skanuj0008 (185)

3. Struktury układów regulacji obciążenia bloku kocioł-turbina generator

3.1.

Układy regulacji obciążenia bloku

Najogólniej stwierdzić można, że moc czynna turbogeneratora pracującego w systemie elektroenergetycznym zależna jest od momentu napędowego poruszającej go turbiny, natomiast moc bierna od wartości napięcia na jego zaciskach.

Moment napędowy turbiny zależy od ilości i parametrów doprowadzanej do niej pary lub, inaczej mówiąc, od energii cieplnej przetwarzanej przez nią w energię kinetyczną. Napięcie na zaciskach generatora zależy od prądu wzbudzenia.

Omawiane w niniejszej instrukcji układy regulacji mocy czynnej turbogeneratora, czyli inaczej mówiąc obciążenia bloku oddziałują na strumień pary doprowadzanej do turbiny bądź to przez zmianę położenia zaworu regulacyjnego turbiny, bądź też przez zmianę wydajności kotła za pośrednictwem ilości paliwa doprowadzanego do spalania.

Na rys. 3.1 przedstawiono trzy wybrane warianty układu regulacji obciążenia bloku, natomiast rys. 3.2 przedstawia uzyskiwane w każdym z nich przebiegi czasowe zmian mocy i ciśnienia przy skokowym zwiększeniu wartości zadanej N_z o 5% [5].

Wariant 1 jest układem regulacji obciążenia bloku przez oddziaływanie na turbinę. Sygnał N_z doprowadzany jest do regulatora pierwotnego turbiny (regulator obrotów turbiny) i zmienia wartość zadaną regulatora. Regulator pierwotny turbiny zwiększa albo zmniejsza stopień otwarcia zaworów regulacyjnych zainstalowanych na rurociągach pary doprowadzonej do turbiny. W ten sposób przesuwa się do góry lub w dół charakterystyka statyczna regulatora obrotów turbiny (rys. 3.3). Turbina pracuje jednak w systemie energetycznym o praktycznie niezmiennej częstotliwości. Obroty jej nie mogą się, więc zmienić, w związku, z czym punkt pracy przesuwa się na prawo lub na lewo przy n-const i ustala się przy nowej, wyższej albo niższej wartości obciążenia. Przebiega to niemal bezzwłocznie.

W przypadku, gdy sygnał ARCM wysterowuje regulator pierwotny na zwiększenie mocy turbiny zawory regulacyjne się otwierają. Wzrost dopływu pary do turbiny odbywa się w pierwszej chwili kosztem ciepła akumulowanego w kotle. Występujący w wyniku tego spadek ciśnienia za kotłem (rys. 3.2a) pobudza regulator ciśnienia, który zwiększa dopływ paliwa do kotła. Regulacja obciążenia bloku polega, więc na utrzymywaniu zadanej mocy turbogeneratora i na dostosowywaniu do niej wydajności kotła. Miernikiem bilansowania się tych dwóch wielkości jest ciśnienie pary.

Podkreślić przy tym trzeba, że przy stałej ilości paliwa doprowadzanego do kotła zmiany położenia zaworów regulacyjnych turbiny, spowodowane czy to zawahaniem częstotliwości w systemie czy też przestawieniem nastawnika regulatora pierwotnego (regulatora obrotów, synchronizatora), zmieniają moc turbozespołu tylko przejściowo, w stopniu zależnym przede wszystkim od pojemności cieplnej kotła. Nowy stan równowagi np. po przymknięciu zaworów regulacyjnych turbiny (przy niezmienionym dopływie paliwa doprowadzanego do kotła) ustali się przy wyższym ciśnieniu pary, ale w zasadzie przy tym samym, co poprzednio obciążeniu bloku. Trwała zmiana obciążenia wymaga zmiany ilości paliwa doprowadzanego do spalania.

Tak, więc w omawianym układzie regulacji każde przestawienie zaworów regulacyjnych turbiny powoduje zmianę ciśnienia pary, co z kolei powoduje reakcję regulatora ciśnienia zmieniającego ilość doprowadzanego paliwa aż do zbilansowania ilości pary produkowanej przez kocioł z ilością pary pobieranej przez turbinę. W rezultacie wydajność kotła dopasowuje się do obciążenia turbiny.

Omawiany układ jest, więc w pewnym sensie dostosowany do regulacji mocy i częstotliwości w systemie. Do jego wad zaliczyć jednak trzeba [5]:

1. Niespokojną (oscylacyjną) pracę kotła. Jak już wspomniano wszystkie zakłócenia ruchowe naruszające równowagę między parą wytwarzaną i pobieraną powodują zmiany ciśnienia. W rezultacie przy normalnej pracy bloku występują nieregularne wahania ciśnienia, których amplituda może dochodzić do 2,5 at. Amplituda ta zależy również od dynamiki urządzeń znajdujących się w pętli układu regulacji ciśnienia (młyny, wytwornica pary) oraz od doboru nastaw regulatora. Znacznie większe od zmiany ciśnienia są wahania doprowadzanego paliwa, które w przypadku wariantu 1 jest wielkością regulowaną (nastawiającą). Zależą one również od dynamiki układu oraz od sposobu nastawienia regulatora ciśnienia. Należy podkreślić, że dobór takich nastaw ww. regulatora, przy których zmiany paliwa są gwałtowne jest niewskazany, nawet wówczas, gdyby zapewniało to optymalnąjakość regulacji ciśnienia. Zmiany paliwa, powodują bowiem m.in. zmiany temperatury pary, co w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości ma bardzo niekorzystny wpływ na dyspozycyjność (awaryjność) przegrzewaczy pary.

Inst_05.    14_Ćw.23_BAD_UKŁADÓW REGULACJI CZYNNEJ BLOKU

Strona 9 z 23