Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Ускорение регулирования мощности блока в аварийных условиях

Все известные способы, ускоряющие изменение мощности энергоблоков, основаны на исключении инерционных звеньев цепочки регулирования котел — вторичный пароперегреватель — регенеративная схема турбины или на существенном сокращении постоянных времени процесса повышения мощности блока. К этим способам относятся: увеличение потолка форсировки топки сверх того, что требуется при изменении нагрузки блока, максимальное открытие (также сверх требуемого) клапанов турбины при изменившейся нагрузке (опережающее открытие регулирующих клапанов), «впрыск» питательной воды непосредственно во вторичный пароперегреватель и, наконец, отключение регенеративных подогревателей высокого давления при частичной нагрузке блока для убыстрения повышения его нагрузки.

Первые два способа используют известный в технике регулирования прием увеличения потолка регулируемой величины, который дает возможность при той же постоянной времени процесса быстрее достигнуть необходимого (заданного) значения этой величины при изменившемся режиме.

Процесс перерегулирования при потолке форсировки 2,0 и заданном значении регулируемого параметра у=1,0

Другие два способа исключают котел с его большой тепловой инерцией при получении добавочного количества пара, необходимого для повышения нагрузки блока.

Влияние избыточной форсировки топки на режим изменения давления в котле при набросах нагрузки

Способ избыточной форсировки топки, как, впрочем, и все остальные, возможно применять при частичных нагрузках блока. Его сущность и эффективность можно оценить при сравнении трех режимов повышения нагрузки блока. На этом рисунке показано изменение давления в барабане котла, за пароперегревателем и у турбины при ударной нагрузке и различных форсировках топки. Кривые 1 относятся к случаю, когда топочный режим вообще не перестраивается. При этом в течение первых пяти секунд дополнительная нагрузка покрывается за счет теплоты, аккумулированной в паровом объеме пароперегревателя и в паропроводе, соединяющем котел с турбиной. Вследствие этого давление пара за перегревателем и у турбины круто падает со скоростью 6 МПа/минута. Давление пара в барабане котла остается сначала неизменным и только спустя 5—6 секунд, когда вступает в действие аккумулирующая емкость парового и водяного объемов барабана, начинает понижаться. В связи с увеличением аккумулирующей емкости, участвующей в покрытии дополнительной нагрузки, скорость падения давления с этого момента значительно уменьшается и в рассматриваемом случае составляет около 1,4 МПа/минута. С такой же приблизительно скоростью понижается с этого момента и давление за пароперегревателем и у турбины.

Так как работа в таком режиме в течение длительного времени недопустима из-за глубокого и чрезмерно быстрого понижения давления, необходимо одновременно с изменением нагрузки начать перестройку топочного процесса. При подаче импульса на увеличение форсировки горения даже одновременно с началом возрастания нагрузки усиление тепловыделения в топке начнется с некоторым запозданием, которое определяется инерционностью топки, измеряется мертвым временем топки и ее постоянной времени Tt. Мертвое время топки, с одной стороны, зависит от быстродействия устройств регулирования, а с другой, определяется инерцией механизмов подачи топлива и может колебаться от 5 до 20 секунд для топок разных систем.

Само усиление тепловыделения в топке будет подчиняться экспоненциальному закону из-за аккумулирующего действия поверхностей нагрева и кладки котла, и восстановление теплового баланса в котле будет определяться постоянной времени топки Tt, которая учитывает как запаздывание собственно топки при перестройке топочного процесса, так и время, необходимое для восстановления аккумулированной теплоты, израсходованной в период понижения давления при перестройке режима котла.

Кривые 2 на рисунке выше относятся к случаю, когда перестройка топочного режима начинается одновременно с увеличением нагрузки. Как видно, тепловыделение растет по экспоненциальному закону с постоянной времени Tt и достигает значения Q1, соответствующего новой нагрузке D1 через промежуток времени Ti (около 120 секунд). Средняя скорость понижения давления при этом составляет около 0,8, а максимальная — около 1,2 МПа/минута.

Для уменьшения опасности нарушения циркуляции, которая может возникнуть при такой скорости понижения давления, прибегают к еще более быстрой перестройке топочного режима (кривые 3). При этом убыстрение переходного топочного процесса достигается за счет сильного перерегулирования, т. е. за счет большей, чем это требуется новой нагрузкой, форсировки топки. Если назначить потолок форсировки равным 1,5, то скорость понижения давления уменьшится до 0,5 МПа/минута, а глубина его понижения — до 0,24 МПа. Давление в барабане котла уже через 70 секунд после возникновения ударной нагрузки восстановит свое номинальное значение, а давление за пароперегревателем будет повышаться почти одновременно с давлением в барабане, отставая от него на 1,6—1,7 МПа (потери давления в пароперегревателе).

При увеличении форсировки топки дополнительным благоприятным обстоятельством является уменьшение эквивалентной постоянной времени. Влияние мертвого времени топки и ее постоянной времени на максимальное понижение давления в барабанном котле при внезапном приложении нагрузки показано на рисунке ниже. Предполагается, что внезапное повышение нагрузки равно 0,25 номинальной и что процесс повышения нагрузки длится 8 секунд.

Влияние форсировки топки и ее мертвого времени на режим повышения производительности котла и на глубину понижения давления при набросах нагрузки

Как можно видеть из рисунка, даже увеличение мертвого времени топки с 4 до 8 секунд почти не сказывается на понижении давления, тогда как увеличение постоянной времени топки в два раза приводит к увеличению падения давления в котле более чем вдвое.

С другой стороны, увеличение форсировки топки с 1,03 до 1,5 при той же постоянной времен.и, например 120 секунд, резко улучшает режим давления. При этом глубина понижения давления уменьшается примерно в два раза. Таким образом, увеличение потолка форсировки эквивалентно уменьшению постоянной времени топки.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для покрытия кратковременных острых пиков нагрузки наиболее пригодны газомазутные прямоточные котлы, которые могут при максимальном использовании аккумулированной теплоты и при условии понижения давления не более чем на 10 % допускать кратковременные повышения нагрузки блока на 30—40 % номинала.

Купить растворитель 646 вы можете перейдя по ссылке.

Производительность барабанных котлов, обладающих большей аккумулирующей емкостью, можно увеличивать значительно дольше, но при этом допускаются меньшие скорости понижения давления. Ограничения этой скорости определяются «набуханием» объема воды в барабане котла и возможными нарушениями циркуляции.

При втором способе перерегулирования применяют максимальное открытие регулирующих клапанов турбины независимо от заданного увеличения нагрузки. Возникающее при этом увеличение расхода пара («заброс» пара) вызывает повышение давления в промежуточном пароперегревателе и ускоряет повышение нагрузки турбины.

Читайте также:

Updated: 25.10.2014 — 09:16
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector