Диссертация (Совершенствование структуры и оптимизация режимных параметров автоматической системы управления мощностью ПГУ при ее участии в регулировании частоты и мощности в энергосистеме), страница 13

Опон~с данн~~ для мин~мал~ной, ~о~инал~~ой и ма~симал~н~й нагрузки ПГУ при температурах наружного воздуха +15, +5 и 1'-10)'С п1)едставлены на рис. 3,4, Значения для максимальной мо|цности г)ри 15'С будут несильно отличны от номинальной нагрузки. 2жвл, н н,а|о ) к)3,ай)1 ', 1 И)3131 111)0.73) 11103,31', д11 |103,321 110ад11 (146Д3) )131 131 ) 143,90) 9920) 1166,И11 Рнс.

3.4. Область возможного использования РК ВД ПТ в диапазоне нагрузок ПГУ'-450 прн температуре наружного воздуха: ~ †.)5 С; г — +5'С; З вЂ” НО)'С На подписях данных указана мощность паровой турбины Прикрытие регулирующего клапана, работающего по принципу регулятора «до себя». на нижней и верхней границе регулировочного диапазона Г1ГУ-450 ограничивается давлением перед клапаном 8,5МПа, превышение этого давления не допустимо по технологическому режиму работы и приводит к срабатыванию за|пи гы. Результаты экспериментов для нижней и верхней границы сведены в табл.

3.1. 80 Таблица 3.1. Диапазон регулирования РК ВД ИГУ-45О Со снижением температуры наружного воздуха диапазон дросселирования расширяется. На нижней границе мощность энергоблока снижается существенно, на верхней границе дросселирование мало влияет на мощность паровой турбины. 3.5. Моделирование процесса регулирования мощности энергоблока ИГУ за счет газовых турбин Моделирование работы САУМ ПГУ при участие ее в регулирование частоты и мощности энергосистемы за счет газовых турбин на тренажере ПГУ-450 состоит в следующих операциях: 1. Устанавливается температура наружного воздуха и исходная нагрузка энергоблока.

2. Регулирующий клапан высокого давления отключается от системы поддержания давления «до себя» и переводится в полностью открытое состояние. 3. Регулирующие топливные клапана ГТУ-1 и ГТУ-2 отключаются от автоматической системы регулирования мощности газовых турбин и переводятся в ручное управление. Локальные системы ГТУ (регулятор температуры на выходе из турбины, регулятор расхода охлаждающего воздуха, ограничительный регулятор степени сжатия компрессора и др.), КУ 1регулятор уровня в барабанах ВД и НД, регулятор продувки в контуре ВД и НД, регулятор давления в контуре ГПК и др.) и ПТУ 1регулятор давления в контуре НД„регулятор перекоса температур пара ВД, регулятор уровня в конденсаторе„регулятор расхода охлаждающей воды в конденсатор, регулятор уровня в подогревателях и др.), а также все защиты и блокировки работают в штатном режиме.

4. Воздействием на регулирующие топливные клапана ГТУ-1 и ГТУ-2 проводится нагружение или разгружение энергоблока согласно требованиям Системного оператора с учетом инерционности паровой турбины, Типовой график изменения первичной мощности ПГУ за счет газовых турбин при снижении и повышении частоты в энергосистеме представлен на рис, 3.5. Рис. 3.5, Изменение первичной мощности ЛГУ за счет газовых турбин при снижении 11) и повышении 14 частоты в энергосистеме Тренды мощности турбоагрегатов ПГУ во время нагруження и разгружения при температуре наружного воздуха 15'С и базовой нагрузки энергоблока 405 МВт представленные на рис.

3,6 и рис, 3.7 соответственно, '1 Г 1 : :;Ь', МВт ~ 150 ~ 145 ~ ~140 ' ,135 . 1;1 ' 120 -,' О 10 20 ЗО 40 50 60 20 30 РО 100 110 120 Рис. 3.6. Изменение мощности газовой 11) и паровой (4 турбины при иагруакении энергоблока ~ 145 -,— -- — — — — — — — — —; — — —,— —; —— , ,'Ф,МВт 140 ~ 115 ~ 150 125 т ,10 1 с О 10 20 50 40 50 60 70 30 90 100 ПО 120 Рис. 3.7, Изменение мощности газовой 121 и паровой ~Д турбины при разгруткении энергоолока Высокая инерционность паровой турбины, вынуждает всю необходимую мощность для исключения отклонения частоты в энергосистеме покрывать за счет ГТУ, при этом первые 30 с ГТ'Э-160 работает с превышением скорости, ограниченной заводом-изготовителем.

Стоит отметить, если блок„ следуя диспетчерскому графику, работает на нагрузке 405 МВт, то при снижении частоты, требующей нагружение энергоблока на 10% У,„„„газовым турбинам приходится выходить на максимальную мощность. Проведенное моделирование регулирования мощности ПГУ схоже с работой схемы регулятора мощности предложенной ОАО «ВТИЯ ~251, когда требуемая мощность выдается газовыми турбинами с учетом инерционности паровой турбины по каналу давления острого пара через дифференциатор.

3.6. Моделирование процесса регулирования мощности энергоблока ИГУ за счет максимального привлечения паровой турбины Изменение мощности блока регулирующем клапаном паровой турбины, использующего аккумулированное тепло в барабанах высокого давления котлов-утилизаторов, предполагает дать экономический эффект за счет: - при нагружении расход топлива на газовую турбину остается постоянным; - при разгружении КПД ГТУ не снижается. Согласно ПТЭ при возмущении со стороны энергосистемы по частоте турбоагрегат обязан незамедлительно отреагировать на внешнее воздействие посредством органов регулирования частоты вращения вала турбины.

Наибольшие проблемы возникают с увеличением необходимой скорости изменения нагрузки ГГУ. Это связано с тем„ что для поддержания температуры дымовых газов на выходе газовой турбины расходы топлива и воздуха должны изменяться синхронно, Поэтому в целях обеспечения надежности скорость воздействия на задатчики мощности ГТУ ограничивают 133).

Однако, при воздействии только на задатчики мощности ГТУ удовлетворить современным энергосистемным требованиям, предъявляемым к регулированию частоты и мощности, на ПГУ, как правило, не удается. Минимальная скорость набора мощности ГТУ при отклонении частоты в сети может составлять 0,1 МВт/мин, а при разгружении 1,5 МВт/мин. Различие в скоростях нагружения и сброса нагрузки газовыми турбинами определяется надежностью входных коллекторов газового тракта котла-утилизатора и объясняется тепловосприятием поверхностей нагрева.

При работе энергоблока по диспетчерскому графику, участвующему в НПРЧ, отклонение частоты, требующее нагружение энергоблока на 10% Л~„,„„ вызывает изначальное чрезмерное прикрытие регулирующего клапана паровой турбины, что приводит к экономическим потерям из-.за малого коэффициента дросселирования. Поэтому выбор исходного положения клапана основывался на покрытие паровой турбиной самой крутой части графика, обеспечивающее увеличение мощности ПГУ на 5; о от Ж„„.

Исследования, проведенные на тренажере ПГУ-450, для различных температур наружного воздуха и базовых нагрузок определили исходное положение клапана 69%. Моделирование работы САУМ ПГУ при участие ее в регулирование частоты и мощности энергосистемы с преимущественным влиянием паровой турбины на тренажере ПГУ-450 состоит в следующих операциях: 1. Устанавливается температура наружного воздуха и исходная нагрузка энергоблока. 2. Регулирующий клапан высокого давления отключается от системы поддержания давления «до себя» и переводится в позицию 69% указателя положения. 3. Регулирующие топливные клапана ГТУ-1 и ГТУ-2 отключаются от автоматической системы регулирования мощности газовых турбин и переводятся в ручное управление.

Локальные системы управления ГТУ, КУ и ПТУ со всеми защитами и блокировками работают в штатном режиме. 4. Первые 30 с нагружение энергоблока производится полным открытием РК ВД ПТ и воздействием на регулирующие топливные клапана ГТУ-1 и ГТУ-2 с обеспечением их скорости нагружения 0,1 МВт/мин, По окончанию использования аккумулирующего тепла барабанов ВД блок нагружается за счет газовых турбин согласно требованиям Системного оператора с учетом инерционности паровой турбины.

Разгружение энергоблока ведется за счет прикрьпия РКВД ПТ и разгружения ГТУ-1 и ГТУ-2 со скоростью 1„5 МВт/мнн, отвечая требованиям Системного оператора. Типовой график изменения первичной мощности ПГУ за счет газовых турбин при снижении и повьппении частоты в сети представлен на рис. 3,8. Рис. Х8. гиповое изменение первичной мощности П1 У с максимальным привлечением паровой турбины в регулировании частоты при ее снижении (Х) и повышении (4 в энергосистеме Графики мощности ГТУ и ПТУ во время нагружения и разгружения энергоблока с базовой нагрузкой 405 МВт при температуре наружного воздуха 15'С представленные на рис.

3.9 и рис, 3.10. ~ 15З! 154 , '150- ! ' 146- ! , '142- ~ 1ЗЗ ! ~ 114 О 10 20 ЗО 40 50 60 20 ЗО 90 ГОО 110 120 Рис. 3.9. Изменение мощности газовой 1Х) и паровой (4 турбины при нагружеиии энергоблока Ф,МБт ~ ыо ! ! ~110 ~ ~ 125 - '41 110 ~ 115 ' - - --, -" ! ,'110 1 ~ Г05 ! ~ 1 ' ,100 З5 0 10 20 ЗО 40 50 60 70 ЗО 90 100 НО 120 Рис. 3.10.Изменение мощности газовой (1) и паровой 14 турбины при разгружении энергоблока Для четырех выбранных нагрузок энергоблока «360, 375, 390, 405 МВт) и трех температур наружного воздуха 1+15, +5, — 10'С) результаты исследования показали, что при нагружении скорость регулирующего органа ПТ составляет 1,03%УП/с. Равномерное открытие регулирующего клапана позволяет покрыть 5% от номинальной мощности П1 У. Результаты разгружения ПГУ за счет паровой турбины сведены в табл.

3.2. Таблица 3.2. Результаты моделирования САУМ ПГУ при повышении частоты в сети Исходная нагрузка Сред. знач, /вв; ОС Характеристика 405 Скорость перемещения РК ВД за 30 с, %УП/с 0,44 0,43 Положение РК ВД после 30 с, ОЬ О,О8 1 О,О8 Скорость перемещения РК ВД за 30-120 с, %УП/с 0,08 Положение РК ВД после 120 с, % 48,91 Скорость перемещения РК ВД за 30 с, %УП/с 043 0,42 0,44 56,48 ~ 55,94 Положение РК ВД после ЗО с, % Скорость перемещения РК ВД за 30-120 с, %УП/с О,О8 О,О8 О,О9 О,О8 Положение РК ВД после 120 с, % Скорость перемещения РК ВД за ЗО с, %УП/с Положение РК ВД после 30 с„% 0,46 0,44 10 Скорость перемещения РК ВД за 30-120 с, %УП/с 0,08 Положение РК ВД после 120 с, % 47.85, 48,49 48,47 Резюмируя полученные данные, можно отметить низкую чувствительность перемещения регулирующего клапана как во время нагружения, так и разгружения к вариации исходной нагрузки и температуре наружного воздуха, что должно облегчить наладку системы регулирования мощности.