Функциональная схема системы управления давлением пара на выходе парогенератора

Обновлено: 16.05.2024

изменения количества рабочего тела, отводимого из парогенератора в турбину (рис.3.3,а) или в конденсатор через БРУК (рис.3.6).

Рис.3.6. Блок-схема регулирования давления в парогенераторе воздействием на БРУК:

БРУК – быстродействующее редукционно-охладительное устройство сброса пара в конденсатор.

Способы регулирования уровня.

Применяются способы регулирования уровня путем:

изменения притока рабочего тела в аппарат (рис.3.7,а);

изменения стока рабочего тела из аппарата (рис.3.7,б,в).

Блок-схема (рис. 3.7, а) применяется на парогенераторах АЭС и на барабанных котлах. Блок-схема (рис. 3.7, б, в) применяется на аппаратах конденсатно-питательного тракта турбоустановок: на конденсаторах и деаэраторах (рис. 3.7, в), на подогревателях (рис. 3.7, б).

Пар из отбора турбины

Рис.3.7а,б,в. Блок-схемы регулирования уровня:

РУ – регулятор уровня; ЗУ – задатчик уровня; ДУ – датчик уровня.

Способы регулирования температуры перегретого пара.

Применяются нижеследующие способы.

А. Способ первичного (приближенного) регулирования температуры перегретого пара t_пг, основанный на согласованном изменении расхода топлива и питательной воды с помощью соответствующих регуляторов котлов:

регуляторов топлива РТ_опл и уровня РУ барабанного котла (рис.3.8,а);

регуляторов топлива РТ_опл и питания РП прямоточного котла (рис.3.8,б), управляемых регулятором тепловой мощности РТМ, или другими словами, регулятором тепловой нагрузки РТН.

Рис.3.8. Блок-схема первичного регулирования температуры пара:

а) барабанного котла;

б) прямоточного котла,

Т – топка, РП – регулятор питания, РТМ – регулятор тепловой мощности.

Б. Способ вторичного (точного) регулирования температуры пара t_пг на выходе из котла, осуществляемый путем впрыска холодного конденсата по схеме на рис.3.9.

Рис.3.9. Блок-схема регулирования температуры пара путем впрыска конденсата.

В. Способ регулирования температуры пара, основанный на изменении подвода тепловой мощности N_тепл к обогреваемому пару.

Регулирование производится путем:

изменения положения регулирующего органа РО на пути подвода топочных газов по схеме (рис.3.10,а) для промежуточного пароперегревателя ПП, конструктивно расположенного в котле (на рис. 3.10, а элементы, относящиеся к котлу, обведены пунктирной границей);

изменения положения регулирующего органа РО на пути движения греющего пара из отбора турбины в сепаратор-перегреватель АЭС по

схеме на рис.3.10,б.

обогреваемый парППt_ппиз отбора ЧВД t_спп

топочн. газы на выброс

_РО обогреваемый tспп

Рис.3.10. Блок-схема регулирования температуры пара путем изменения подвода тепловой мощности N_тепл:

а) в промежуточном пароперегревателе ПП;

б) в сепараторе-перегревателе СПП.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Система содержит датчики 1 и 2 по давлению воды в линии впрыска и за парогенератором, соответственно, регулирующий прибор 3 регулятора перепада в линии впрыска, регулирующий орган 4 системы регулирования перепада давления в линии впрыска, датчик 5 температуры в трубопроводе за парогенератором, регулирующий прибор 6 регулятора температуры, регулирующий орган 7 системы регулирования температуры; датчик 8 положения регулятора перепада давления, динамическое звено 9, .фильтр 10 низких частот.

Система функционирует следующим образом.

Например, при изменении давления в линии впрыска сигналы от датчиков 1 и 2 поступают на регулирующий прибор 3, который, перемещая регулирующий орган 4, устраняет эти возмущения и создает возмущения через датчик 5 на регулирующий прибор 6. Однако благодаря наличию связи от регулятора перепада через датчик его положения 8, динамическое звено 9 и фильтр низких частот 10 на регулятор температуры высокочастотные составляющие этого возмущения компенсируются и регулятор температуры не реагирует на них. НизкочастотHbie составляющие возмущения по каналу связи демпфируются и регулятор температуры отрабатывает эти возмущения по сигналу от датчика 5, воздействуя на регулирующий орган 7.

Технико-экономическая эффективность достигается благодаря повыщению точности регулирования, надежности системы регулирования и парогенератора.

Система автоматического регулирования температуры пара на выходе парогенератора в период его пуска, содержащая регулятор перепада давления в линии впрыска и регулятор температуры, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности регулирования, она снабжена динамическим звеном, фильтром низких частот и датчиком положения регулятора перепада давления, связанным с регулятором температуры через фильтр низких частот и дина.мическое звено.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Шальман М, П. Автоматизация крупных тепловых электростанций, М.,Энергия 1974. с. III.

Разработана автоматизированная система управления парогенераторами УРАН и их каскадом. Котельная даже с несколькими десятками парогенераторов не требует постоянного присутствия операторов. Персонал посещает объект только для проведения регламентных работ, запуска, остановки или при обнаружении нештатной ситуации.

Прямоточные парогенераторы УРАН служат для производства пара для разных технологических нужд, отопления и горячего водоснабжения. Парогенераторы оборудованы модулируемой (двухступенчатой на малых мощностях) горелкой, насосами и комплектом задвижек с электроприводом.

Специалистами компании ВИКТЕРРА разработана автоматизированная система управления для паровых прямоточных парогенераторов УРАН и каскадов на их основе. Система регулирует работу парогенераторов и продлевает срок службы котлов.

Система управления обеспечивает:

автоматический режим работы;
эшелонированную систему безопасности;
плавную регулировку мощности;
интеллектуальное управление горелкой;
частотное управление скоростью подачи воды на змеевик;
автоматическую подпитку встроенного экономайзера;
регулирование уровней воды и топлива в баках;
поддержание давления или температуры теплоносителя в соответствии с режимом;
журналирование рабочих параметров;
разделение прав доступа между специалистами;
диспетчеризацию.

Система плавно регулирует мощность парогенератора в зависимости от текущего потребления пара в диапазоне 30-100 %.

Средства автоматизации ОВЕН

Парогенераторы УРАН оснащены одним из самых развитых комплексов автоматики, который позволяет эксплуатировать их без постоянного присутствия персонала. Оператор требуется только для проведения регламентных работ, запуска и остановки парогенератора.

Систему управления образуют приборы ОВЕН:

программируемый контроллер ПЛК110;
модуль аналогового ввода МВ110-8А;
блоки питания БП14Б, БП30Б;
блок сетевого фильтра БСФ;
регулятор ТРМ202;
термопреобразователь сопротивления ДТС035;
преобразователь давления ПД100-ДИ;
преобразователь частоты ПЧВ2;
GSM/GPRS-модем ПМ01.

Мощностью котла управляет ПИД-регулятор контроллера ПЛК110. Когда рабочее давление превышает уставку, система уменьшает мощность горения и объем подаваемой воды, при снижении – наоборот. При отсутствии потребности в паре котел переводится в ждущий режим с отключением насоса и горелки. Контроллер ПЛК110 осуществляет запись всех событий (пуск/останов/сервисные работы), а также рабочих параметров.

Частотой вращения основного и резервного насосов управляет преобразователь ПЧВ2, который обеспечивает получение пара нужной кондиции, а также экономию электроэнергии.

Скорость реакции на нештатные ситуации увеличивает аварийная сигнализация разного уровня: СМС-уведомления на мобильные устройства через модем ПМ01, оповещение в SCADA-системе.

Отличительные особенности управления парогенератором УРАН

АСУ обеспечивает работу парогенератора УРАН в режиме частых пусков и остановок без ограничений, что позволяет вырабатывать контролируемый объем пара. Парогенераторы могут самостоятельно переключаться в режим ожидания с отключением горелочного и насосного оборудования.

В отличие от большинства действующих систем управления с прессостатом, работающем в режиме вкл./выкл., в созданной системе применяется преобразователь давления ПД100, с его помощью ПЛК гибко управляет горелкой в соответствии с текущим давлением пара и скоростью его изменения. Например, если фиксируется снижение давления, то автоматически увеличивается мощность горелки. В зависимости от текущей мощности горелки корректируется скорость подачи воды на змеевик для получения сухого пара.

Эшелонированная система безопасности

Первым контролируемым параметром системы безопасности является подпитка корпуса парогенератора. При отсутствии сигнала с датчика потока система не останавливает работу парогенератора, поскольку ситуация еще не считается критической, и оператор может принять меры к ее устранению. Если подпитка корпуса не восстановлена и достигнут аварийный уровень воды, то работа парогенератора останавливается.

Если предыдущий уровень защиты по какой-либо причине не сработал, то система безопасности переключается на расходомер, который следит за скоростью подачи воды на змеевик в реальном времени. Остановка произойдет при критически низкой скорости подачи воды.

Следующий этап защиты определяется температурой теплоносителя в средней части змеевика за пределами топки. Температуру контролирует датчик ДТС035. Система остановит парогенератор, когда температура превысит установленный уровень, не дожидаясь перегрева всего змеевика.

На следующем этапе контролируются давление (ПД100) и температура пара (ДТС035) на выходе змеевика. Если не удалось удержать параметры в рабочей зоне, сработает механическая защита с помощью двух предохранительных клапанов.

Помимо автоматики, создана дублирующая линия защиты с регулятором ТРМ202, которая предусмотрена на случай выхода из строя основного контроллера.

Многоступенчатая система безопасности обеспечивает бесперебойную эксплуатацию парогенераторов в самых жестких условиях. Несколько десятков автоматизированных паровых котельных УРАН уже многие годы работают на нефтедобывающих месторождениях, в том числе в условиях крайнего Севера, с регулярными переездами.

Управление каскадом парогенераторов УРАН

Если требуется обеспечить бесперебойную подачу пара в больших объемах, и мощности одного парогенератора недостаточно, применяют каскад из нескольких парогенераторов. Компания ВИКТЕРРА разработала систему управления любым количеством рабочих и резервных парогенераторов УРАН.

Система определяет необходимое количество котлов с учетом текущей нагрузки для обеспечения потребностей производства в паре. Избыточные котлы переводятся в ждущий режим с отключением горелки и насосов, при возобновившейся потребности – запускаются в работу. Система следит за состоянием всего комплекса в режиме реального времени, при аварии одного котла вводит в работу резервные.

Функционал системы управления каскадом парогенераторов:

назначение рабочих и резервных котлов;
включение котлов согласно выбранной стратегии;
изменение уставок давления;
ведение журнала работы каскада;
дистанционный пуск и останов котельной;
интеграция в SCADA-системы.

Действующий каскад

На мясокомбинате в Оренбургской области введен в действие каскад из двух парогенераторов УРАН 5000 (5 т/час). Генерируемый пар используется для стерилизации консервов в автоклавах. Оператор удаленно управляет подачей пара по запросу производства. На пульте отображается работа как всего комплекса в целом, так и каждого парогенератора в отдельности.

© Автоматизация и Производство, 2021. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.