Параметрический синтез регулятора впрыска котлоагрегата ТПП-312

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ  ЗМІСТ  РОБОТИ

Перший  розділ  «Актуальні  задачі  побудови  систем  регулювання  температури  пару  котлоагрегата  ТЕС»  містить  постановку  завдання  та  огляд  існуючих  систем  керування  охолоджуючими  впорсками. 

Згідно  з  даними  статистики  Міністерства  енергетики  та  вугільної  промисловості  України,  незважаючи  на  проведений  ремонт,  зберігаються  темпи  старіння  обладнання.  Основні  елементи  і  вузли  ТЕС  (поверхні  нагріву  котла,  пароохолодники,  електродвигуни  живильних  насосів  та  ін.)  досягли  допустимого  терміну  експлуатації  та  потребують  заміни.

З  метою  підвищення  ресурсу  енергоблоку,  керівництво  генеруючих  підприємств  проводить  заходи  щодо  реконструкції  існуючих  блоків.  Крім  заміни  основного  обладнання  виконується  модернізація  системи  контролю  та  керування  і  реконструкція  систем  регулювання  блоку  з  метою  збільшення  ресурсу  енергоблоку,  підвищення  максимальної  потужності  та  маневреності.

Серед  факторів,  які  впливають  на  зношеність  основних  вузлів  енергоблоку,  слід  відзначити  вплив  перегріву  металу  парогенераторів  котла.  Зокрема,  в  літературі  наводиться  статистика  відмов,  пов'язаних  з  перегрівом  труб  котла:  37-45%  аварійних  зупинок  пов'язані  з  відмовою  поверхонь  нагріву.  Також  відзначається  зниження  ресурсу  пароперегрівників:  при  перевищенні  нормативної  температури  на  10  °С  довговічність  металу  знижується  в  1,7-2,5  рази;  61%  випадків  зниження  ресурсу  пароперегрівників  пов'язані  з  перегрівом  труб  (із  них  23%  –  вище  гранично  допустимої  температури  585°С).  Перевищення  температури  металу  пароперегрівача  викликає  структурні  зміни  стінок  труб  і  підвищує  вірогідність  розривів.

Таким  чином,  необхідно  створення  сучасної  системи  керування  охолоджуючими  впорсками  котлоагрегату  з  метою  зниження  перегріву  пару,  що  дозволить  підвищити  ресурс  енергоблоку  і  знизити  кількість  аварійних  зупинок.

Більшість  котлів  українських  ТЕС  вироблені  підприємством  «Красный  котельщик»  (Таганрозький  котельний  завод).  З  них  близько  60%  –  прямоточні  котли  надкритичного  тиску.

У  роботі  розглядається  котел  ТПП-312  Таганрозького  котельного  заводу.  Котлоагрегат  у  нормативному  режимі  роботи  виробляє  1000  тонн  перегрітого  пару  за  годину  при  температурі  545°С  і  тиску  255  кгс/см².  В  Україні  котлоагрегати  ТПП-312  у  поєднанні  з  турбіною  К-300-240  (номінальна  потужність  300  МВт)  встановлені  на  18  енергоблоках  Запорізької,  Зуївської,  Ладижинської  і  Вуглегірської  ТЕС  загальною  потужністю  5400  МВт.

Аналогічну  компоновку  і  параметри  пару  мають  котли  ТПП-210  (енергоблоки  Зміївської  ТЕС,  Трипільської  ТЕС,  Криворізької  ТЕС),  ТГМП-314  (енергоблоки  Трипільської  ТЕС)  і  ТГМП-344  (енергоблоки  Харківської  та  Сєверодонецької  ТЕЦ). 

Конструктивно  котел  є  газоповітряним  трактом,  який  має  П-подібну  форму  і  складається  з  топкової  камери  і  конвективної  шахти,  з'єднаних  у  верхній  частині  горизонтальним  газоходом,  де  розташовано  блоки  пароперегівачів  та  колектори  впорску.

При  зміні  навантаження  агрегату  і  відсутності  регулюючих  пристроїв  змінюється  і  температура  перегрітого  пару.  Завдання  регулювання  параметрів  пару  полягає  в  підтримці  його  температури  згідно  з  вимогами  технологічної  інструкції  в  межах  -10...+5  °С.  Для  регулювання  температури  пару  у  прямоточних  котлах  знайшли  широке  застосування  впорскувальні  пароохолоджувачі.  На  досліджуваному  типі  котлів  ТПП-312  встановлені  два  впорски.

Для  аналізу  об'єкту  керування  обрані  дані  двох  котлоагрегатів  ТПП-312  у  нормативних  режимах  роботи  при  навантаженні  від  150  до  300  МВт.  Вибрано  декілька  наборів  вимірювань,  які  включають  дані  по  двох  нитках,  що  функціонують  незалежно  одна  від  одної.