Файл: Обозначения и сокращения птн питательный турбонасос.pdf

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.