Приложение 42 к приказу Министра энергетики Республики Казахстан от 30 декабря 2016 года № 580

1. Настоящие Методические указания по наладке автоматических регуляторов турбинного оборудования тепловых электростанций (далее – Методические указания) разработаны в соответствии с подпунктом 2) статьи 5 Закона Республики Казахстан «О теплоэнергетике» и подпунктом 323) пункта 15 Положения о Министерстве энергетики Республики Казахстан, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2014 года № 994, и предназначены для подготовки к включению автоматических систем регулирования (далее – АСР) и определение методов по наладке автоматических регуляторов турбинного оборудования тепловых электростанций (далее – ТЭС).

Пункт 1 изложен в новой редакции Приказа Министра энергетики РК от 27.02.2025 г. № 103-н/қ (см. редакцию от 30.12.2016 г.)(изменение вводится в действие с 16.03.2024 г.)

2. В настоящих Методических указаниях применяются следующие основные понятия и определения:

1) регулятор (управляющее устройство) - в теории управления устройство, которое следит за состоянием объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы.

Примечание: Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления (непосредственно, либо с помощью наблюдателей) и реагируют на их изменение с помощью некоторых алгоритмов управления в соответствии с заданным качеством управления;

2) регулирующая арматура - вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды.

Примечание: В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение;

3) измерительный преобразователь - техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором.

Иные понятия и определения, используемые в настоящих Методических указаниях, применяются в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области электроэнергетики.

3. В настоящих Методических указаниях приводится подготовка к включению и методы наладки регуляторов давления и уровня турбинного оборудования ТЭС, согласно Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей, утвержденных приказом Министра энергетики Республики Казахстан от 30 марта 2015 года № 247 (зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов за №11066).

4. В настоящих Методических указаниях рассматриваются регуляторы собственно турбины (давления пара на уплотнения, уровня в конденсаторе) и системы регенерации (уровня в подогревателях низкого давления (далее - ПНД), подогревателях высокого давления (далее - ПВД), деаэраторе, давления в деаэраторе).

5. Концевыми лабиринтовыми уплотнениями предотвращается подсос воздуха в турбину и утечки из турбины, согласно рисунку 1 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям.

На концевые уплотнения цилиндра низкого давления (далее - ЦНД) и задние уплотнения цилиндра среднего давления (далее - ЦСД), пар с небольшим избыточным давлением подается во всех режимах работы турбины, на концевые уплотнения цилиндра высокого давления (далее - ЦВД) и передние уплотнения ЦСД - только при пуске, холостом ходе и малой нагрузке, когда давление в ступенях высокого давления меньше атмосферного, в дальнейшем эти уплотнения работают по принципу самоуплотнения и для поддержания в камерах уплотнений давления организовывается отвод пара из них. Пар, проходящий через уплотнения из цилиндров, направляется в камеры соответствующих отборов турбины и в охладитель пара уплотнений, включенный в схему регенерации турбины.

6. Схемой регулирования подачи пара на уплотнения обеспечивается поддержание давления в камерах уплотнений на заданном значении во всех режимах работы турбины, так как при понижении давления возможен подсос воздуха в части цилиндров, находящихся под вакуумом, повышение давления приводит к обводнению масла в подшипниках турбин и парению из уплотнений. Для решения этих задач используется технологическая схема уплотнений с раздельным регулированием давления пара в уплотнениях частей низкого и высокого давления турбины с выделением, согласно рисунку 1 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям, коллекторов низкого давления (далее - КНД) и высокого давления (далее - КВД).

7. При пуске турбины из холодного состояния в КНД подается пар от общестанционного коллектора собственных нужд (далее - КСН), КВД соединяется с КНД, пар подается на все уплотнения турбины и регулятором давления типа РД-1 поддерживается давление в коллекторах (в камерах уплотнений) на заданном значении, воздействуя на клапан типа РК-1 подвода пара к КНД. В этом режиме сбрасывается избыток пара из КВД через клапан типа РК-2 в ПНД № 2.

8. При переходе уплотнений ЦВД и ЦСД (переднего) в режим самоуплотнения (для энергоблоков мощностью 300 мегаватт (далее - МВт) на нагрузке 150 МВт) КВД отключается от КНД и производится независимое регулирование давления пара в коллекторах:

1) регулятором типа РД-1 поддерживается давление в КНД, воздействуя на клапан типа РК-1 подвода к нему пара;

2) регулятором типа РД-2 поддерживается давление в КВД, сбрасывая избыток пара в ПНД № 2, и КВД в этом режиме становится отсосным коллектором. По мере набора нагрузки КНД подключается к деаэратору.

9. При пуске турбины из горячего состояния КНД и КВД изолированы один от другого, к КНД подводится пар от деаэратора, а к КВД - от КСН после электронагревателей, где он перегревается до температуры 300 - 400 градус Цельсия (далее - °С). Давление в коллекторах поддерживается независимо регуляторами типа РД-1 и РД-2.

10. На некоторых ТЭС схема уплотнений имеется только один коллектор и соответственно один регулятор давления. В этом случае распределение расхода пара по уплотнениям производится в процессе пусконаладочных работ с помощью настроечных вентилей на линии подачи пара к каждому уплотнению.

11. Объект регулирования давления пара на уплотнения обладает самовыравниванием, упрощается его автоматизация.

12. Регуляторами поддерживается давление в коллекторах уплотнений на уровне 0,115 - 0,120 мегапаскаль (далее - МПа) (1,15 - 1,20 килограмм силы/квадратный сантиметр (далее - кгс/см2 ), обеспечивая давление в камерах уплотнений 0,103 - 0,105 МПа (1,03 - 1,05 кгс/см2 ). Давление измеряется непосредственно за регулирующими клапанами или в коллекторах уплотнений.

13. Схема конденсационно-регенеративной установки турбины К-300-240-3, предназначенной для конденсации пара, отработавшего в турбине, регенеративного подогрева основного конденсата и питательной воды, деаэрации, приведена на рисунке 2 согласно приложению 1 к настоящим Методическим указаниям.

В установку входят ПНД, ПВД, деаэратор, а также вспомогательные теплообменники (охладитель пара уплотнений, охладители выпара). Все теплообменники системы регенерации поверхностного типа, за исключением деаэратора и ПНД № 2. Конденсатными насосами 1-й ступени перекачивается основной конденсат турбины через блочную обессоливающую установку (далее - БОУ), охладитель пара уплотнений и ПНД № 1 в ПНД № 2 смешивающего типа, откуда он конденсатными насосами 2-й ступени через ПНД № 3 и 4 и охладители выпара деаэратора направляется в деаэратор 0,7 МПа (7 кгс/см2 ). Из деаэратора вода подается питательными насосами (далее - ПЭН) в котел через ПВД № 6-8. Потери конденсата в цикле энергоблока восполняются добавкой обессоленной воды в конденсатор.

14. Для предотвращения срыва конденсатных насосов вследствие снижения расхода основного конденсата по тракту системы регенерации при закрытии соответствующих регулирующих клапанов регуляторов уровня в конденсаторе и в ПНД № 2 до 30 - 40 % хода автоматически открываются задвижки на линиях рециркуляции конденсатных насосов. Открытие задвижек не влияет на положение уровня в конденсаторе и в ПНД № 2, который определяется только расходом конденсата через регулирующие клапаны.

15. Конденсат греющего пара каскадно сливается из подогревателя с более высоким давлением в подогреватель с более низким давлением. Весь конденсат, образующийся в ПВД, при номинальной нагрузке турбины сливается в деаэратор. При понижении нагрузки турбины до 60 % номинальной перепад давлений между ПВД № 6 и деаэратором оказывается недостаточным для слива конденсата греющего пара в деаэратор, в этом режиме конденсат из ПВД № 6 автоматически направляется в ПНД № 4, а из ПВД № 7 (при достаточном давлении в нем) - в деаэратор. Конденсат греющего пара, образующийся в ПНД № 3 и 4, сливается из ПНД № 3 на сторону всасывания конденсатных насосов 2-й ступени. Конденсат греющего пара, образующийся в охладителе пара уплотнений и в ПНД № 1, сливается в конденсатор; туда же сливается основной конденсат при переполнении ПНД № 2. Конденсат из охладителей выпара направляется в расширитель дренажного бака.

16. Схемы систем регенерации турбин других типов отличаются от схемы автоматического регулирования конденсационно-регенеративной установки турбины К-300-240-3, согласно рисунку 2 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям, наличием дополнительных теплообменников (сальниковых подогревателей для турбины 800 МВт или большим их количеством (пять ПНД для турбин 500 МВт), количеством групп конденсатных насосов (три группы для турбины 800 МВт), другими - схемами переключений конденсата, греющего пара при снижении нагрузки турбины.

17. Все теплообменники системы регенерации, кроме ПНД № 1 и охладителя пара уплотнений, оснащены регуляторами уровня согласно рисунку 2 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям.

Конденсатор турбины оснащен двумя регуляторами уровня. При пуске турбины при пониженном вакууме в конденсаторе для предотвращения повреждения фильтров БОУ горячим конденсатом предусматривается возможность поддержания заданного значения уровня конденсата в конденсатосборнике путем сброса части конденсата помимо БОУ в циркуляционный водовод или в бак запаса грязного конденсата.

18. В схемах ряда энергоблоков ТЭС (500 - 800 МВт) для вывода излишней воды из цикла и поддержания уровня в деаэраторе за КЭН-1 предусматривается регулятор, сбрасывающий конденсат в циркуляционный водовод или в бак запаса грязного конденсата.

При повышении температуры конденсата перед БОУ имеется блокировка, отключающая БОУ и пропускающая конденсат помимо нее.

19. В схеме со смешивающим ПНД № 2, согласно рисунку 2 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям, изменение расхода основного конденсата в тракте регенерации производится тремя регулирующими клапанами (по уровню в конденсаторе, ПНД № 2 и деаэраторе), усложняется автоматизация этого узла.

В схемах регенерации без смешивающих подогревателей, в которых изменение расхода конденсата осуществляется двумя регулирующими органами, взаимосвязь объектов регулирования проявляется в меньшей степени.

20. Уровень в конденсаторе, ПВД, ПНД, деаэраторе и охладителях регулируется регуляторами, которые получают основной сигнал по уровню и сигнал обратной связи от измерительного преобразователя перемещения исполнительного механизма (далее - ИМ).

Регуляторы уровня в конденсаторе, подогревателях и охладителях воздействуют на сливные клапаны, регулятор уровня в деаэраторе - на регулирующий питательный клапан.

21. При повышении уровня в конденсаторе или подогревателях клапан открывается, а в деаэраторе закрывается. В связи с принятой структурой регуляторов уровня осуществляется пропорциональное регулирование, при котором в установившемся состоянии каждому значению уровня соответствует определенное открытие регулирующего клапана, регулирование уровня производится со статической ошибкой (неравномерностью). Статические характеристики регулирования приведены на рисунке 3 согласно приложению 1 к настоящим Методическим указаниям. Допустимые пределы неравномерности регулирования определяются допустимыми отклонениями уровня от среднего, которые задаются инструкциями заводов-изготовителей исходя из конструктивных особенностей оборудования.

22. При стремлении к регулированию уровня с минимальной статической ошибкой, обеспечивается наибольшая экономичность регенеративной установки и снижение эрозии трубопроводов и особенно регулирующих клапанов.

Если по условиям устойчивости АСР требуется установление неравномерности больше допустимой, схемы регулирования усложняются.

23. Зависимости изменения уровня в подогревателях и охладителях при нанесении возмущения собственными регулирующими клапанами (кривые разгона по уровню) характеризуются небольшим запаздыванием (до 10 секунд) и отсутствием самовыравнивания. Характер кривых разгона по уровню в конденсаторе зависит от места установки регулирующего клапана и наличия в тепловой схеме блочной обессоливающей установки:

1) если БОУ отсутствует или регулирующий клапан находится до нее, то в динамическом отношении конденсатор подобен подогревателям, при этом некоторое самовыравнивание объекта объясняется увеличением давления на стороне всасывания конденсатных насосов 1-й ступени при повышении уровня в конденсаторе;

2) если есть БОУ и регулирующий клапан установлен за ней, то запаздывание объекта определяется в значительной степени инерционностью БОУ и достигает 25 - 30 секунд.

24. Запаздывание изменения уровня в деаэраторе при изменении подачи химически обессоленной воды в конденсатор превышает 100 секунд, при подаче обессоленной воды непосредственно в деаэратор запаздывание резко уменьшается до 10 секунд.

25. Скорость изменения уровня в теплообменниках системы регенерации пропорциональна степени открытия регулирующего клапана и крутизне его характеристики в зоне возмущения и обратно пропорциональна площади свободного сечения бака в районе нахождения уровня.

26. В пульсации уровня в теплообменниках системы регенерации имеется различный характер:

1) в конденсаторе и деаэраторе они практически отсутствуют;