении последней атмосферным кислородом. Образование NO происходит в топке котла в результате окисления части азота, подаваемого в топку вместе с воздухом. Концентрация NO не зависит от вида сжигаемого топлива. Образование NO заканчивается в топке; окисление до NO2 начинается в конвективных газоходах и полностью заканчивается в атмосфере.

Для уменьшения образования окислов азота на современных ТЭС применяют следующие мероприятия: сжигание топлива при малых коэффициентах избытка воздуха; двухстадийное сжигание топлива; понижение температуры в топке рециркуляцией части дымовых газов в зону горения топлива.

При оценке ущерба, причиняемого вредными выбросами, принимают во внимание два фактора: количество выбрасываемого вещества и его вредность. В настоящее время наиболее вредными выбросами считают выбросы окислов серы, азота и летучей золы.

Свойства и действия отдельных выбросов неодинаковы. Например, окислы серы при определённой концентрации вызывают у людей воспаление слизистых оболочек, а при длительном воздействии – катар дыхательных путей. Присутствие в воздухе окислов серы вызывает торможение роста растений и их гибель. Металл под их воздействием интенсивно коррозирует, а строительные конструкции разрушаются. Окислы азота оказывают аналогичное действие, но в более сильной степени. Летучая зола загрязняет воздух и уменьшает его прозрачность. Частицы золы поглощают ультрафиолетовое излучение и служат причиной образования туманов. Радиоактивные газы и аэрозоли при вдыхании их человеком вызывают внутреннее облучение организма, что более опасно, чем наружное.

Бурное развитие энергетики создаёт всё более нарастающую угрозу опасного загрязнения атмосферы вредными выбросами. В целях защиты воздушного бассейна в наиболее развитых странах приняты специальные законы, которыми устанавливаются предельно допустимые количества выбросов и соблюдения санитарных норм.

Для снижения концентрации вредных выбросов в приземном слое на электростанциях применяются следующие мероприятия: рассеивание выбросов в атмосфере через высокие трубы; сжигание топлива с малыми избытками воздуха; газоочистка с помощью различных улавливающих аппаратов. Применяются сочетания разных мероприятий. Например, высокие дымовые трубы на ТЭС и вентиляционные на АЭС сооружаются независимо от наличия других способов газоочистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данной работе была рассмотрена важность автоматизации, технологических процессов и автоматических систем регулирования в целом. Также по автоматической системе регулирования разрежения предоставлены принципиальная и структурная схемы, показатели качества регулирования для нормального и стационарного топочного режима. Мы выяснили, что объектом регулирования АСР разрежения является газо-воздушный тракт котла от ввода воздуха в топку до всасывающих патрубков дымососа. Характерными особенностями данного объекта регулирования являются малое время запаздывания, малая постоянная времени объекта, значительные пульсации, которые иногда превышают уровень регулируемого параметра. Основным возмущением для системы регулирования разрежения является изменение расхода воздуха, осуществляемого системой регулирования качества сгорания топлива. Регулирование разрежения обычно осуществляют посредством изменения количества уходящих газов, отсасываемых дымососами. Особенностью данной АСР является наличие двух исполнительных механизмов – дымососов. АСР разрежения тесно связана с АСР расхода воздуха и является составной частью АСР процесса горения. Также, в данной работе подробно рассмотрены технологические защиты, регуляторы и датчики, наиболее подходящие для АСР разрежения. Экология всегда является очень важным аспектом в работе электростанций. В этой работе, как самые важные, рассмотрены вредные выбросы и безопасность работы станции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. http://myunivercity.ru/
2. Новиков С.И. - Автоматические системы регулирования теплоэнергетических процессов, НГТУ, 2009.
3. http://www.bogtec.com/regulirovanie-razryazheniya-v-topke/
4. Востриков А.С., Французова Г.А., Гаврилов Е.Б. – Основы теории непрерывных и дискретных систем регулирования, НГТУ, 2008.
5. Плетнев Г.П. - Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций ,1981.
6. Кузьменко Д.Я. - Регулирование и автоматизация паровых котлов, «Энергия», 1978.
7. Ротач В.Я. – Теория автоматического управления, Москва, 2005.
8. Шальман М.П. – Автоматизация крупных тепловых Электростанций, «Энергия», 1974.
9. Клюев А.С., Товарнов А.Г. – Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов, «Энергия», 1970.
10. Стерман Л.С. – Тепловые и атомные электростанции, «Энергоиздат», 1982.