ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования 2
Научные положения, выносимые на защиту 5
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 22
Купить

Актуальность темы и степень её разработанности. Особенностью энергосистемы России является большая доля теплофикационных турбин в составе её генерирующих мощностей. Это обусловлено высокой потребностью в теплоснабжении страны и экономической целесообразностью комбинированной выработки энергии. Теплофикационные турбины являются важным элементом в энергетической инфраструктуре и поэтому должны быть надёжным поставщиком энергоресурсов. В настоящее время проблемой в области комбинированной выработки энергии является поиск таких решений, которые позволяли бы повысить качество и экономичность работы турбины и устраняли бы неполадки в её работе, приводящие к остановам, в том числе связанные с системами автоматического регулирования (САР). Исследование работы САР в штатных и аварийных режимах с целью её совершенствования позволит повысить надёжность и экономичность работы, а также снизить долю неплановых остановов турбин.
Одним из критически важных режимов работы паровой турбины, на который она должна быть рассчитана, является сброс полной электрической нагрузки. Для правильной оценки такого режима необходимо учитывать как аккумулированный пар в проточной части турбины, так и поступающий в турбину (пролётный) пар в процессе закрытия регулирующих клапанов. В настоящее время отечественные заводы-изготовители паровых турбин, в частности УТЗ, начали применять индивидуальные приводы регулирующих клапанов (ИПРК), построенные по технологии высокого давления (давление рабочей жидкости 16-20 МПа). В связи с этим при новой системе парораспределения необходимо корректно учитывать количество пролётного пара, поступающего в турбину при сбросе нагрузки.
Применение ИПРК также открывает возможности для реализации новых алгоритмов управления регулирующими клапанами для реализации парораспределения с минимальным дросселированием. Это позволяет оптимизировать режимы работы регулирующей ступени (РС) и повысить КПД РС и турбины в целом. Различные приёмы оптимизации режимов РС предлагались и ранее, но их реализация была затруднена, в частности, из-за жёсткого порядка открытия регулирующих клапанов (РК). В настоящее время уже широко распространены микропроцессорные САР турбин, которые в сочетании с ИПРК позволяют реализовать алгоритмы управления РК любой сложности.
Ещё одной современной тенденцией является применение в САР электромеханических приводов (ЭМП) взамен электрогидравлических. Особенностью теплофикационных турбин УТЗ является наличие поворотных регулирующих диафрагм (ПРД) для управления давлением в отборе, приводимых в штатном варианте гидравлическим двусторонним сервомотором. Вопрос замены гидравлического привода ПРД на электромеханический возникал на УТЗ неоднократно как по просьбе заказчиков, так и с позиций нового проектирования и производства УТЗ. Поэтому разработка и исследование ЭМП ПРД также является сегодня актуальной задачей.
В настоящее время для исследования переходных режимов САР паровых турбин применяются методы математического моделирования. Эти методы позволяют безопасно исследовать работу САР в штатных, предаварийных и аварийных режимах. Результаты таких исследований имеют высокую точность благодаря возможности учёта при моделировании как расчётных, так и полученных в ходе натурных опытов характеристик оборудования.
Целью работы является разработка и исследование методами математического моделирования для совершенствования современной системы парораспределения теплофикационной турбины.
Для достижения указанной цели исследования поставлены и решены следующие задачи:
• выполнен критический обзор литературы по теме исследования;
• проведён анализ современных методов математического моделирования паровых турбин и определены наиболее подходящие для проведения исследования;
• разработаны математические модели теплофикационных паровых турбин и их узлов, для которых проводится исследование;
• с помощью разработанной математической модели теплофикационной паровой турбины обнаружено и оценено влияние схемы парораспределения с ИПРК на динамическое повышение частоты вращения при сбросе нагрузки;
• разработан новый способ управления паровой турбиной и цифровая адаптивная система регулирования для реализации парораспределения с минимальным дросселированием;
• разработанный способ управления исследован и оценён на
математической модели;
• разработана концепция (кинематическая схема) ЭМП ПРД и оценены его основные параметры.
Научная новизна работы заключается в следующем:
• Разработана динамическая математическая модель турбины Т-120/130-130-8МО и её парораспределения, учитывающая силовые и расходные характеристики регулирующих клапанов и расходные характеристики регулирующей ступени.
• На динамической модели турбины Т-120/130-130-8МО исследованы режимы сброса нагрузки с традиционной и индивидуальной схемой управления регулирующими клапанами. При этом получены количественные результаты расчёта частоты вращения и массы пролётного пара.
• Разработана математическая модель турбины Т-295/335-23,5 и её парораспределения, учитывающая расходные характеристики регулирующих клапанов и расходные характеристики регулирующей ступени.
• Разработан и предложен новый способ управления регулирующими клапанами и система регулирования для реализации оптимизированного парораспределения с минимальным дросселированием...
Купить