Способы регулирования производительности механизмов СН
В состав механизмов СН ТЭС входят рабочие машины, обслуживающие машинное и котельное отделения, а также общестанционные механизмы.
Потребители СН. электрических станций относятся к I категории по надежности питания и требуют электроснабжения от двух независимых источников, Потребители СН тепловых электростанций I категории делятся на ответственные и неответственные.
Ответственными являются те механизмы СН, кратковременная остановка которых приводит к аварийному отключению или разгрузке основных агрегатов станции. Кратковременное прекращение питания неответственных потребителей СН не приводит к немедленному аварийному останову основного оборудования. Однако чтобы не расстроить технологический цикл производства электроэнергии, их электроснабжение спустя небольшой промежуток времени должно быть восстановлено.
В котельном отделении ответственными потребителями являются дымососы, дутьевые вентиляторы, питатели пыли. К неответственным относятся: смывные и багерные насосы, системы гидрозолоудаления, а также электрофильтры.
К ответственным механизмам машинного отделения относятся питательные, циркуляционные и конденсатные насосы, маслонасосы турбин и генераторов, подъемные насосы газоохладителей генераторов и маслонасосы системы уплотнения вала генераторов, а к неответственным — сливные насосы регенеративных подогревателей, дренажные насосы, эжекторные, на ТЭЦ также сетевые насосы, конденсатные насосы бойлеров и насосы подпитки теплосети.
К числу особо ответственных потребителей СН, отказ которых может привести к повреждению основных агрегатов, следует отнести маслонасосы системы смазки турбогенератора и уплотнения вала генератора. Отказ во включении резервных масляных насосов во время аварийной остановки станции с потерей питания собственных нужд может привести к срыву маслоснабжения подшипников турбины и генератора и выплавлению их вкладышей. Поэтому питание маслонасосов турбин и уплотнений вала генератора резервируется аккумуляторными батареями.
На ТЭС имеются многочисленные механизмы общестанционного назначения, необходимые для работы станции. Сюда относятся потребители топливоприготовления и топливоподачи: дробилки, мельницы для размола угля, мельничные вентиляторы, конвейеры и транспортеры топливоподачи и бункеров пылезавода, краны-перегружатели на складе угля, вагоноопрокидыватели. Кратковременная остановка этих механизмов обычно не приводит к расстройству технологического цикла производства электрической и тепловой энергии, и поэтому эти механизмы можно отнести к неответственным. Ответственными являются некоторые из вспомогательных механизмов электрической части станции: двигатель-генераторы питателей пыли и двигатели охлаждения мощных трансформаторов, осуществляющие обдув маслоохладителей и принудительную циркуляцию масла. При работе генератора на резервном возбудителе последний также относится к ответственным механизмам СН.
По виду момента сопротивления механизмы СН делятся на две группы: с практически не зависящим от частоты вращения моментом сопротивления и со степенной зависимостью момента от частоты вращения.
Регулирование производительности механизмов СН осуществляется в целях изменения нагрузки электрической станции и связано с приведением производительности котлов и рабочей мощности турбин в соответствие с потребностями энергосистемы. Производительность котла регулируется количеством подаваемого топлива, воздуха, изменением тяги и подачи питательной воды. Следовательно, здесь требуется воздействие на питатели пыли (форсунки) на дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные насосы, которые должны иметь надежное и экономичное изменение производительности. При изменении нагрузки турбины требуется изменение производительности циркуляционных, конденсатных, сливных насосов. Некоторые механизмы СН должны изменять производительность в соответствии с температурой окружающей среды: циркуляционные насосы турбин, насосы теплосети.
Кроме указанных, существуют механизмы, регулирование производительности которых не требуется. Они либо работают с постоянной производительностью, либо периодически включаются на номинальную мощность. Сюда относится большинство механизмов приготовления и транспорта топлива, подъёмно-транспортное оборудование, компрессоры, насосы химводоочистки и масляного хозяйства.
Возможны следующие способы регулирования производительности насосов (вентиляторов), основанные на изменении Q-Н-характеристик насоса или трубопроводной сети: 1) изменением частоты вращения; 2) с помощью направляющего аппарата (применяется только для тягодутьевых машин) или поворотом лопастей рабочего колеса машин осевого типа; 3) дроссельное регулирование.
Выбор способа регулирования определяется требованиями в отношении пределов изменения производительности, плавности воздействия, экономичности, надежности работы регулирующих устройств в реальных условиях эксплуатации.
Необходимое изменение частоты вращения насосов (вентиляторов) может быть получено путем применения приводных двигателей с переменной частотой вращения: асинхронно-вентильных каскадов, асинхронных электродвигателей в сочетании с тиристорными преобразователями частоты или с источниками группового частотного регулирования, коллекторных электродвигателей переменного тока, двускоростных асинхронных электродвигателей, паротурбинного привода. Другой способ частотного регулирования — включение между валами двигателя и насоса гидромуфты или электромагнитной муфты скольжения.
Регулирование производительности лопастных машин центробежного и осевого типа с помощью направляющего аппарата основано на изменении Q-Н-характеристики при повороте лопаток. По экономичности этот способ превосходит дроссельный и приближается к частотному.