Регулирование энергоблоков

Длительное время процессы регулирования турбин, котлов и электрических систем, в которых работают генераторы, рассматривались изолированно. Такой подход вполне закономерен для того этапа энергетики, главной задачей которого в области регулирования было создание для каждого из элементов электростанции автоматической системы регулирования (АСР), обеспечивающей надежную работу агрегата во всем диапазоне требуемых режимов. Для этого было необходимо выявить важнейшие факторы, влияющие на устойчивость и качество процессов регулирования каждого элемента электростанции. Раздельное рассмотрение котлов и турбин позволяло решить эти задачи сравнительно простыми математическими способами, доступными исследователям и конструкторам при ограниченных вычислительных средствах, имевшихся в то время в их распоряжении. Важнейшие результаты, полученные при раздельном рассмотрении процессов регулирования составных элементов электростанции, не потеряли своего значения и в настоящее время.
Отечественное энергомашиностроение вступило в этап широкого применения энергетических блоков тепловых и атомных электростанций и создания их АСР, располагая стройной теорией автоматического регулирования и проверенными на практике схемами регулирования турбин и парогенераторов. Эта теория и схемы, созданные объединенными усилиями котельных и турбинных заводов, научно-исследовательских, проектно-конструкторских, наладочных организаций и высших учебных заведений, составили научный и технический фундамент современного этапа энергетики.
Новые задачи, возникшие на этом этапе, потребовали рассмотрения энергетического блока тепловой или атомной электростанции как единого энергетического агрегата с общей многосвязной системой регулирования. Будучи совокупностью входящих в него составных элементов — паро-генерирующей и паротурбинной установок, энергоблок как объект регулирования вместе с тем по своим свойствам отличается от каждого из этих элементов из-за их взаимного влияния. Поэтому для обоснованного решения вопроса о синтезе обще-блочной системы регулирования необходимо выявление статических и динамических свойств блока как объекта регулирования мощности. Этот вопрос составляет главное содержание книги. Вопросы регулирования составных элементов блока рассмотрены лишь в той мере, в какой они оказывают непосредственное влияние на процесс регулирования мощности блока и неразрывно связанный с ним процесс регулирования давления пара перед турбиной.
В первой части книги приведено обоснование принципов динамического моделирования составных элементов блока (котла, реактора и паро-производящей установки, турбины и системы регенеративного подогрева питательной воды), а также энергосистемы, в которой работает блок. Полученные нелинейные и упрощенные линеаризованные модели наряду с их использованием в последующих главах книги могут найти самостоятельное применение для других исследований.
Во второй части книги на основе выполненного анализа динамики параллельной работы блоков в объединенных энергосистемах, в том числе при системных авариях, обоснованы и сформулированы требования к регулированию энергоблоков тепловых и атомных электростанций. Основное содержание этой части составляют анализ энергоблока как единого объекта регулирования и синтез обще-блочного регулирования для реализации различных программ регулирования и способов управления энергоблоками. Большое внимание уделено выбору корректирующих (форсирующих и стабилизирующих) связей между контурами регулирования мощности блока и давления пара перед турбиной, позволяющих, с одной стороны, улучшить приемистость блока, а с другой — ослабить или устранить совсем взаимное влияние этих контуров и тем упростить наладку и эксплуатацию систем регулирования. Рассмотрены также вопросы синтеза систем регулирования современных теплофикационных энергоблоков.
В книге использованы результаты научных исследований и опыт практической реализации систем, разработанных многими отечественными и зарубежными организациями. В частности, ряд материалов базируется на теоретических и экспериментальных работах, выполненных под руководством и при участии автора в Ленинградском политехническом институте им. М. И. Калинина.
При написании книги предполагалось, что читатель знаком с основами теории автоматического регулирования и операционным исчислением.
Автор приносит благодарность товарищам по работе за помощь в подготовке материалов и оформлении рукописи. Автор признателен докторам техн. наук профессорам И. И. Кириллову и В. И. Федорову, кандидатам техн. наук М. С. Фрагину и А. В. Рабиновичу "и инж. В. А. Пахомову за ценные замечания и советы при подготовке книги.