Изучение системы автоматического регулирования и защиты. Обозначения и сокращения птн питательный турбонасос
 Скачать 425.07 Kb.
|
|
Обозначения и сокращения: ПТН – питательный турбонасос; ПТ – питательный насос; ПЭ – питательный электронасос; ТЭЦ – теплоэлектроцентраль; Р – противодавленческая турбина; ПТ – теплофикационная турбина с промышленным отбором пара; САУРиЗ – система автоматического управления, регулирования и защиты; СК – стопорный клапан; РК – регулирующий клапан; ВР – вентиль рециркуляции; НЗ – электрифицированная напорная задвижка; КПД – коэффициент полезного действия; ПТК – программно-технический комплекс; ТЗ – тепловые защиты; МЭО – механизм электрический однооборотный; МЭОФ – механизм электрический однооборотный фланцевый; БЩУ – блочный щит управления; ТП – технологический параметр; КТЦ – котлотурбинный цех; ПУЭ – правила устройства электроустановок; ЭВМ/ПЭВМ – персональная электронная вычислительная машина; ИВК – измерительно – вычислительный комплекс; КИП – контрольно – измерительный прибор; ПГ – парогенератор; АРМ – автоматизированное рабочее место; ПДУ – предельно допустимый уровень; СУ – сужающее устройство. 1 Система автоматического управления, регулирования и защиты турбопривода питательного насоса САУРиЗ обеспечивает контроль и участвует в управлении работой ПТН в следующих эксплуатационных режимах [4]: 1) проверка предпусковой готовности; 2) пуск ПТН; 3) вывод ПТН на рабочие обороты; 4) ввод в сеть питательного насоса; 5) режим нормальной эксплуатации; 6) перевод ПТН в режим холостого хода при отключении насоса от сети питательного трубопровода (режим рециркуляции); 7) режим останова (как нормального, так и аварийного). 1.1 Обеспечение надежности действия тепловых защит Повреждённое тепловое оборудование по причине аварии и последствия связанные с аварией наносят большие убытки в связи с простоями. В то же время замена систем тепловых защит (ТЗ) действиями операторов в аварийных ситуациях невозможна. Поэтому системы ТЗ должны быть более надежны, чем информационные подсистемы и САУРиЗ. Надежность ТЗ определяют как числом отказов в срабатывании, так и количеством ложных срабатываний. Под ложным срабатыванием понимают отказ какого-либо элемента системы ТЗ, например отказ типа короткого замыкания в электрической схеме, приводящий к срабатыванию системы в целом. Мерой надежности систем защит служит среднее время наработки на один отказ (ложное срабатывание): 1 ln n ТЗ i t t t , (1) где: t i – время i-й наработки между отказами; n – число отказов. 1.2 Структура систем защит и блокировок Ложное действие или отказ (несрабатывание) системы ТЗ определяется не только надежностью входящих в нее технических устройств (приборов, аппаратуры, соединительных линий и т.д.), но во многом зависит от видов логических функций, реакций системы в целом. На выбор логических функций оказывают влияние те последствия, к которым могут привести отказы ТЗ. 1) Логическая функция «один из одного». При использовании одного датчика его отказ определяет отказ системы в целом, а каждое ложное действие контактного устройства сопровождается ложным действием. Поэтому система ТЗ с одним датчиком предусматривается только для защит, в которых используются специальные высоконадежные приборы. 2) Логическая функция «один из двух». Два датчика с одинаковыми уставками контакта, которые включены в параллели друг с другом в соответствии с логической функцией «ИЛИ» применяется в тех случаях, когда тепловое оборудование требует повышения надежности, действия защиты или отсутствие отказов в своей работе. А ложные срабатывания ТЗ либо маловероятны, либо не ведут к тяжелым последствиям в открытии клапанов при повышении давления пара на выходе котла либо других объектов работающих под давлением. Данная схема изображена на рисунке 4. Рисунок 4 – Схема логической функции «один из двух» 3) Логическая функция «два из двух». Два датчика с одинаковыми уставками контакта, которые соединены по схеме «И» применяют в системах защиты для уменьшения вероятности их ложного срабатывания. Случаи, когда защита воздействует на снижение нагрузки или приводит к останову оси оборудования, а при этом датчики не обладают достаточной надежностью. Данная схема изображена на рисунке 5. Рисунок 5 – Схема логической функции «два из двух» 4) Два датчика с разными уставками. Оба контактных устройства включаются последовательно по схеме «И». Применяется в двухступенчатой системе технической защиты. При этом контактное устройство первого прибора настраивают на срабатывание при достижении параметром первой аварийной уставки, при которой осуществляют локальную операцию, а контактное устройство второго порядка настраивают на вторую аварийную уставку, превышающую первую, тогда защита не остановится, будет срабатывать только при замыкании общих контактов. 5) Три датчика с одинаковыми уставками контакта, которые соединены последовательно – параллельно и реализуют логическую функцию два из трех. Система в целом позволяет повысить надежность действия защиты по сравнению с вариантами, реализующими функции «И» и «ИЛИ», но требует большее количество приборов, вследствие повышается объем профилактических и восстановительных работ. Данную схему защиты применяют в высокоответственных системах технической защиты, таких как осевой сдвиг ротора турбины. Данная схема изображена на рисунке 6. Рисунок 6 – Схема логической функции «два из трех» Надежность систем ТЗ должна быть определяющим фактором при их проектировании. Однако безотчетное стремление повысить надежность ТЗ с помощью синтеза сложных логических функций может привести к противоречивым результатам. Надежность элементов защиты приведена в таблице 2. Таблица 2 – Надежность элементов защиты Наименование логической функции Вероятность безотказной работы отказ в срабатывании ложное срабатывание один из одного 0,9 0,9 два из двух 0,81 0,99 один из двух 0,99 0,81 два из трех 0,997 0,97 Для подачи питательной воды в ПГ используются электро- и турбонасосы. Аварийная остановка питательных насосов производится как при срабатывании собственных защит насосов, так и при действии общеблочных защит. Турбонасосы, как правило, используются в мощных энергоблоках. Защиты такого турбоагрегата во многом схожи с защитами турбогенератора. Рассмотрим защиты питательного турбонасоса для парового котла типа ТП – 87. Тепловые защиты срабатывают в определенных ситуациях, в случае питательного турбонасоса защиты срабатываю при: 1) сдвиге оси ротора турбины на 1 мм , схема «два из двух»; 2) понижении давления питательной воды на всасе насоса до 1,2 МПа с выдержкой времени 2 с, схема «два из трех»; 3) повышении частоты вращения вала до 3750 об/мин, схема «два из трех»; 4) повышении расхода воды через питательный насос до 4500 м 3 /ч с выдержкой времени 5 с, схема «два из трех»; 5) понижении давления масла на смазку редуктора до 0,03 МПа, схема «два из трех»; 6) понижении давления масла на смазку турбины до 0,045 МПа, «два из трех»; 7) повышении давления питательной воды после турбонасоса до 40 МПа с выдержкой времени 2 c, схема «два из трех». Основой САУРиЗ является программно – технический комплекс (ПТК), базирующийся на оборудовании цифровой системы управления. Структурная схема САУРиЗ, разрабатываемая в выпускной квалификационной работе, представлена на листе ФЮРА.421000.013 С1. Структурная схема САУРиЗ представляет собой иерархическую структуру, включающую три уровня: 1) нижний уровень – расположены исполнительные механизмы и датчики технологических параметров; 2) средний уровень – расположена микропроцессорная система управления (контроллер), служащая для выполнения функций сбора, первичной обработки входных сигналов и логику технологических защит и регулирования; 3) верхний уровень обеспечивает реализацию функций отображения информации и дистанционного управления регулирующими клапанами, задвижками и исполнительными механизмами. В состав ПТК входят следующие технические средства: 1) программируемый контроллер Siemens S7 – 300; 2) станции ввода/вывода ЕТ200М; 3) модули ввода/вывода; 4) специализированные модули контроллера связи (коммуникационные процессоры); 5) сетевые средства связи сети Industrial Ethernet (коммутаторы Scalance X208); 6) стабилизирующие блоки питания 220/24 В; 7) модули резервирования блоков питания; 8) стандартный кабель для Profibus; 9) стандартный ITP кабель для Industrial Ethernet. |