АСУТП ТЭС. Системы автоматического регулирования котлоагрегатов

1. АСУТП ТЭС

Системы автоматического регулирования
котлоагрегатов:
Автоматические регуляторы питания
Автоматические регуляторы температуры
Требования к регулирующей арматуре
Требования к качеству регулирования
Регуляторы процесса горения котла
Требования к ПТК в части САР
Схемы электроснабжения ПТК САР

2. Регулирование питания барабанного котельного агрегата водой

3. Схема трёхимпульсной САР уровня в барабане

4. Структура алгоритма регулятора питания для реализации на ПЛК

5. Переходные процессы регулятора питания

На рисунке представлены переходные процессы регулятора питания при сбросе паровой
нагрузки на 100 т/ч (с 370 до 270 т/ч).
Максимальное отклонение уровня: 9-10 мм.вод.ст.;
Отклонение уровня в статике:
3-4 мм.вод.ст.
Колебания по питательной воды в статике составляют порядка 35 т/ч, это связано с
неудовлетворительной расходной характеристикой РПК (большая крутизна).

6. Автоматические регуляторы температуры котла

7.

Принципиальная схема автоматического
регулирования температуры перегрева пара
,
1 – экономайзер, 2 – барабан котла, 3 – первая (радиационная) ступень пароперегревателя,
4 – вторая (конвективная) ступень пароперегревателя, 5 – впрыскивающий пароохладитель,
6 – дифференциаторы, 7 – регуляторы, 8 – исполнительные механизмы, 9 – клапаны впрыска.
Dпв – расход питательной воды, Dпп – расход перегретого пара, Dв – расход воды на впрыск,
θ1, θ2 – температуры пара за первой и второй ступенью пароперегревателя,
Θ’1, θ’2 – скорость изменения температуры пара после первого и второго впрыска.

8.

Переходные характеристики котла ТГМ-84 по
температуре пара при возмущении 1-м впрыском
Т пара
на выходе из котла
Т пара
за 3-м впрыском
Т пара
за 2-м впрыском
Т пара
за ШПП
Т пара
за 1-м впрыском
Фрагмент мнемосхемы
авторегуляторов
температуры пара
котлоагрегата ТГМ-84

9. Алгоритм программы ПЛК «КОНТРАСТ» БК500 регулятора температуры (фрагмент)

10.

Примеры расходных характеристик питательных клапанов
Пропуск: 30-40 т/ч
Люфт: 5-6%
Пропуск: нет
Люфт: 4-5%

11. Требования к качеству автоматического поддержания технологических параметров котла.

при постоянной заданной нагрузке котла
Технологический параметр.
Разрежение вверху топки
Давление пара перед
турбиной (при поддержании
расхода автоматикой котла)
Уровень в барабане котла
Температура перегретого пара
за котлом
Содержание кислорода в
дымовых газах:
- для мазутных котлов при
малых избытках воздуха (при
постоянной времени
кислородомера не более 1,5
мин.);
- для остальных котлов.
Максимальное отклонение.
Заданное значение.
20Па ( 2кгс/м2).
-20...10Па.(-3...2кгс/м2)
2% ( 2,6 кгс/см2)
.
20мм
5мм
6ºС
0,2%О2
0,5%О2.
СТО 70238424.27.100.078-2009
«Системы КИП и тепловой автоматики ТЭС. Условия создания. Нормы и требования»

12. Требования к качеству автоматического поддержания технологических параметров котла.

при скачкообразном изменении заданного значения нагрузки котла на 10%
Технологический параметр
Разрежение вверху топки.
Максимальное
отклонение
Значение
интегрального
квадратичного
критерия
30Па ( 3кгс/м2)
3%
( 3,9 кгс/см2)
Давление пара перед
турбиной.
Уровень в барабане котла
Примечание
4%
( 5,2 кгс/см2)
1000(%)2 с.
В диапазоне 70%
и выше Nном.
В диапазоне
70% и ниже Nном при
поддержании в режиме
номинального давления
расходов воздуха, мазута и газа
автоматикой котла.
50мм
В диапазоне нагрузок
70÷100% Nном.
8ºС
Температура пара на выходе
из котла
5000(с)2.с
10ºС
Содержание кислорода в
дымовых газах:
- для мазутных котлов при
малых избытках воздуха;
0,3%О2.
10(%О2.) с.
для остальных котлов
1,0%О2
200(%О2) 2.с.
2
В диапазоне нагрузок 30÷70%
Nном.
При постоянной времени
кислородомера не более
мин.
1,5

13.

Требования к качеству автоматического поддержания
технологических параметров котла.
СТО 70238424.27.100.078-2009
«Системы КИП и тепловой автоматики ТЭС. Условия создания. Нормы и требования»
Требования к надежности САР
ТЭС:
-вероятность безотказной работы за 2000ч не менее 0,98;
- среднее время восстановления не более 1,5 ч;
- средний срок службы не менее 10 лет.

14.

Показатели качества регулирования
Cтепень затухания
регулируемой
величины
0,75..0,9
y1 y 3
y1
Максимальное
отклонение y1 – min
Время регулирования
Тр - min

15. Регуляторы процесса горения котла

• Регулирование подачи топлива
• Регулирование подачи воздуха
• Регулирование тяги

16. РТН-газ

17. Структурная схема РОВ

18. Переходные процессы РОВ при возмущении изменением нагрузки.

1 – расход перегретого
пара;
2 – расход общего воздуха;
3 – расход газа на котел;
4 – задание содержании
кислорода;
5 – содержание кислорода

19. Структурная схема РР

20.

Переходные процессы регулятора разрежения при
возмущении изменением нагрузки котла (набор 150 т/ч)

21. Работа САР горения при наборе станцией 50 МВт

-давление в главном
паропроводе
(0-100% = 0-250 кгс/см2);
-расход пара
(0-100% = 0-500 т/ч);
-расход газа
-(0-100% = 0-40000нм3/ч);
-расход воздуха (0-100%,
ненормированное сопло);
-содержание О2
(0-100% = 0-5 %);
-разрежение в топке
(0-100% = -20 - +20
кгс/м2).

22.

возмущение сбросом нагрузки соседнего котла на 40 т/ч
ручное управление
автоматическое управление

23. Схемы резервирования питания