Фрагин М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин: настоящее и ближайшая перспектива
Подождите немного. Документ загружается.
Глава 7________________________________________ 81
Поэтому на трубопроводах отборов к бойлерам также должны
устанавливаться защитные устройства, что часто представляет
сложную задачу ввиду больших размеров этих трубопроводов
и снижает экономичность. Весьма эффективно в этом
отношении применение бойлеров со сборниками конденсата,
имеющими регулируемый уровень конденсата в сборниках
конденсата и ограничительные устройства между паровым
пространством бойлера и сборником конденсата. Эти
ограничительные устройства не препятствуют стеканию
образующегося при работе конденсата, но ограничивают
обратный поток выделяющегося из запасённого конденсата
пара. Таким образом резко ограничивается скорость падения
давления в сборнике конденсата, запасённая энергия начинает
поступать в турбину лишь в небольших количествах,
соизмеримых с механическими потерями в турбине на холостом
ходу, становится ощутимее эффект откачки конденсата и можно
не устанавливать никаких защитных устройств, кроме
поворотной диафрагмы. В качестве указанных ограничительных
устройств в сборниках конденсата можно применять воронки,
предохранительные клапаны с дыхательным байпасом и т.п.
Оценка эффективности этих устройств приводится в
Приложении IV.
Если тепловая нагрузка вблизи электростанции
ограничена, то встраивать в турбину клапаны или диафрагму
для организации отбора и дросселировать при этом весь пар,
идущий через ЦНД, оказывается неэкономичным.
В этом случае в конденсационной турбине отбирается
пар на нужды теплофикации из нескольких регенеративных
отборов турбины с последовательным переключением с
помощью электрозадвижек при изменении электрической
82 Глава 7
нагрузки, что позволяет поддерживать требуемое давление
отбираемого пара при более низкой нагрузке турбины.
Регулирование давления отбираемого пара осуществляется
воздействием регулятора РД-И на регулирующий клапан на
линии подачи пара на теплофикацию.
7.2. Конденсационные турбины с регулируемым
отбором пара на производственные нужды
На рис. 7.7 и 7.8 показана схема регулирования турбины
с регулируемым производственным и теплофикационным
отборами, работающая по свежему пару и отборам параллельно
с другими турбинами через станционные паропроводы.
Регулирование обоих отборов может выполняться
полусвязанным, т.е. при изменении расхода в каждый отбор
Рис. 7.7. Схема расположения узлов регулирования:
ССК - сервомотор стопорного клапана, СРК - сервомотор регулирующего
клапана, СПДТ - сервомотор поворотной диафрагмы теплофикационного
отбора, СПДП - сервомотор поворотной диафрагмы производственного
отбора, БМ - блок маслоснабжения, БР - блок регулятора, БКР - блок
колонки регулятора давления, СКО - сервомотор клапана отбора, (Ж -
обратные клапана
Глава 7 ____________________________________ 83
регулятором давления меняется положение только регу-
лирующего органа за этим отбором. Это обычно приемлемо,
т.к. изменение производственного отбора, за исключением
специальных случаев, также происходит не очень часто и
быстро, и изменение мощности турбины при этом, как правило,
незначительно отражается на балансе мощностей в данном
районе, т.е., конечно, полностью отличается от ситуации, которая
была раньше, несколько десятилетий назад, когда считалось
необходимым применение связанного регулирования. Часто при
большом расходе пара через турбину давление в производст-
венном отборе может превысить требуемую величину. Тогда
на этой линии устанавливают дополнительный регулирующий
клапан отбора с регулятором РД-И, обеспечивающим допол-
нительное дросселирование отбираемого пара; этот клапан
используется также в качестве стопорного в дополнение к
обратному клапану.
Такой подход может быть применён также при
модернизации на давление 90 и 130 ата турбин ЛМЗ типа ПТ,
которых было выпущено очень большое количество и
большинство продолжает находиться в работе.
Для выполнения в специальных случаях связанного
регулирования необходима дополнительная установка
регулятора РД на линии управления сервомотором РК ВД и
регулятора РД-И на линии управления сервомотором поворотной
диафрагмы. Пользуясь приведенными выше примерами, можно
составить схему регулирования для иных сочетаний отборов.
Как пример модернизации старых турбин с ГМН на валу
турбины и двухсторонними сервомоторами на рис. 7.9 приведена
схема регулирования турбины Т-180/130 при оснащении её
электронным регулятором скорости и турбинным контроллером.
84 Глава 7
Рис. 7.8. Схема регулирования турбины с регулируемым
Глава 7 85
производственным и теплофикационным отборами пара
86 Глава 7
Рис. 7.9. Схема регулирования турбины Т-180/130 с промежуточным
Глава 7 87
перегревом и регулируемым теплофикационным отбором пара
88 Глава 8
Глава 8. Электрогидравлические системы
регулирования
8.1. Соотношение электроники и гидравлики
Цели создания электрогидравлических систем регу-
лирования ЭГСР у разных поставщиков паровых турбин могут
быть различными и меняться со временем. Можно выделить
следующие направления:
- повышение надёжности системы регулирования тур-
бины путём переноса из гидравлической части ГЧ в электрон-
ную часть ЭЧ ряда алгоритмов, которые проще и надёжнее
выполнить на средствах ЭЧ. К этому можно отнести выпол-
нение регулирования по первой производной частоты вращения
турбины, по производимой мощности, обеспечение требуемого
вида статической характеристики, создание противоразгонной
защиты, не требующей повышения оборотов для периодических
испытаний, и т.п.;
- интегрирование системы регулирования турбины в
общую систему регулирования энергоблока и энергосистемы с
возложением на неё ряда функций общеблочного регулирования
при пуске блока, работе в режиме регулирования мощности, в
режиме регулирования постоянного или скользящего давления
свежего пара и т.п.;
- максимальное уменьшение объёма ГЧ, сохранение
за ней только таких функций, которые практически невозможно
сегодня выполнить иным путём, т.е. только быстродейст-
вующий силовой гидропривод клапанов с унифицированным
электрическим входом.
ЭГСР начали разрабатываться в конце 50-х годов, ещё
на аналоговой технике. В России основная задача, которая
решалась при этом, заключалась в обеспечении эффективного
Глава 8 ____________________________________ 89
участия турбины в регулировании мощности энергоблоков и
аварийном регулировании энергосистем для сохранения
устойчивости линий электропередач, что требовало быстро-
действующих входов в систему регулирования турбин [К7, К11].
Подход к объёму электроники также зависит от многих
факторов. Особенно широкое развитие ЭГСР получают после
внедрения в технику управления цифровых микропроцессорных
средств. В России - это начало 80-х годов [СП, С12].
В настоящее время многие известные турбостроитель-
ные фирмы имеют своё производство микропроцессорных
средств и обеспечивают ими поставки любого своего обору-
дования, включая паровые турбины, стремясь выполнить на
этих средствах все системы автоматического управления,
регулирования, контроля и защиты энергоблока, при этом
аппаратура ЭГСР турбины составляет лишь небольшую часть
всего объёма поставки, хотя и наиболее ответственную. Такой
подход даёт возможность внедрять дорогостоящую технику,
экономя на однотипности программного обеспечения, запчастей,
сервисного обслуживания, обучения персонала и т.п. В этих
условиях понятно стремление максимально увеличить долю
электроники в ЭГСР.
В противоположность этому, ЛМЗ был вынужден ранее
и, по-видимому, в ближайшей перспективе работать в иных
условиях, и не только потому, что не имеет собственного
производства микропроцессорных средств, а имеющиеся и
доступные в России производства этих средств не обеспе-
чивают нужного объёма и качества. Главное - потенциальные
заказчики турбин ЛМЗ как в России, так и за рубежом не имеют
своих финансовых средств и вынуждены привлекать западные
инвестиции и кредиты, что значительно проще делать с
90 ___________________________________ Глава 8
участием западных поставщиков энергооборудования. Поэтому
необходимо в большей мере заботиться о создании таких
систем регулирования поставляемых турбин, которые могли бы
быть просто и быстро интегрированы в общую систему
управления, реализуемую на каждом конкретном энергоблоке
с учётом требований конкретного поставщика системы
автоматического управления энергоблока.
В этом плане стремление максимально сократить объём
гидравлических узлов для ЛМЗ, если это не диктуется требо-
ваниями заказа, совсем не является оптимальным, учитывая
большой накопленный опыт конструирования и производства
гидравлических узлов регулирования. Опыт поставок последних
лет подтверждает выше сказанное. Не является это оптималь-
ным и для многих российских заказчиков, так как имеющаяся
инфраструктура больше приспособлена для обслуживания и
ремонта гидравлических систем, чем электронных, для которых
необходим не ремонт по месту, а поставка блоков заводского
изготовления. Электроника быстро развивается и через 10 лет
полностью обновляется состав выпускаемых модулей, так что
требуется и существенное обновление ЭЧ, что требует допол-
нительных затрат и далее.
8.2. Структура и основные узлы ЭГСР турбин ЛМЗ
Структура ЭГСР с учётом изложенного должна
разрабатываться для турбин каждого типа в двух вариантах -
с обычным для ЛМЗ (схема "а") и с минимальным (схема "в")
объёмом гидравлических узлов, при этом следует обеспечить
максимальную унификацию гидравлических узлов, исполь-
зуемых в обеих ЭГСР и в чисто гидравлических системах.
Схема "а" имеет гидравлическую часть, полностью
аналогичную гидравлической системе рис. 7.2. Однако на её