Файл: Описание пнд4.docx

Оглавление

Введение

По оперативным данным АО «СО ЕЭС», потребление электроэнергии в Единой энергосистеме России в сентябре 2022 года составило 84,0 млрд кВт•ч, что на 0,4 % больше объема потребления за сентябрь 2021 года. Потребление электроэнергии в сентябре 2022 года в целом по России составило 85,2 млрд кВт•ч, что так же на 0,4 % больше аналогичного показателя 2021 года.

В сентябре 2022 года электростанции ЕЭС России выработали 84,6 млрд кВт•ч, что на 1,5 % меньше, чем в сентябре 2021 года. Выработка электроэнергии в России в целом в сентябре 2022 года составила 85,9 млрд кВт•ч, что так же на 1,5 % меньше выработки в сентябре прошлого года.

Основную нагрузку по обеспечению спроса на электроэнергию в ЕЭС России в сентябре 2022 года несли тепловые электростанции (ТЭС), выработка которых составила 45,5 млрд кВт•ч, что на 2,4 % больше, чем в сентябре 2021 года. Выработка ГЭС за девятый месяц 2022 года составила 14,5 млрд кВт•ч (на 17,1 % меньше уровня 2021 года), выработка АЭС – 18,4 млрд кВт•ч (на 1,4 % больше уровня 2021 года), выработка электростанций промышленных предприятий – 5,6 млрд кВт•ч (на 4,0 % больше уровня 2021 года).

---

Современные АЭС сложные технологические объекты. Необходимо обеспечивать их безопасную и экономическую работу. Для этого применяются современные приборы и системы управления.

В курсовом проекте рассматриваются вопросы автоматического регулирования уровня в ПНД-4 турбины К-210-130, краткое описание ПНД-4, обоснование выбора схемы автоматического регулирования, выбор места установки и функциональных признаков прибора, выбор аппаратуры измерений, выбор закона регулирования, расчёт системы на устойчивость.

1 Описание ПНД-4

1.1 Назначение основные технические характеристики

Предназначен для подогрева воды паром, частично отработавшим в турбине и отводимым от неё через регенеративные отборы к подогревателям, что обеспечивает повышение термического КПД цикла у улучшения общей экономичности установки.

Тип ПНД-4 ПН-350-16-7-1. В таблице 1 приведены основные технические характеристики ПНД-4.
Таблица 1 Основные технические характеристики ПНД-4

Наименование параметров	Числовое значение
Площадь поверхности теплообмена,м²	352
Номинальный массовый расход воды, кгс/с	159,7
Расчётный тепловой поток, МВт	24
Максимальная температура, ºС	400
Гидравлическое сопротивление при номинальном расходе воды, МПа	0,05

---

1.2 Конструкция. Принцип работы

На рисунке 1 приведена конструкция ПНД-4.

Основные узлы подогревателя – водяная камера с патрубками для подвода и отвода питательной воды, перегородками внутри неё и фланцем, трубная система из U-образной трубой, диаметром 16 мм и толщиной стенки 1 мм, концы которых за вальцованы в трубной доске ( для организации потока пара имеются направляющие промежуточные перегородки), корпус подогревателя с приваренными к нему патрубками опорными лапками и фланцами. Трубная доска с помощью шпилек закрепляется между фланцем корпуса и водяной камеры.

В подогревателе нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий пар поступает через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство. Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя через регулирующий клапан.



Рисунок 1 –ПНД:

А- вход основного конденсата; Б- выход основного конденсата; В- подвод греющего пара; Г- отвод конденсата греющего пара; Д- подвод конденсата; Е- подвод парогазовой смеси; Ж- отвод парогазовой смеси

Определение динамических характеристик объекта:

С точки зрения регулирования уровня РОУ обладает свойствами самовыравнивания поэтому его динамические свойства описываются передаточной функцией. На рисунке 2 приведена кривая разгона.



Рисунок 2 – Кривая разгона

Передаточная функция объекта регулирования имеет вид.

W₀(p)= e ˉᵖ ͭ

где:

К - Коэффициент усиления объекта;

Т – Постоянная времени;

t – Время запаздывания.
T= 74,23 с

t = 38,31 c

x = 4,17 c

y= 21,67 c



где:

y – Установившиеся значение выходной величины;

x – Регулирующее воздействие.

, (1)

W₀(p)=

---

e ˉᵖ*³⁸⸴³ˡ , (2)

Щиты, штативы, пульты управления на функциональных схемах изображаются условно в виде прямоугольников произвольных размеров, достаточных для нанесения графических условных обозначений устанавливаемых на них приборов, средств автоматизации, аппаратуры управления и сигнализации. Комплектные устройства (машины централизованного контроля, управляющие машины, полукомплекты телемеханики и др.) обозначаются на функциональных схемах также в виде прямоугольника с указанием внутри него типа устройства.

На рисунке 3 приведена функциональная схема контроля уровня в ПНД-4.

Обоснование выбранной схемы автоматического регулирования:

Пар вводится в корпус через патрубок, конденсируется на трубах поверхности теплообмена, а некоторая часть его совместно с неконденсирующимися газами (воздухом) выводится через полукольцевую перфорированную трубу.

Повышение уровня конденсата греющего пара в подогревателях уменьшает поверхность теплообмена, что приводит к недогреву питательной воды и снижению коэффициента полезного действия энергоблока. Чрезмерно высокий уровень может привести к попаданию воды в систему отсоса паровоздушной смеси или даже к её вскипанию и забросу пароводяной смеси в проточную часть турбины и, как следствие, вызвать аварию.

Поддержание уровня конденсата в корпусе ПНД в заданных пределах осуществляется автоматическим регулятором уровня, исполнительным органом которого является регулирующий клапан, устанавливаемый на трубопроводе выхода конденсата из подогревателя.

Рисунок 3 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА

2.3 Структурная схема регулятора

ЗУ

ППР

---

РУ







БУ





УП

УС







ИМ






От ПНД-4 В ПНД-3

Рисунок 4 – Структурная схема регулятора

ППР – первичный преобразователь. Преобразует измеряемую величину в величину, удобную для измерения и использования.

РУ – регулирующее устройство. Вырабатывает управляющее воздействие.

ЗУ – задающее устройство. Задаёт значение регулируемого параметра.

БУ – блок управления. Позволяет переключать управление на ручное.

УС – тиристорный усилитель предназначен для управления синхронным и асинхронным электродвигателем исполнительного механизма.

ИМ – исполнительный механизм. Преобразует выходной сигнал регулятора в перемещение регулирующего органа.

УП – указатель положения вала. Измеряет положение вала.

---