Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Про электричество | Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Обучение электриков | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Справочник электрика / Полезная информация / Автоматизация тепловых электростанций, АСУ ТП теплоэнергетического оборудования


 Школа для электрика в Telegram

Автоматизация тепловых электростанций, АСУ ТП теплоэнергетического оборудования



На современных тепловых электростанциях технология получения электрической энергии требует выполнения многих сложных производственных процессов: подачи, приготовления и сжигания топлива, удаления шлаков и золы, приготовления и перекачки воды, превращения химической энергии топлива в тепловую энергию пара, энергии пара — в механическую и, наконец, электрическую энергию.

Каждый из перечисленных производственных процессов в свою очередь состоит из большого числа отдельных технологических операций.

Совершенствование техники, увеличение единичных мощностей агрегатов и электростанций, повышение параметров пара (давления и температуры) предъявляют высокие требования к управлению технологическими процессами, которые в ряде случаев не могут быть выполнены руками человека.

Для управления и регулирования процессами производства электрической и тепловой энергии широко применяются различные автоматические устройства, работающие в составе АСУТП (автоматизированной системы управления технологическими процессами).

Автоматизация электростанций

Комплексная автоматизация тепловых электростанций

Первоначально на тепловых электростанциях осуществлялась автоматизация только отдельных производственных операций и процессов, которая позволяла получать определенный технико-экономический эффект. Повышались надежность и экономичность эксплуатации оборудования, увеличивалась производительность труда, облегчались условия работы персонала и улучшалось качество энергии.

Комплексная автоматизация тепловых электростанций предусматривает:

  • одновременно с комплексной автоматизацией цехов механизацию всех трудоемких и тяжелых работ, а также вредных для здоровья процессов труда;
  • централизацию управления неавтоматизированных операций, входящих в цикл производства.

Все это вместе взятое существенно повышает надежность и экономичность работы оборудования, резко уменьшает число работающих, повышает культуру эксплуатации и квалификацию обслуживающего персонала.

Автоматизация технологических процессов: Что такое частичная, комплексная и полная автоматизация

Автоматизация тепловых процессов

Современные автоматические системы на ТЭС должны поддерживать заданную производительность теплоэнергетических установок, удерживать технологические параметры вблизи заданных значений или изменять их по определенному закону (осуществлять программное регулирование), а также выполнять динамическую оптимизацию отдельных процессов.

Из каких элементов состоит автоматическое регулирование основных процессов на тепловой электростанции?

При изменении потребления электрической энергии электростанция вынуждена изменять свою отдаваемую мощность, так как меняется электрическая нагрузка на каждый турбогенератор.

Это изменение нагрузки вызывает увеличение или замедление скорости вращения ротора генератора и паровой турбины.

Отклонение скорости вращения от нормальной улавливается и замеряется специальным устройством автоматического регулятора скорости турбины.

Регулятор изменяет количество пара, поступающего в турбину, так, чтобы восстановить ее нормальное число оборотов.

Изменения в потреблении пара турбиной вызывают изменение его параметров — давления и температуры.

Отклонения давления и температуры пара от номинальных значений приводят к снижению экономичности работы электростанции и увеличению расхода топлива и, следовательно, стоимости вырабатываемой энергии.

Таким образом, для поддержания оптимального режима работы необходимо иметь постоянство параметров пара перед турбиной, а это означает, что в паровых котлах всегда должно вырабатываться столько пара, сколько его потребляется турбинами.

Количество вырабатываемого пара в паровых котлах зависит от того, сколько топлива сжигается в их топках. На электростанциях подача топлива в топки котлов осуществляется автоматически при помощи автоматического регулятора топлива.

Вместе с топливом в топку подается подогретый воздух в количестве, необходимом для полного сгорания топлива. Недостаток или избыток воздуха против оптимального его количества снижает экономичность парового котла и вызывает увеличенный расход топлива.

В связи с непрерывным изменением нагрузки на турбинах изменяется и потребление топлива, а это в свою очередь обусловливает непрерывное регулирование подачи воздуха топки паровых котлов.

Регулирование подачи воздуха осуществляется специальными автоматами-регуляторами. Таким путем автоматически поддерживается заданное соотношение между топливом и воздухом в топке.

Так как при изменениях количеств сжигаемого топлива и воздуха изменяется количество продуктов горения, поддержание в топке постоянного разрежения осуществляет автоматический регулятор разрежения, изменяющий производительность дымососов.

Все три регулятора входят в комплект автоматики горения котла, которая главным образом и определяет экономичность работы котельного агрегата.

Задачу автоматического поддержания нормального уровня воды в барабане котла выполняет автоматический регулятор питания.

Для регулирования температуры пара, поступающего в турбину, применяется автоматический регулятор температуры, который при отклонениях температуры пара от нормального значения изменяет подачу воды в охладитель пароперегревателя. Таким путем восстанавливают температуру пара перед турбиной.

Так как в энергосистемах большее значение имеет автоматическое регулирование частоты и активной мощности, то существует необходимость осуществлять это регулирование в периоды паводков на гидростанциях агрегатами тепловых электростанций, что повышает требования к работе тепловой автоматики, особенно автоматики горения.

Как работает ТЭЦ: Как производится электроэнергия на тепловой электростанции (ТЭЦ)

Как регулируется частота в энергосистеме: Регулирование частоты в энергосистеме

Автоматизация тепловых процессов

Другие автоматические устройства тепловых электростанций

Описанными автоматами далеко не исчерпываются все автоматические устройства, применяемые на современных тепловых электростанциях. Можно перечислить ряд других наиболее часто применяемых автоматических устройств управления, защиты и регулирования на тепловых электростанциях:

  • Автоматическая загрузка шаровых углеразмольных мельниц позволяет при наивыгоднейшей тонине помола — крупности угольной пыли по условиям экономичности сжигания топлива расходовать на размол его минимальное количество электроэнергии.
  • Автоматическая обдувка трубной системы газового тракта паровых котлов в целях увеличения надежности и экономичности их работы.
  • Автоматы, защищающие питательный агрегат, при перепитке и упуске уровня воды в барабане котла, чрезмерном повышении давления пара, погасании пылевого или газового факелов в топке котла. В последнем случае успешно применяется автоматическое включение резервных мазутных форсунок, позволяющих поддерживать горение в топке. Применяются также защитные автоматы при разрыве экранных труб котла.

В турбинных цехах электростанций применяются различные виды автоматических устройств, в том числе:

  • автоматические регуляторы скорости турбин,
  • регуляторы отборов пара,
  • автоматы безопасности,
  • автоматы сдвига ротора турбины,
  • автоматы подачи пара на лабиринтовые уплотнения турбин,
  • автоматы, поддерживающие уровень и давление в деаэраторах, уровни в бойлерах, подогревателях, испарителях,
  • автоматы, регулирующие давление и температуры редукционно-охлаждающих установок, и др.

Автоматизация тепловой электростанции

На тепловых электростанциях используется комплексная автоматизация котельных, турбинных и химических цехов.

Без дежурного персонала на автоматическом управлении работают насосные станции циркуляционной воды.

Кроме того, во всех цехах электростанций на вспомогательном оборудовании, находящемся в резерве, применяются автоматы ввода его в работу при остановке работающих агрегатов (автоматического ввода резерва — АВР).

АВР применяется на маслонасосных и водонасосных агрегатах, на электродвигателях вентиляторов, дымососов, компрессоров, и трансформаторах собственных нужд станции.

Наряду с этим на электростанциях максимально широко применяются автоматические блокировки, контрольно-измерительные приборы и аварийно-предупредительная сигнализация.

Взаимодействие между объектом и оператором в процессе управления в АСУ ТП теплоэнергетического оборудования осуществляют с помощью комплекса технических средств измерений и сигнализации, дистанционного и логического управления, автоматического регулирования и защиты теплового оборудования.

Автоматизированные системы управления объектами тепловых электростанций

Значение и перспективы использования автоматики на тепловых электростанциях

Автоматика вместе с устройствами дистанционного управления и механизацией трудоемких и вредных для здоровья производственных процессов, таких как: разгрузка топлива, удаление шлаков и золы, обдувка и очистка внутренних поверхностей паровых котлов, уборка помещений и территории, а также некоторых ремонтных операций позволили значительно повысить производительность труда и сократить численность персонала, обслуживающего тепловые электростанции, одновременно облегчив условия его работы.

Все же в области комплексной автоматизации, даже на тепловых электростанциях, предстоит проделать еще много работы.

В заключение следует отметить, что еще очень много технических вопросов предстоит решить в области совершенствования автоматики тепловых электростанций. Успех разрешения их зависит от широты проведения смелых производственно-исследовательских экспериментов на действующем оборудовании электростанций силами эксплуатационного персонала в тесном контакте с научными и проектными организациями.

Другие системы автоматизации: АСУ ТП подстанций, автоматизация трансформаторных подстанций

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика