Первичное управление котлом

В схемах, реализующих принцип первичного управления котлом (рис. 8.7), внешнее задание на поддержание заданной мощности либо непосредственно, либо через главный регулятор котла, который при этом выполняет функции регулятора мощности, передается регулятору топлива РТ или регулятору питания, которые переводят котел к новому режиму работы. Заданное давление свежего пара РоА поддерживает регулятор давления РД (регулятор «до себя»), воздействующий через механизм управления турбиной МУТ на ее регулирующие клапаны. При первичном управлении котлом сначала изменяется режим его работы и лишь после изменения пара производительности и давления свежего пара воспринимающий это давление регулятор давления переставляет регулирующие клапаны турбины, изменяя ее мощность.
Регулирование давления свежего пара у блоков с прямоточными котлами в схемах с первичным управлением турбиной встречает определенные трудности, связанные с большими отклонениями давления при быстром перемещении клапанов турбины. Еще более это усложняется в случае применения РМ, по существу, ликвидирующих саморегулирование котла. Быстрое изменение давления
по тракту котла, в котором отсутствуют четко фиксированные границы фазового перехода, может приводить к существенному смещению этих границ и вследствие изменения условий теплообмена отрицательно сказывается на надежности котла. В связи с отмеченным иногда выражают сомнение в возможности успешной реализации на блоках с прямоточными котлами первичного управления турбиной. Именно это обстоятельство явилось причиной разработки и применения JcxeM с первичным управлением котлом. Хотя в дальнейшем на ряде блоков мощностью 300 МВт была успешно освоена работа с первичным управлением турбиной, в том числе с РМ, воздействовавшими на ЭГП [100, 157], схемы с первичным управлением котлом получили широкое распространение как в отечественной, так и в зарубежной энергетике. Исследуемая АСР блока представляет собой частный случай приведенной на рис. 8.3, а структурной схемы при W\\ — 0 и Wl\ = 0. Передаточные функции структурной схемы АСР блока, разомкнутой по главным обратным связям, соответствующим координатам Ят и Ш определяются формулами (8.18). Заметим, что значение множителя взаимного влияния котла и турбины при первичном управлении котлом обратно его значению при первичном управлении турбиной. В обоих случаях эти множители не зависят от типа и параметров регуляторов.
Подставив во второе из уравнений (8.18) те же, значения (8.23)—(8.26) передаточных функций объектов, что при первичном управлении турбиной, и полагая, что для регулирования давления и мощности применены ПИ-регуляторы с передаточными функциями получим квадратное уравнение.
Решение этого уравнения позволяет найти параметры настройки, при которых АСР турбины не меняет фазы вектора АФХ изолированной АСР котла для частоты сокр. На рис. 8.8 приведены в плоскости обобщенных параметров х' и k для различных значений QKp геометрические места точек, при которых 9Х (йкр) = 0.
При частоте сокр. модуль вектора Wn (шкр) равен Лп (о)кр). Запас устойчивости изолированной АСР котла по модулю равен 1. С учетом влияния АСР турбины система регулирования блока останется устойчивой, если при той же частоте о)кр модуль Ах вектора АФХ эквивалентного звена X' меньше 1/[Ли (©кр)]. Проведенные исследования и опыт наладки АСР, реализующих способ первичного управления котлом, свидетельствуют, что это условие выполнимо.
На диаграмме переходных процессов (рис. 8.9) показано изменение характера переходного процесса изменения мощности || сепаратного котла (точка 4) и блока при движении изображающей точки вдоль линии QItp = idem (точки /, 2, 3). На той же диаграмме приведены значения модуля Ах вектора АФХ эквивалентного звена X' при разных значениях обобщенных параметров х' и k. Линии ОЛ2, ОЛ3 на приведенных номограммах (рис. 8.8), как и при первичном управлении турбиной, являются геометрическими местами точек с подобными переходными процессами.
Схемы с первичным управлением котлом успешно решают задачу поддержания давления свежего пара и других технологических параметров котла. Регулятор «до себя», воздействующий на регулирующие клапаны через быстродействующую АСР турбины, надежно защищает котел от возмущений со стороны турбины, особенно, если сигнал регулятора поступает через ЭГП или высокоскоростной МУТ, блокируя при этом сигналы регулятора скорости и противоаварийной автоматики и практически исключая участие блока в первичном регулировании частоты и противоава-рийном управлении энергосистемой. Аккумулирующая способность котла при этом не используется. Приемистость блока, определяемая инерцией котла, весьма низка. Это обстоятельство не имеет существенного значения при работе блока в базовом режиме и участии его в регулировании плановых отклонений мощности. Однако такая приемистость недостаточна для эффективного участия блоков в регулировании частоты и мощности в энергосистемах и находится в противоречии с современными требованиями к динамическим характеристикам энергоблоков.
Если регулятор «до себя» воздействует на медленнодействующий МУТ с динамической постоянной 40—60 с, то он не препятствует импульсной разгрузке турбины по сигналу противоаварийной автоматики энергосистемы и участию его в регулировании сравнительно высокочастотных колебаний частоты и мощности. Однако при аварийных ситуациях, связанных с необходимостью быстрого набора мощности или разгрузки турбины, позволив на короткое время выполнить команду противоаварийной автоматики, регулятор «до себя» спустя короткий промежуток времени, определяемый инерцией МУТ, вернет мощность турбины к исходному значению, что может усугубить аварийную ситуацию. Поэтому без применения специальных средств, в той или иной мере блокирующих действие этого регулятора в аварийных ситуациях, применение АСР блоков с первичным управлением котлом недопустимо.