Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор автоматических систем регулирования уровня жидкости и систем управления мощностью на энергоблоках 11
1.1 Автоматические системы регулирования уровня жидкости 11
1.1.1 Особенности построения автоматических систем регулирования уровня жидкости 11
1.1.2 Схемы АСР уровня жидкости
1.1.2.1 Технологический объект управления 14
1.1.2.2 АСР уровня с обратной связью по УП 15
1.1.2.3 АСР уровня с обратной связью по расходу жидкости 16
1.1.2.4 Трехимпульсная АСР уровня 17
1.1.2.5 Трехимпульсная АСР с дополнительным интегрированием небаланса по уровню 18
1.1.2.6 АСР уровня с исчезающей обратной связью по расходу жидкости 19
1.1.2.7 АСР с дополнительным дифференцированием основного регулируемого параметра 20
1.1.2.8 АСР уровня с дополнительным дифференцированием сигнала по уровню и исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара 22
1.2 Автоматические системы управления мощностью паросилового энергоблока 23
1.2.1 Свойства паросилового энергоблока как двухсвязного объекта регулирования мощности/давления 23
1.2.2 Схемы систем автоматического управления мощностью/давлением
1.2.2.1 Координированная схема САУМ с форсирующими сигналами 31
1.2.2.2 Схема САУМ с турбинным регулятором мощности и предвключенным дифференциатором на котельном регуляторе давления 35
1.3 Исследование схем АСР уровня и САУМ. Постановка задачи 38
2 Исследование АСР уровня жидкости . 41
2.1 Расчет параметров настройки АСР уровня жидкости 41
2.1.1 Порядок расчета параметров настройки АСР уровня жидкости 41
2.1.2 Ограничение по изменению регулирующего воздействия 42
2.1.3 Расчет параметров настройки АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором з
2.1.4 Расчет параметров настройки АСР с исчезающим сигналом по расходу питательной воды 52
2.1.5 Расчет параметров настройки комбинированной схемы АСР 57
2.1.6 Расчет устройства компенсации по расходу пара в АСР уровня в барабане котла 60
2.2 Анализ частотных характеристик АСР уровня 64
2.2.1 Амплитудно-частотные характеристики АСР уровня 64
2.2.2 Комплексные частотные характеристики устройств компенсации по расходу пара в АСР уровня в барабане котла. 67
2.3 Моделирование процессов регулирования в АСР уровня жидкости с
релейно-импульсными регуляторами 69
2.3.1 Имитационная модель релейно-импульсного ПИ-регулятора с исполнительным механизмом постоянной скорости 69
2.3.2 Имитационные модели АСР уровня 76
2.4 Переходные процессы в АСР уровня 81
3 Исследование САУМ 88
3.1 Расчет параметров настройки САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД. 88
3.2 Комплексные частотные характеристики и области заданного затухания в САУМ энергоблока с прямоточным котлом 93
3.3 Моделирование процессов регулирования в САУМ энергоблока с прямоточным котлом 97
3.4 Переходные процессы в САУМ с прямоточным котлом 103
4 Опыт промышленных внедрений АСР интегрирующих объектов 110
4.1 Обзор внедрений АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором 110
4.2 Примеры внедрений АСР с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором 119
4.2.1 Внедрение АСР уровня в БВД, БСД, БНД и деаэраторе ПГУ-410
Нижневартовской ГРЭС 119
4.2.1.1 Технологический объект управления, требования к АСР 119
4.2.1.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров АСР 123
4.2.1.3 Графики процессов регулирования и их анализ 129
4.2.2 Внедрение САУМ энергоблока с барабанным пылеугольным котлом ст. №3 225 МВт Харанорской ГРЭС 137
4.2.2.1 Технологический объект управления, требования к САУМ 137
4.2.2.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров КРД 139
4.2.2.3 Графики процессов регулирования и их анализ 146
4.2.3 Внедрение САУМ энергоблока с прямоточным пылеугольным котлом ст. №3 325 МВт Запорожской ТЭС 154
4.2.3.1 Технологический объект управления, требования к САУМ 154
4.2.3.2 Определение динамических характеристик объекта и расчет параметров КРД 155
4.2.3.3 Графики процессов регулирования и их анализ
5 Заключение 163
6 Список сокращений и условных обозначений 166
7 Список литературы
- АСР уровня с обратной связью по УП
- Ограничение по изменению регулирующего воздействия
- Комплексные частотные характеристики и области заданного затухания в САУМ энергоблока с прямоточным котлом
- Графики процессов регулирования и их анализ
Введение к работе
Актуальность темы исследования,
Среди множества объектов регулирования в теплоэнергетике, как и в других отраслях промышленности, можно выделить особый класс объектов - объектов с интегрирующей составляющей в передаточной функции их модели (объектов «без самовыравнивания»). Среди них есть естественные - уровни жидкости в баках, например, питательной воды в барабанах котлов, конденсата в регенеративных подогревателях, конденсаторах и т. п., и эквивалентные объекты, получаемые за счет обратных связей в многосвязных автоматических системах регулирования (АСР), например, в системах автоматического управления мощностью (САУМ) паросиловых энергоблоков при определенном их построении. Современные условия предполагают высокую точность поддержания упомянутых технологических параметров, и исследование систем регулирования для объектов без самовыравнивания представляет значительный интерес.
Степень разработанности темы исследования.
Большая часть научной литературы по теории автоматического регулирования (ТАУ) и ее приложению в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) в теплоэнергетике посвящена объектам с самовыравниванием. В то же время, методы построения АСР интегрирующих объектов и расчета их параметров имеют свою специфику, которая еще недостаточно изучена.
Цели и задачи.
Повышение точности поддержания технологических параметров в АСР уровня жидкости и САУМ путем изучения динамических свойств различных схем регулирования, их сравнительного анализа, совершенствования методов расчета параметров настройки и промышленного внедрения полученных результатов. Научная новизна.
предложен формализованный подход к выбору времени фильтрации реального дифференциатора в алгоритмах регулирования, содержащих Д-составляющую;
разработан метод расчета параметров настройки ПИ-регулятора с дополнительным дифференцированием регулируемой величины, исходя из минимума квадратичного или линейного интегрального критерия, при ограничении на корневой показатель колебательности, а также при реализационных и технологических ограничениях по изменению регулирующего воздействия;
проведены исследования динамических свойств различных вариантов схем АСР уровня жидкости в частотной и временной областях, их сравнительный анализ и доказаны преимущества одноконтурной АСР уровня жидкости с дополнительным дифференцированием регулируемой величины при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
проведены исследования динамических свойств различных вариантов схем САУМ в частотной и временной областях, их сравнительный анализ и доказаны преимущества схемы САУМ с независимыми ТРМ и КРД с предвключенным дифференциатором при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки. Теоретическая и практическая значимость работы.
на основании разработанных методов расчета параметров настройки различных вариантов АСР уровня реализованы соответствующие алгоритмы с использованием программного пакета Mathcad;
на основании разработанных методов расчета параметров настройки САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД реализованы соответствующие алгоритмы с использованием программного пакета Mathcad, с учетом особенностей снятия динамических характеристик на энергоблоках с барабанными и прямоточными котлами;
теоретически и практически доказана эффективность схемы АСР уровня жидкости с дополнительным дифференцированием регулируемой величины без сигналов обратной связи по УП РК или расходу жидкости при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
теоретически и практически доказана эффективность схемы АСР уровня воды в барабане котла без использования сигнала по расходу острого пара;
теоретически и практически доказана эффективность схемы САУМ с независимыми ТРМ и КРД с предвключенным дифференциатором, в том числе для прямоточных пылеугольных и газомазутных энергоблоков при использовании разработанного автором метода расчета параметров ее настройки;
осуществлены многочисленные внедрения на промышленных объектах АСР уровня жидкости и САУМ с ТРМ и предвключенным дифференциатором на КРД с использованием разработанных методов настройки и дана оценка их эффективности.
Методология и методы исследования
В основу работы положен сравнительный анализ динамических свойств различных схем АСР, настроенных по одинаковым критериям качества и с учетом одинаковых ограничений. Положения, выносимые на защиту
-
При расчете параметров настройки автоматического регулятора следует учитывать реализационные и технологические ограничения по величине регулирующего воздействия, что выражается в виде ограничения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) замкнутой системы регулирования по каналу «регулируемый параметр» —> «регулирующее воздействие». Данное ограничение позволяет в том числе формализовать выбор времени фильтрации в Д-составляющей алгоритма регулирования;
-
Для АСР уровня жидкости наиболее эффективной является схема с ПИ-регулятором и предвключенным дифференциатором. При этом можно исключить сигнал по расходу пара в АСР уровня воды в барабане котла без потери качества регулирования;
-
Для точного поддержания мощности паросилового энергоблока при сохранении заданного качества регулирования давления пара наиболее эффективной является предложенная схема САУМ с ведущей турбиной и предвключенным дифференциатором на КРД.
Степень достоверности и апробация результатов
Для исследований были выбраны типовые объекты с динамическими характеристиками, полученными экспериментальным путем на действующих энергоблоках. Результаты исследований подтверждены их внедрением на промышленных объектах (около 50 АСР и САУМ на 14 электростанциях).
АСР уровня с обратной связью по УП
При малых значениях постоянной времени регулятора Ти- О, что характерно для быстродействующей системы регулирования, какой является замкнутый контур по УП (см. [27]), эта передаточная функция вырождается в статическое звено с коэффициентом пропорциональности 1/ссц. Таким образом, замкнутый контур по УП по отношению к внешнему контуру через Wгл(S) по главному регулируемому параметру у приближенно можно считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом kэквp =1/0Сц.
Если доступно измерение по расходу жидкости на линии РК, на который он воздействует (в примере на рис. 3 это расход питательной воды Жпв), то этот сигнал можно завести в АСР вместо сигнала по УП (см. рис. 5). На этом рисунке он обозначен как опережающий сигнал z.
АСР уровня с обратной связью по расходу воды. Передаточная функция опережающего участка //—z, как правило, представляет собой малоинерционный объект первого порядка: Wou(s) = l+Tons (4) где kоп и Топ - коэффициент усиления и постоянная времени опережающего участка. При этом главный участок является последовательным соединением опережающего и инерционного участка объекта, чья передаточная функция определяется формулой:
Аналогично (3), с учетом (4), при малых значениях Ти- 0 и Топ- 0, замкнутый внутренний контур 0ze(s) по расходу питательной воды приближенно можно считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом kэквp = l/az по отношению к эквивалентному объекту W s).
Данная схема имеет преимущество по отношению к схеме с обратной связью по УП (рис. 4) в том, что она позволяет «перехватывать» внутренние возмущения через опережающий участок Аоп, контролируемые сигналом z (является схемой с компенсацией возмущения). В АСР уровня в барабане таким возмущением может быть изменение расхода питательной воды через РК вследствие, например, отключения одного из питательных насосов.
Развитием схемы с обратной связью по расходу питательной воды (рис. 5) можно считать трехимпульсную схему регулирования уровня (см. рис. 6).
Она отличается от предыдущей наличием сигнала по расходу пара, обозначенному на схеме как сигнал контролируемого внешнего возмущения Авнеш, c коэффициентом ах на входе регулятора. Это позволяет компенсировать не только возмущения Аоп, контролируемые сигналом z, но и возмущения, ведущие к изменению расхода пара Авнеш, такие как изменение положения РК турбины, топочные возмущения и пр.
Данная схема обычно используется в АСР уровня в барабане котла в номинальных режимах. Она часто рассматривается как схема с внутренним быстродействующим контуром поддержания баланса расходов питательной воды и острого пара. Тогда, как и в предыдущей схеме, этот контур является эквивалентным П-регулятором для эквивалентного объекта Wин(s) с коэффициентом kэквp =l/az, но его регулирующим воздействием является не расход питательной воды, а изменение баланса контролируемых расходов воды и пара
Все три схемы АСР, описанные выше, обладают одним существенным недостатком, присущим АСР с П-регуляторами - наличием статической ошибки регулирования при действии неконтролируемых внутренних или внешних возмущений.
Одним из способов устранения упомянутой выше статической ошибки регулирования эквивалентного П-регулятора в трехимпульсной АСР является ввод дополнительного сигнала по интегралу от ошибки регулирования уровня є [28] -см. рис. 7.
Поскольку при малых Ти и Топ внутренний замкнутый контур по Z можно приближенно считать эквивалентным П-регулятором с коэффициентом kэквp =l/az, с учетом дополнительного интегрирования передаточная функция замкнутого контура по каналу є— z представляет собой: Ф200= Ц" (1 + ±г) (6) где 7и постоянная времени дополнительного интегрирования. Таким образом, замкнутый контур 0ze(s) по отношению к основному контуру с объектом Wин(s) является эквивалентным ПИ-регулятором. При малых значениях постоянной времени опережающего участка Топ- 0 передаточная функция инерционного
Ограничение по изменению регулирующего воздействия
Основной задачей настоящей работы является изучение АСР теплоэнергетических объектов без самовыравнивания на примере схем АСР уровня жидкости и САУМ, как применяемых в настоящее время, так и альтернативных, их сравнительный анализ, адаптация существующих и разработка новых методов расчета параметров настройки для этих схем, промышленное внедрение изученных схем АСР уровня и САУМ энергоблоков с учетом полученных результатов.
Для объективной оценки преимуществ и недостатков той или иной схемы регулирования, их сравнительного анализа, необходимо: определить единые критерии оптимальности и ограничения для всех сравниваемых схем; рассчитать параметры настройки сравниваемых схем для одинаковых объектов в соответствии с выбранными критериями оптимальности и ограничениями; сравнить динамические свойства оптимально настроенных АСР в частотной и временной областях с точки зрения выбранных критериев оптимальности, а также других показателей качества регулирования. В настоящей работе для определения параметров настройки АСР и их последующего сравнительного анализа автором выбраны следующие критерии оптимальности и ограничения: минимизация квадратичного интегрального критерия I2 по регулируемому параметру в замкнутой системе регулирования при действии возмущений по различным каналам; ограничение на степень затухания в замкнутой системе у/ 0.9, ограничение на максимальное изменение регулирующего воздействия (обоснование данного ограничения приводится ниже в гл. 2.1.2) При сравнительном анализе динамических свойств различных схем АСР кроме перечисленных критериев и ограничений автором используются дополнительные критерии качества, такие как: общее время переходного процесса при ступенчатом возмущении; максимальное отклонение регулируемого параметра при ступенчатом возмущении; и др. Необходимо также оценить влияние на результаты сравнения применения реальных релейно-импульсных регуляторов, для чего: разработать имитационные модели АСР с учетом применения релейно импульсного регулятора; сравнить качество смоделированных процессов регулирования при различных возмущениях с учетом применения релейно-импульсного регулятора; Схема АСР уровня жидкости с обратной связью по УП РК (рис. 4), являясь схемой с эквивалентным П-регулятором (3) основного параметра , по действию не отличается от «обычной» одноконтурной АСР с ПИ-регулятором, в которой для того чтобы получить П-регулятор достаточно задать бесконечно большое значение Ги. Сигналы по УП зачастую имеют большую погрешность, идут с высоким уровнем помех, вызванным наводками от силовых цепей управления, и обладают невысокой надежностью. В то же время, сигнал по УП не несет информации о каких-либо возмущениях, т. е. добавление этого сигнала в схему АСР с точки зрения их компенсации бесполезно. Единственным преимуществом схемы рис. 4 перед «обычной» одноконтурной, является то, что наличие дополнительного внутреннего контура с ПИ-регулятором и сигналом по УП позволяет сглаживать нелинейности ИМ, такие как люфты, выбеги и пр., однако это преимущество не столь значительно, чтобы оправдать усложнение схемы регулирования, и зачастую сводится на нет указанными выше недостатками сигналов по УП. Таким образом, применение схемы с обратной связью по УП в современных условиях, когда в ПТК можно задать какие угодно значения кр и Ги, по мнению автора, нецелесообразно. Далее в настоящей работе эта схема не рассматривается.
Схема с обратной связью по расходу питательной воды (рис. 5) и трехимпульсная схема (рис. 6) являются частными случаями трехимпульсной АСР с исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара D (рис. 8), в которой порядок сложных дифференциаторов равен нулю п=0.
Трехимпульсную АСР с дополнительным интегрированием небаланса по уровню (рис. 7) также можно считать частным случаем АСР с исчезающими сигналами по расходам (рис. 8), поскольку при и=7 эквивалентный регулятор 0ze(s) в схеме на рис. 8 представляет собой ПИ-алгоритм и действие схем одинаково.
Таким образом, для анализа различных схем построения АСР уровня из всех рассмотренных в главе 1.1.2 достаточно сравнить три последние: - Трехимпульсную АСР с исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара (рис. 8); - АСР с дополнительным дифференцированием регулируемого параметра (рис. 9); - Трехимпульсную АСР с исчезающими сигналами по расходам питательной воды и пара и дополнительным дифференцированием регулируемого параметра (рис. 10).
Эквивалентный объект без самовыравнивания в САУМ (16), являющийся предметом исследования в настоящей работе, появляется только в схеме с «чистым» регулятором мощности на турбине. Сравнительный анализ всего множества существующих схем САУМ не является предметом настоящей работы. Однако для оценки преимуществ и недостатков САУМ, построенной по схеме рис. 16, ее динамические свойства необходимо сравнить со свойствами наиболее распространенной в России координированной схемы САУМ (рис. 15).
Комплексные частотные характеристики и области заданного затухания в САУМ энергоблока с прямоточным котлом
На вход релейного элемента РЭ поступает требуемое время воздействия tu на ИМ в ту или иную сторону, причем знак переменной tu определяет в какую сторону должен двигаться исполнительный механизм. Если значение tu по модулю превышает минимальную длительность импульса ґимп, то происходит соответствующее срабатывание выхода релейного элемента U, который может принимать значения +1, 0, -1 (команда «больше», «стоп», «меньше»). Обнуление сигнала U (отпускание РЭ) происходит при обнулении или изменении знака сигнала tu на входе РЭ.
Команды U от блока управления ИМ, реализованного в контроллере, поступают в силовую цепь управления ИМ, перемещение которого вызывает изменение регулирующего воздействия ju (например, положения регулирующего клапана). Влияние сигналов U на значение регулирующего воздействие ju можно представить в виде интегратора с передаточной функцией: ... ґ . юо% WHM(s) — (38), Моделирование реакции ju описанного выше ПИ-регулятора состоящего из цифрового контроллера и ИМ постоянной скорости на изменение ошибки регулирования є проводилось с помощью программы Simulink, являющейся приложением к пакету MatLab. На рис. 31 показана модель в Simulink, соответствующая структуре ПИ-регулятора, показанной на рис. 30. Входными переменными модели являются: 1) коэффициент усиления ПИ-регулятора [І р9; Обозначения переменных в модели Simulink выделены рамками 2) постоянная времени интегрирования ПИ-регулятора Ti, сек.; 3) ошибка регулирования Eps; 4) значение модуля границы зоны нечувствительности DB; 5) время хода исполнительного механизма Tim, сек. Рисунок 31. Модель цифрового ПИ-регулятора с ИМ постоянной скорости. Выходными переменными являются: 1) Положение регулирующего органа Position 2) Состояние выхода релейного элемента Imp (U) Модель содержит как стандартные (библиотечные) элементы Simulink, так и пользовательские блоки (суб-модели): зоны нечувствительности (Dead band), релейного элемента (Relay) и апериодического звена первого порядка (А1). Суб-модель блока зоны нечувствительности Dead band показана на рис. 32. Входными переменными являются: 1) значение входного параметра Х; 2) значение модуля границы зоны нечувствительности D. Выходная величина Y принимает значение в соответствии с выражением: Рисунок 32. Суб-модель блока зоны нечувствительности Dead band. С 0, при \Х\ D Y — \ X — D, при X D (39), (х + ,приХ -D Суб-модель блока трехпозиционного реле с зоной возврата Relay показана на рис. 33. Входными переменными являются: 1) значение входного параметра Х; 2) порог срабатывания релейного элемента b; 3) порог «отпускания» релейного элемента [mb;
Суб-модель блока трехпозиционного реле с зоной возврата Relay. Релейный элемент срабатывает, т. е. выходная величина Y принимает значение +1 или –1 в соответствии со знаком входной величины X, если X по модулю превышает порог срабатывания b. «Отпускание» релейного элемента (установка значения Y в 0) происходит при снижении по модулю величины X до порога «отпускания» mb. В рассматриваемом случае реализации ПИ-регулятора значение b равно минимальной длительности импульса tимп, а значение mb равно 0 – см. диаграмму РЭ на рис. 30. Суб-модель блока апериодического звена А1 показана на рис. 34. Входными переменными являются: 1) постоянная времени апериодического звена T: 2) значение входного параметра Х; 3) команда отслеживания DIR;
Функция апериодического звена в этой суб-модели, реализованная при помощи интегратора, охваченного отрицательной обратной связью отличается от стандартного (библиотечного) блока Transfer Fnc возможностью отслеживания входного параметра X на выходе Y в начальный момент времени (команда DIR).
Благодаря этому есть возможность анализировать изменения параметров во времени при их ненулевом начальном значении.
На рис. 35, показана модель для построения процесса перемещения регулирующего клапана при ступенчатом возмущении на ПИ-регулятор. Она состоит из пользовательского блока (суб-модели) PI Controller, который содержит описанную выше модель ПИ-регулятора (рис. 31), включая пользовательские блоки Dead band, Relay и А1 (рис. 32-34).
Для построения процесса были заданы следующие настройки [Кр=1; 0=10 сек.; DB=0; frjm]=30 сек; [Гітр=0.2 сек.
На вход [Eps] ПИ-регулятора (PI Controller) в момент времени 10 сек. при помощи блока Setpointj было подано возмущение значением 10 (при начальном значении 0 - см. рис. 36. По полученным в блоке Scope графикам процесса можно определить скорость регулирования модели релейно-импульсного регулятора ПИ-регулятора .Sper111, как отношение изменения регулирующего воздействия Арі к промежутку времени At, за которое оно произошло. В результате эксперимента, отображенного на рис. 36 на участке 15сек. - ЗОсек. имеем: регимп=Л///Дґ=15%/15сек. = 1 %/сек. Скорость регулирования линейного ПИ-регулятора может быть определена как SpeTIUi=s-kp/Tll. При установленных настройках и возмущении имеем: рег= 10%-1/10сек.=1 %/сек.
Полученная скорость регулирования модели рег111 и расчетная скорость регулирования Sper равны, поэтому можно сделать вывод о том, что модель релейно-импульсного ПИ-регулятора, состоящего из цифрового контроллера и исполнительного механизма постоянной скорости, адекватна.
Графики процессов регулирования и их анализ
Начиная с 2002 г., автором самостоятельно или при его участии были проведены многочисленные внедрения АСР, построенных по схеме ПИ-регулятора с предвключенным дифференциатором, как для естественных объектов без самовыравнивания - регуляторов уровня в соответствии с рис. 9, так и котельных регуляторов давления в составе САУМ в соответствии с рис. 16. В таблице 7 приведен перечень некоторых из этих внедрений. Кроме того, был проведен ряд внедрений схем АСР с предвключенным дифференциатором без участия (или с незначительным участием) автора. Суммарный объем внедрений - около 40 АСР уровня и 9 САУМ по схеме с предвключенным дифференциатором (рис. 9 и рис. 16) на 14 электростанциях [56], [57].
Метод расчета схемы с предвключенным дифференциатором разрабатывался, начиная с 2005 г. и окончательный вид, изложенный в гл. 2.1.3, приобрел к 2013 г. С этого времени внедряемые АСР настраивались описанным способом [47]. АСР, внедренные до 2013 г. настраивались либо экспериментальным путем (п.п. 1-е-4), либо методом, несколько отличающимся от описанного (п.п. 5, 6 таблицы 7 - см. [41], п. 7 таблицы 7 - см. [29]). Во всех случаях внедрений удалось достичь хорошего качества регулирования.
На рис. 58 - график изменения технологических параметров пылеугольного энергоблока 325 МВт с двухкорпусным прямоточным котлом ст. №8 Змиевской ТЭС за 8 часов. В течение этого времени происходило плановое изменение задания по нагрузке с 300 до 200 МВт (в период с 22:00 до 00:00), кроме того имели место возмущения со стороны котла (например, в период с 20:30 по 21:00 и с 00:00 по 01:00). За все время отклонение N-Nзд не превысило 1 МВт, а отклонение P т– P зд – не более 8 бар при высокой интенсивности возмущений и не более 3 бар в «спокойном» режиме.
На рис. 59 показана аналогичная реализация технологических параметров САУМ пылеугольного энергоблока с прямоточным котлом ст. №1 Зуевской ТЭС в течение суток, в течение которых происходили как плановые изменения нагрузки, так и внутриблочные возмущения. Отклонение N–Nзд не превысило 1 МВт, а отклонение P т–Pзд – не более 10 кгс/см2.
На рис. 60 показан результат предварительных испытаний САУМ энергоблока 300 МВт с прямоточным котлом при работе на газе ст.№3 Каширской ГРЭС на готовность к совместному участию в АВРЧ и НПРЧ. Разница N–Nзд не превысила 1 МВт и с запасом укладывается в коридор допустимого отклонения Максимальное отклонение P т–Pзд, наблюдавшееся при ступенчатом изменении имитатора корректора частоты, соответствующего изменению мощности энергоблока на 10% от установленной, составило не более 12 кгс/см2.
На рис. 61 приведен график технологических параметров, характеризующий работу АСР уровня воды в барабане высокого давления LБВД при сбросе нагрузки и останове паровой турбины (переводе на РОУ) на энергоблоке ПГУ 190 МВт Новомосковской ГРЭС. Сброс нагрузки паровой турбины происходил в период с 15:46 по 15:53. Максимальное отклонение уровня воды LБВД от заданного значения Lзд при этом не превысило 20 мм (не более 2% от диапазона измерения LБВД). В 15:53 произошел останов паровой турбины (ступенчатое возмущение расходом пара в турбину D). Отклонение по LБВД при таком возмущении не превысило 40 мм (4% от шкалы LБВД).
Во всех приведенных примерах системы регулирования с запасом удовлетворяют предъявляемым им требованиям.
АСР с предвключенным дифференциатором показали свою надежность и сохранение качества процессов регулирования с течением времени (вариации параметров объекта). Например, схема САУМ, внедренная на энергоблоке №8
Змиевской ТЭС в 2004 г., работает без изменения параметров настройки уже 12 лет (за это время энергоблок дважды прошел капитальный ремонт).
В последующих главах 4.2.1–4.2.2 описаны примеры внедрений АСР с предвключенным дифференциатором (рис. 9 и 16), настроенные с использованием представленного в гл. 2.1.3 и [47] метода расчета.