ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: ENERGETYKA a. 113
1990 1101
Włodzimierz WIŚNIEWSKI Instytut Energetyki - Warszawa
ELASTYCZNOŚĆ INTERWENCYJNA PAROWYCH KOTŁCw ENERGETYCZNYCH. WYNIKI BADAŃ
Streszczenie. Opisano wyniki badań elastyczności interwenoyjnej kotłów na węgiel kamienny typu OP65O - O H i na węgiel brunatny typu BB1150 do bloków 200 i 360 MW, pracujących w systemie Y1 ARCM. Ok
reślono uwarunkowane własno.śo iaini dynamicznymi tych kotłów parame
try ich mocy interwencyjnej. Wyniki badań wykorzystano do skonstru
owania w Elektrowni^Rybnik" prototypu urządzenia sterującego mocą interwencyjną KB według wytycznych określonych przez IEn przy współ
pracy z PDM. Uogólniono wyniki badań obydwu typów kotłów i określo
no ich elastyczność interwencyjną do wykorzystania w systemie in
terwencyjnej zmiany mooy KSE.
Ważniejsze oznaczenia
ARCM - automatyczna regulacja częstotllwośol 1 mooy czynnej w systemie elektroenergetycznym;
ARM - automatyczna regulaoja mocy ozynnej;
B E , B E 2 0 0 - blok energetyczny, blok energetyczny 0 mocy 200 MW;
D • wydajność parowa;
E - elastyczność;
IZO - interwencyjna zmiana obciążenia;
K B -W kocioł blokowy;
N • moo KB, moc HE;
n - prędkość obrotowa podajników węgla;
P - ciśnienie;
PDM - Państwowa Dyspozycja Mocy;
PS -* przegrzewaoz pary kotłowej;
pi - pasmo IZO;
Q - obciążenie kotła;
RC - regulator centralny PDM;
SJ - system interwencyjny KSE;
ST UP - stan techniczny urządzeń pomocniczych;
t - temperatura;
UAR - układ automatycznej regulacji;
OTRT - system teletransmisji sygnałów regulacyjnych Y1, terwencyjnego Y1i;
YO i sygnału in- UZT - układ zabezpieczeń technologicznych K B i BE;
V - szybkość;
interwencyjny (i) YI.Yli- sygnały szybkiej zmiany mooy BE regulaoyjny (1) ,
£ - odchyłka regulacyjna;
- względna zmiana obciążenia;
< — czas;
A H - pasmo zmiany poziomu wody w separatorze kotła;
Ap! - pasmo zmian ciśnienia pary pierwotnej;
A Q ^a-k,,- zapas zmiany oboiąZenia K B wynikający z napręZon termicznych w At
jego elementach kryterialnyoh;
— pasmo zmian temperatury pary pierwotnej;
A ? z - zapas róznioy temperatur w śoianoe kryterialnego elementu KB;
342 W. Wiśniewski
- przeregulowaniej Indeksy
a - automatycznie pp - pary pierwotnej
b - z badań r - ręcznie sterowana produkowana
c - całkowita rz - rzeczywista
d - dopuszczalne s - pasma, wynikowa
D - parowa sk •> skokowa
ST • graniczna t - temperatury
i - interwencyjna z - zapasu
k • kotła zn - znamionowa
Ni - raoey interwencyjnej * 1 - sterowana w systemie Y1 ARCM Nsk - mocy skokowej - od względnej interwenoyjnej na - sumarycznej prędkości
obrotowej podajników węgla
zmiany mooy BE
P • olśnienia
Pozostałe oznaczenia objaśniono w tabeli 1.
1. WSTgP
V latach 1987-1989 IEn przeprowadził badania elastyczności interwen
cyjnej KB na węgiel kamienny typu 0 P Ó 5 0 k i na węgiel brunatny typu BB1150 do bloków energetycznych BE200 i BE36O [1,
Z).
Celem badań było: i) u s t a lenie generalnej możliwości udziału wyżej wymienionyoh KB w systemie in terwencyjnym (sj) KSEj 2) wyznaczenie bezpiecznych dla urządzeń i o p t y m a lnych dla KSE parametrów mooy interwencyjnej BE200 i BE36O pracujących normalnie w systemie Y1 A R M (ARCM) [3] .B a d a n i a z r e a l i z o w a n o w ś c i s ł e j w s p ó ł p r a c y z PDM, E l e k t r o w n i ą " R y b n i k ' i E l e k t r o w n i ą ' B e ł c h a t ó w ? W y k o r z y s t u j ą c w y z n a c z o n e z b a d a ń dla p o t r z e b ruchu, p a r a m e t r y m o c y i n t e r w e n c y j n e j K B i w a r u n k i ich p r a c y w K S E (system Y1-— sy
s t e m SJ-w-powrót d o Y 1 ) E l e k t r o w n i a 'Rybnik" s k o n s t r u o w a ł a u r z ą d z e n i e b l o k o we M C H - 0 1 u m o ż l i w i a j ą o e p r a c ę B E 2 0 0 w SJ. U r z ą d z e n i e to z o s t a ł o s p r a w d z o n e w w a r u n k a c h r u c h o w y c h . U m o ż l i w i a ono u z y s k a n i e p e ł n e j s k o k o w o - p o w o l n e j c h a r a k t e r y s t y k i z m i a n y m o o y i n t e r w e n c y j n e j B E 2 0 0 (4] .
P o t r z e b ę b a d a ń e l a s t y c z n o ś c i i n t e r w e n c y j n e j K B i BE w y s u n ę ł a P D M dla:
z a o o b i e ż e n i a b ą d ź o g r a n i c z e n i a a w a r y j n y o h d z i e l e ń p o ł ą o z o n y o h s y s t e m ó w e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h , z m n i e j s z e n i a l i c z b y n i e p l a n o w a n y c h w y ł ą c z e ń o d b i o r c ó w e n e r g i i i s t r a t w p r z e m y ś l e , p r z e k r a c z a j ą c y c h w i e l o k r o t n i e k o s z t nie- d o s t a r c z o n e j e n e r g i i o r a z s t r a t z n i e p l a n o w a n e j w y m i a n y m o c y z z a g r a n i c ą
[5] .
J a k o k r y t e r i u m w y ł ą c z e n i a K B z p r a c y w s y s t e m i e Y1 i w ł ą o z e n i a do p r a c y w SJ p r z y j ę t o w P D M o d s t ę p s t w o od p l a n o w a n e g o s a l d a w y m i a n y m o c y z z a g r a n i o ą l u b s t a n z a g r o ż e n i a K S E w y m a g a j ą o y w y ł ą c z e n i a l i n i i raiędzysys- temowych.R ó w n i e ż w i n n y c h k r a j a o h dąży się do w y k o r z y s t a n i a e l a s t y c z n o ś c i i n t e r w e n c y j n e j K B i B E dla p o t r z e b s y s t e m u e l e k t r o e n e r g e t y c z n e g o [6] , w ł ą - c z a j ą c w sam p r o c e s wspomaganie komputerowe [7] oraz k o n s t r u u j ą c u r z ą d z e n i a a u t o m a t y c z n e g o s y s t e m u interwencyjnego [8] .
Elastyczność Intarwencyjna., 343
2. WPROWADZENIE
Pod pojęciem elastyczności E^ interwencyjnej KB rozumie aię jego zdol
ność Z^ interwencyjnego dostosowania własnej wydajności do zmiany obcią
żenia, wymaganej przez system interwenoyjny (SJ) KSE. Zdolność tę opisuje zależność:
Z iKB = f fZrp' Zw- M «nth' ¿VAR pD> tp, H,,. t ^ , VKSEfSJ, W toh), (f) w której :
Zrp = f (T u + TG* S mw> Paa' < • O ^d)’ (2) Z w = f ( V Gm* V y«» 4 p k' Bko* P o ) ’ W
^ a n t h = f i ^D' ^Dsk’ V ipsk) > °« ^ A z !^ = f ( A z ^ , z , aĄ , £u a r t ^ )
,
(5)WKSE,SJ = f ( K o ’ ń!idys i ’ prY1 ’ pi' *oi’ * N a k ’ YN1» V ipsk) ’ ^6^
W t c h = f ( S T U P ) , (7)
przy czyta
Z rp - zdolność regulacyjna paleniska w parze przegrzanej, zależna od sta
łych czasowych opóźnienia T i rozbiegu T « wydajności KB. Na wyraie-
U (i
nione stale mają wpływ: rozwiązanie konstrukcyjne systemu młynowego Sraw* przeregulowanie prędkośoi obrotowej podajników węgla p n i po
wietrza do spalania _pL ^fwartość opałowa paliwa Q*, zmniejszenie wy
dajności młynów na skutek wilgotności paliwa Tt większej od nor
malnej oraz zakres względnej interwencyjnej zmiany wydajności KE3;
- z d o l n o ś ć saraowyrównawcza K B . n a w i e l k o ś ć k t ó r e j mają wp ł y w : w r z ą c a p o j e m n o ś ć w o d n a V w , m a s a m e t a l u p a r o w n i k a c z y n n e g o p r z y z m i a n i e c i ś n i e n i a , p o j e m n o ś ć p a r o w a V D k o t ł a , u d z i a ł w o d y w m i e s z a n i n i e pa- r o w o - w o d n e j iP , s t a n p o c z ą t k o w y p a r o w n i k a o k r e ś l o n y p r z e z jego w y d a j n o ś ć D k o i o i ś n i e n i e w e w n ę t r z n e p Q or a z z m i a n a c i ś n i e n i a A p ^ w k o t l e ;
- r o z p o r z ą d z a l n y n a p o c z ą t k u i n t e r w e n c j i z a p a s n a p r ę ż e ń w k r y t e - r i a l n y c h e l e m e n t a c h K B z a l e ż n y o d z a p a s u r ó ż n i c y t e m p e r a t u r w ś c i a n k a c h t y c h e l e m e n t ó w . N a z m n i e j s z e n i e l u b w y c z e r p a n i e
m a j ą w p ł y w p a r a m e t r y i n t e r w e n c y j n e j z m i a n y w y d a j n o ś c i K B : w z g l ę d n a c a ł k o w i t a i s k o k o w a z m i a n a w y d a j n o ś c i or a z s z y b k o ś ć p o s k o - k o w a V i p s k z m i a n y o b c i ą ż e n i a ;
£Ttat>~ + u a- - o d c h y ł k i r e g u l a c y j n e (w k o l e j n o ś c i ) c i ś n i e n i a i tem- u a kPd» rm p - p
peratury pary, poziomu wody w walczaku lub separatorze, temperatury mieszanki pyłowo-powietrznej za młynem;
VKSE SJ ~ poprzedzające interwenoje warunki praoy KB w KSE: moc początko-
344 W. Wiśniewski
wa N 0, dyspozycyjny zakres interwencyjnej zmiany mocy BE oraz pasmo pr^.^ regulacyjne BE w systemie regulacji AHM (ARCM), a takie warunki pracy BE w S J : pasmo interwencyjnej zmiany mocy pi, częstotliwość powtarzania się interwencji TcJ oraz parametry inter
wencyjnej zmiany mocy BE: V>N 1 , Y ^ , V lpsk;
W^ch" warunki techniczne (s t) określone aktualnym stanem technicznym urządzeń pomocniczych (UP) systemu dostarczenia i przygotowania pa
liwa i powietrza do spalania, systemu zasilania w wodę kotła i sys
temu schładzania temperatury pary przegrzanej.
3. METODA BADAil
Przystąpienie do badań obiektowych poprzedziły badania teoretyczne Z.
na podstawie podanego powyżej modelu elastyczności interwencyjnej KB. Da
ne do tego modelu opracowano z wyników badań kotłów 0P650k i bloków BE200 [9] oraz z badań kotłów BB1150 i bloków B E36O [10] . Ustalono potrzebny do pomiarów zakres zmienności wartości parametrów charakterystyki interwen
cyjnej zmiany wydajności kotłów blokowych OP65O - H i BB1150 [H] . ¥ bada- niaoh obiektowych mierzono wielkości występujące w zależnościach równ. (1) do (7). Wykorzystano w tym poza innymi sygnały pomiarowe z bloku ograni
czeń termicznych kotła (BOTK) dla określenia <4$, sygnały w UAR kotłów i urządzeń pomocniczych (dla określenia t) oraz w UAR bloków (dla określenia parametrów zależności (6]) . Szybkozmienne sygnały pomiarowe zapisywano na aparaturze IBn, klasy 0,25 i 0,5fa wolnozmierme na aparaturze elektrowni, klasy 0 , 5 i t.
Interwencyjne zmiany wydajności KB i mocy BE sterowano:
- ręcznie zdalnie nastawnikiem poziomu mocy bloku i nastawnikiem szybkoś
ci zmiany mocy z pulpitu operatora BE,
- automatycznie, wykorzystując prototypowe rozwiązanie urządzenia MCH-01 do sterowania mocą interwencyjną BE200,
- automatycznie wykorzystując RC RDM, nadajnik U1RT, łącza i odbiorniki sygnałów regulacyjnych i telepolecań obciążenia elektrowni DRTO-2 i bloku DRTO—1 oraz system UNIMAT regulacji obciążenia turbiny 1 8K36O bądź system RTFP regulacji obciążenia turbiny 13K215.
Nastawy UAR KB odpowiadały pracy BE w systemie Y1 ARCM. Przeprowadzono od 30 do 60 iriterwenoyjnych zmian obciążenia KB w przedziale mocy BE 85 do 100 jó N zn na każdym z wyżej wymienionych typów KB zmieniając parametry ich mocy interwencyjnej w zakresie: skokowa początkowa zmiana mocy od 3 do 8 % N z n , szybkość poskokowa V ipsk od 0 , 5 do 1 , 2 £/mln, pasmo pi inter
wencyjnej zmiany mocy KB równe 8 , 3 5 % N zn BE36O i 10 $ A Tzn BE20Ó. V przy
padku KB typu BB1150 badane pasmo pi^ było (tabela ij równe pasmu szyb
kiej regulacji mocy w systemie Y1 tj. pib = Pry«!a " przypadku KB OP650k pib> PrY1 - ® ^ N zn = 16 Różnice w badanych pasmach obydwu typów KB
E l a s t y c z n o ś ć i n t e r w e n c y j n a . . 3 4 5
wynikają * aktualnych uwarunkowań ruchowych.
TABELA 1 Warunki ogólne badań Z <TfH
Wyszczególnienie Oznaczenie Typ kotła parowego Jednostka
0P650-011 BB1150
- moc początkowa kotła
w IZO N o i ’ M W 1 7 8 i 200 300, 330, 360
- typ młynów węglowyeh row - MKM-33 N230. 45
- ilość młynów węglowych ozynnyoh w IZO
SZt. - 4(5; 6
- badane pasmo IZO plb* MW 20 30
- ruchowe pasmo IZO P1Y1> MW 16 30
- początkowe ciśnienie
pary pierwotnej Pppo* MPa 13,3*13,4 17,8*18
początkowa temperatura
pary pierwotnej S p o ’ °C 535*540 530*535
- temperatura mieszanki
pyłowo— powietrznej mpp* °C < 2 00 < 2 0 0
“ temperatura wody zasi
la jąoej kooiol *wz* °c 236-*240 250*255
- wartość opałowa paliwa
« l• MJ/kg 14,6*19,1 6,85*8 , 1 5
V badaniach czynny byl UZT. Zastosowano regułę stopniowego zwiększania parametrów mocy interwencyjnej ''jfskr V ipsk przy tyal ““"“y111 Pl*
Badania E^ na danym BE uznano za zakończone po przyjęciu wstępnym wyników przez elektrownie i PDM i wskazaniu przez IEn na dopuszozalne w ruchu pa
rametry Interwencyjnej zmiany mocy KB.
4. WYNIKI BADA»
Parametry interwencyjnej zmiany obciążenia krajowych kotłów blokowyoh OP650k i BB1150
Pasmo pi obydwu typów kotłów moZe wynosić 10 % N zn według badań mode
lowych [11] oraz badań obiektowych KB 0P650-011 z wykorzystaniem urządze
nia MCII— 01 modelującego charakterystykę 10 % zmiany mocy [4]. Ruchowe wy
korzystanie obydwu kotłów praoująoych w systemie Y1 szybkiej zmiany mocy jest według uzgodnień z PDM ograniozone do pasma regulaoji w tym sy
stemie (pry^), tj. odpowiednio do 16 M W i 30 MW. W obecnym stanie KSE 1 i- ozy się szczególnie skokowe zwiększenie mocy BE w chwili zainicjowania interwencji przez RC PDM.
Z analizy pomierzonych w IZO zmian parametrów prezentowanych w równa- niaoh: (2) , (4) , (5) i (7) wynika, Ze właściwym skokiem obciążenia Inter-
346 V*. W iś n io w s k i
wenoyjnego dla KB 0Pó5Ok jest ^Nslc = 6 dla BB1150 - V^,'Nsk = 7 a właśoiwą szybkością poskokową zmiany obciążenia V £ ^ - °>9 %/min i 0,7
$/min. W analizie uwzględniono wpływ V lpalt n a : ¿A<i^tha,, £t , £H , £ p warunki statecznej pracy UAR KB i BE oraz niezbędny zapas 8?a nastaw****
zaworów, staoji bezpieozeńatwa i parametrów TJZT. Czas rys.1, osią- gnięcia pełnej zmiany obciążenia i i KB zależy głównie od Z (równ. (2)Jt Zw (równ. (3)j oraz od ST TJP (równ. (7)).
f t p t a - p m u ! doMJJL£!b-PO MM
rp
Rys.1. Parametry ela- styoznośoi interwen
cyjnej KB w zależnoś
ci od początkowego skoku obciążenia Fig.1. Parameters of emergency flexibility of unit boilers KB vs initial load step i s k
Wymienione zdolności. KB decydują o dopuszczalnym początkowym skoku obcią
żenia >^jak i dopuszozalnej szybkośoi poskokowej V ipsk i w wyniku o Czyste opóźnienia procesu technologicznego w układzie: kocioł,turbina i generator i niezbędny czas na przestawienie urządzeń nastawczych (zaworów regulacyjnych) na nowy poziom oboiążenia ograniczają największą szybkość skokowej zmiany mocy do 1 £ K zn/^ 8 * czasu ^ s k » przy sterowaniu mocą interwencyjną przez RC PDM bądź urządzenie MCH-01, do wartości real- hcj = 12 do 20 s. Sterowanie nastawnikiem z pulpitu operatora BE zwiększa i ^ s l c do wartości = kO do 70 s w zależności od umiejętności operatora. Czas osiągnięcia dooelowego poziomu oboiążenia interwencyj- nego przy sterowaniu przez RC PDM jest dla obydwu typów kotłów poniżej
b min(a przy ograniczeniu pi do p i ^ —poniżej 3,5 min w zakresie ustało—
nych prnez IEn V*Nak = 6 & dla op650k i 7 % dla BB1150. Określone z badań czasy ^isk 1 wskazują na pełną przydatność KB obydwu typów do pracy w SJ KSE. Czas ponownej interwenoji w zakresie pi-y* n *-e powinien być mniej
szy niż f^o = 10 min.
Oddziaływanie interwencyjnej zmiany oboiążenia KB na parametry stanu teohnioznego jego elementów i parametry regulowane przez UAR
IZO a parametry ST. Wykorzystanie elastyczności interwenoyjnej w za-
E l a s t y c z n o ś ć I n t e r w e n c y j n a . . 347
kresie ustalonym z badań dla potrzeb eksploatowania w SJ kotłów 0P65Ok 1 BB1150 (plb = 20 M W i 30 MW, = 6 i 1 7 i, V lpaJt = 0,9 %/min i 0,7 ji/rain) nie wyozerpuje loh pełnej zdolności Interwencyjnej. Stan naprężeń termloznych w elementach kryterlalnyeh tych KB Jeat dopuszczalny, rys.2.
Pozostawienie małego zapasu jest potrzebne z uwagi na nieprzewi
dziane losowe zakłóoenia w pracy układów nawęglania i młynowo-palenlako
wych (zakłada się praoę interwencyjną bez użycia palników olejowyoh).
M ó t h i
Rys.2. Zapas na dooiąZenie KB po
wyżej oboiąZenia interwencyjnego dla BB1150: przy sterowaniu IZO przez RC POM ¡1) i przez operato
ra BE (2)i
dla 0P650-011 przy sterowaniu urządzeniem DCH-01 (3) {
warunki badań - rys. 1 i tabela 1 Fig.2. Load margin of KB above emergenoy load:
for BB1150: emergenoy load ohange IZO controlled by RC PDM (1) and by BE operator (2) /
for OP65O-OII: control executed by a DCH-01 device conditions of in
vestigations (3) - see Table 1 and Fig. 1
Największy ujemny wpływ na 4 Q ^ tbz * warunkach IZO ma (rys. 3) stan naprę
żeń w elementach przegrzewaozy pary (Pg) i w kształtkach Y rurociągów NP.
[X]
36 34
3t 30
te
34
tl to
10 16 44
1t
T K ..- I ”
,----
p
Ksftałtko T-BB
L — T I Z i *
V
r —------
7 ^ _tear at Of B B /
werowntce PqHt -BB — a
lb 1 I' I
mm
Weronnicc PaHt-BŚ7~~
K u f a t M
PgPS-t
H r f » (* )
Rys. 3. Najmniejszy zapas 4 $ kry- terialnej dla naprężeń cieplnych różnicy temperatur w elementach KB podczas IZO
BB - kocioł BB1150, OP - kocioł 0P650-011,(a - sterowanie IZO przez RC PDM), b - sterowanie IZO przez operatora BE
warunki badań - rys. 1 i tabela 1 Fig. 3. Minimal margin 4lł of tempe
rature difference criterlal for thermal stress in KB elements du
ring IZO
BB - a BB-1150 boiler, OP - an OP 650-011 boiler,(a - IZO controlled by RC PDM), b - IZO controlled by BE operator
conditions of investigations - see Table 1 and Fig.1
348
W. Wiśniewski
Zarówno temperatura rur ekranów komory paleniskowej, jak i wężownic prze.
grzewaczy były dopuszczalne. Stosowana w praktyce ruchowej kontrola szy
bkości zmiany temperatury pary pierwotnej i wtórnej za kotłem oraz szyb
kości zmiany temperatury metalu komór zbiorozych wylotowych stopni prze- grzewaczy pary ustaliła brak przekroczeń wartości dopuszczalnych.
IZO a parametry regulowane prooesów kotłowych
Proces wytwarzania ciepła w KB. Temperatura mieszanki pyłowo— powiet
rznej za młynami, obciążenie silników młynów węglowych, temperatury uz
wojeń silników młynów nie przekraczały wartości dopuszczalnych podanych w instrukcji eksploatacji każdego z badanych typów kotłów.
Proces uzyskiwania wydajności i parametrów pary KB. Podczas dociąża
nia KB w IZO występuje na początku spadek ciśnienia i spadek temperatury pary pierwotnej, a następnie gasnąca oscylacja zarówno ciśnienia p jak i temperatury t pary, wokół wartości zadanych, rys.U.
b]
- / 0 4 * iM ~ O f 0 J p 4 5 O 43 SO S3
* ' * ^PPKJ—,— , ngftj
IhM
(f
AQ^JX) to fS Of o -Ofi SOf 330 3SS Cppifftj Mrfimj
Rys. ił. Przebieg parametrów elastyczności interwencyjnej KB BB1150 pod
czas IZO o +25 MW sterowanej a) przez RC PDM i b) przez operatora BE
Fig.4. Time history of emergency flexibility parameters of KB BB1150 du
ring IZO of +25 MW, controlled by: a) RC PDM, b) HE operator UAR starają się nie dopuścić do przekroczenia granicznych wartości za
równo p,Jak i t,eo pociągnęłoby uruohomienie UZT kotła i BE. Dolną gra
niczną wartość Ppp wyznacza wartość nastawy zadziałania parowego ograni
cznika mooy, górną - zaworów bezpieczeństwa lub ciśnieniowych staoji za
bezpieczających. Dla tpp górna wartość graniczna jest jednakowa dla bada
nych kotłów blokowyoh, równa 555°C. Zabezpiecza ona wirnik turbiny paro—
Elastyczność Interwencyjna.
349woj przed uszkodzeniem. Dolna graniczna wartość t jest poza zasięgiem Zmian temperatury pary występującyoh w warunkach IZO. Zakres zmian p i t
tworzy pasmo zmian (rys. 5), od którego zalety ubytek tywotności (trwałoś
ci) eksploatacyjnej grubośćiennych elementów kotła [i(j]. Dopuszczalne pas
ma zmian A p s i Ap^ muszą uwzględniać stateczną pracę UAR.
Rys.5. Zmiany ciśnie
nia ¿Ap pary pier- 'notcej podczas badań elastyczności inter
wencyjnej KB.
Objaśnienia oznaczeń i warunki badań jak na rys.3 oraz PzQP= 12,5 M P a ' pzBB = 17,8 MPa, 13,53 M P a , INTERWENCYJNE 2MNIEJS2ANIE
OBCIĄŻENIA KB
INTERWENCYJNE EWIEKS2AN/E OBCIĄŻENIA KB
PmaxdBB = 19,1 MPa pniaxdOP
pmax
+Ap - zapas zmiany
“ p p ^
ciśnienia na ruchowe losowe zakłócenia pra
cy paleniska,
linie ciągle - wartoś
ci maksymalne zmian ciśnienia (a), linie przerywane - wartości średnie zmian ciśnienia (bj
dolnagranitu
F i g . 5. L i v e s t e a m p r e s s u r e c h a n g e s + A p d u r i n g K B e m e r g e n c y f l e x i b i l i t y i n v e s t i g a t i o n s . C o n d i t i o n s o f i n v e s t i g a t i o n s a n d d e n o t a t i o n s a s for Fig.3»
an d : p = 12 , 5 MPa, p = 17.8 M P a , P flfip * 13 , 5 3 MPa, p = 19,1 MPa, V & o — p r e s s u r e c n a n g e m a r g i n for r a n d o m o p e r a t i o n a l d i s t u r b a n c e s
in corabuiSion c h a m b e r c o n t i n u o u s l i n e s - m a x i m u m v a l u e s of p r e s s u r e c h a n g e
(a)
b r o k e n l i n e s - a v e r a g e v a l u e s of p r e s s u r e c h a n g e (b)Z z a l e ż n o ś c i m a k s y m a l n y c h o d c h y ł e k i p a s m c i ś n i e n i a , r y s . 5 ; o8 s k o k o w e g o i n t e r w e n c y j n e g o p r z y r o s t u o b c i ą ż e n i a N^ Ts k wynika, że n i e p o w i n i e n on p r z e k r a c z a ć +7%, ż e b y K B m ó g ł m i e ć j e s z c z e z a p a s n a o b n i ż e n i e c i ś n i e n i a w p r z y p a d k a c h l o s o w y c h n i e s p r a w n o ś c i (zakłóceń) u r z ą d z e ń p o m o c n i c z y c h . Ola e l a s t y c z n y c h k o t ł ó w D B 1 1 5 0 n a w ę g i e l b r u n a t n y ^ sk =
7%
je s t r ó w n i e ż w a r t o ś c i ą d o p u s z c z a l n ą . D l a m n i e j e l a s t y c z n y c h k o t ł ó w typu 0 P Ó 5 0 R na węgiel k a m i e n n y ( w i ę k s z e s t a ł e c z a s o w e o p ó ź n i e ń i r o z b i e g u (1 2]| n ^e p o w i nr,a p r z e w y ż s z a ć 6/6* R ó w n i e ż p o z o s t a ł e a n a l i z o w a n e p a r a m e t r y p r a c y w IZO k o t łów 0 P 6 5 0 - 0 1 1 i B B 1 1 5 0 w e w n ą t r z r e g u l a c y j n e g o p a sma i n t e r w e n c j i p i yi i w y z n a c z o n y c h =6%
i 7^ fw tyra p o z i o m w o d y w s e p a r a t o r z e i walczaku) p o s i a d a j ą w a r t o ś c i d o p u s z o z a ł n e .350 W. W iś n ie w s k i
Wyniki końcowe badań. Elastyozność interwencyjną E ^ s określono warto
ściowo z pola pod krzywą przebiegu w czasie mooy interwencyjnej i wyrażono w jednostkach MW min. Zależność E is = f ( V Nak) zbadanych KB prze
dstawiono na rys.6 w trzech wariantaoh:a) dla praoy w SJ według warunków badań (pi-b , ) • b) pracy w SJ w paśmie interwencyjnym równym pasmu regulacji mocy w systemie Y1 (ply* > ^ s ) • c) dl-a czasu trwania interwen
cji = 5 min i pracy w piy^. Z przebiegu przedstawionych zależności wynika, że powiększenie Y^ sk o zwiększa elastyczność interwencyjną KB tylko o 3,6$ (0P650k) do 5,3?i (BB1150).
Rys.6. Elastyczność interwen
cyjna zbadanych KB,
Warunki badań patrz rys. 1,2, 3,5 i tabela 1
Fig.6. Emergency flexibility of investigated KB
For conditions of investiga
tions see Figs.1,2,3 and 5 and Table 1
E l a s t y c z n o ś ć i n t e r w e n c y j n a E. k o t ł ó w B B 1 1 5 0 jest w y Z s z a o 8 6
%
od e l a s - t y o z n o ś c i k o t ł ó w O P 6 5 0 k , g d y c z a s t r w a n i a i n t e r w e n o j i ' 5 m i n a p r z y r o s t m o c y i n t e r w e n c y j n e j N ^ je s t r ó w n o r z ę d n y w a r t o ś c i pi = p r ^ ^ . E l a s t y c z n o ś ć ta w y n o s i 1*l7 MW' m i n dla z a l e o o n y o h z b a d a ń w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w m o c y i n t e r w e n c y j n e j ( = 7%, pi = piyi , V i p s k r 0 , 7 5ó/min) . J ednostko- wa e l a s t y c z n o ś ć i n t e r w e n c y j n ą E. . k o t ł a BJ31150 ftj. o d n i e s i o n a do z n a -
> J
m i o n o w e j m o c y
KB)
jest w y Z s z a t y l k o o 3,5^ od t e j ż e d l a k o t ł a O P6 5O - O H .5. W N I O S K I
1. O p r a c o w a n a w IEn metoda badań i wykonane badania obiektowe elastycz
ności interwencyjnej krajowych kotłów blokowych (kb) przy ozynnym Udziale zespołów Elektrowni "Rybnik", Elektrowni’Bełchatów'' i PIW umożli
wiły osiągnięoie pozytywnych rezultatów uzasadniających celowość włą
czenia bloków energetycznych (be) z kotłami OP650k i BB1150 do systemu interwencyjnego KSE.
ć 7 SO
f * N S k W 7
:r, o P ‘ n
, p i ' i O X p / w a - m D lyj p i - w * P‘ Yi
Elastyczność interwencyjne 351
2. Dobrane w badaniach modelowych i eksperymentalnych profil i parametry umiany obciążenia interwencyjnego KB zapewniają bezpieczne dla urzą
dzeń BE i stateczne dla pracy UAR wykorzystacie elastyczności inter
wencyjnej KB w pełnym zakresie pasm regulacyjnych mocy BE w systemie Y1 ARCM.
3. Elastyczność interwencyjna zbadanych KB do BE200 i BE360 umożliwia skokową zmianę ich mocy odpowiednio o i 7$ N zn oraz polną zmianę mocy w zakresie pasma regulacyjnego Y1 w ciągu 3 , 5 do k ir.in i utrzyma
nie trwałe nowego poziomu mooy. Parametry te spełniają wymagania syste
mu interwencyjnego PDM.
LITERATURA
fi] Wiśniewski W. : Badania elastyczności interwencyjnej bloku 200 MW na węgieł kamienny. Energetyka 1989, nr 9.
[2] Wiśniewski W. : Badania elastyozności interwencyjnej bloku 360 MW na węgiel brunatny. Instytut Energetyki 1990.
(3] Wiśniewski W.: Zdolność krajowych kotłów blokowych do udziału w ARCM, ARM i ERO SE. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria "Energety
ka" nr 9*t, Gliwice 1 9 8 6.
[lf] Wiśniewski W. , Grzesik Cz. : Badania prototypowego urządzenia MC1I-01 do sterowania mocą interwencyjną bloku 200 MW na węgiel kamienny w Elektrowni Rybnik. Energetyka 1989, nr 11.
[5] Rudnicki B. , Piotrowski J. : Funkcja centralnego układu sterowania mo
cą czynną bloków energetycznych w układzie ARCM, zainstalowanego w Państwowej Dyspozycji Mocy. PDM, Warszawa 1988 ,
[6] Togusov J., Hertel U.: Bereitstellung schnell mobilisierbarer Wirkle
istung durch Entnahmekondensationsturbinen. Energietechnik 1 9 8 8, nr 9.
[7! Fukert H. : Mikrorechnereinsatz zur schnellen Mobilisierung von Wirkle
istung an Entna h m ekondensat ions turbinen. Energie technik 1988, nr 9.
[8] Marschner H . H . : Regelungstechnische Lösung zur Einbeziehung von Ent
nahmekondensationsturbinen in die Wirkleistungssteuerung des Elektro
energiesystems. Energieteohnik 1988, nr 9.
[9] liiśniewski W. , Maksymienko K - , Sowiński A. : Technologiczne warunki pracy bloków 200 MW na węgiel kamienny w systemie ARCM. Energetyka 1976, nr 9.
fi O] Wiśniewski W. : Badania mocy regulacyjnej i technologicznych warunków pracy bloku 360 MW na węgiel brunatny. Energetyka 1985, nr 3>
fiij Wiśniewski W.: Wybrane zagadnienia z eksploatacji parowych bloków energetycznych w krajowym systemie elektroenergetycznym. VI Krajowe sympozjum eksploatacji urządzeń technieznych. PAN SPEKBM. Jastrzębia Góra 1989.
[12] Wiśniewski W. , Swirski J. , Charzyński W.: Regulacy jność źródeł wytwa
rzania, stan obecny i przedsięwzięcia stanu regulacyjności krajowych eieplnyoh bloków energetycznych. Instytut Energetyki 1 983 ,
Recenzent: prof, dr hab. inż. Tadeusz CHMIELNIAK
535! W. W i ś n i e w s k i
łlHISPBEHUHOHHAH 3£ACIMtiHOO!Eb nAP03łiX 3HEPrECHiE0KHX KOTJIOB.
PiS3yjIbTAThI HCCJE2OBAHH0
P e 3 io m e
OmicaHK p e a y n s ia r a npoBeaeHKMX b paMKax cpbr 1 3 .2 q ep e3 K3h B I987-I989IT. HCCJieaOBaHHil HHTepneHIiHOHHOii SnaCTHMHOCTH ( EiKB) OTeieCTB3H3UX napOBŁDC K0T20B ( KB) THna OP-650-CJ.1 paOorasjnjmc Ha KaasKHOM y r n e b SHepreTHuecKOM ónoice ( b e ) M02H0CTSB 20C MBt B 33eKTpOCT£HHHII PH0HHK H THna B B-1150 Ha CypoM yrnę ( b e ) hohhoctbhj 36C MBt b 3ne k t po c Ta hemu EerocaiyB, pafiOTamma: b cncT eue y i arm (APUM) OTeqecTBeHHO0 SHepreTHnecKoii CHCTSMH ( K SE ).
npeaCBBJIBHO HOHHTHe SJiaCTOTHOCTH EiKB K CllOCOOHOCTH Zt|<B HHTSpBeHHHOHHOPO npHCnOCOfiHTHH KB K H3M6H8HHD H3rpy3KH T p e 0 y - eMOa HHTSpB6HHH0HH0a CHCTStóOfl ( S I ) KSE, KaK H HOHHTHe COCTaBHHH sneaeHTOB 3TOii cnocoOHOCTH. OnpeaeneHH B a s H e ita e n a p a tie rp u p a d o m , h napsw eTpii T ex H ;n ecK o ro c o c to h h h h kb o t KOToptrc saBiicH?
HHTepBeHHHOHHaa cnocodHOCTB kb . ISccjieaoBaHHH EiKB npoBeaeHH no TpeCoBaHHio TocyaapcTBeH H oro jH cneT H epcK oro ynpaBneHHH b n p en e n e uobjhoctm b e 85 20 100%, H3M6hhh H arpy3K y Ha innpHHy peryjiHpo3oqHO0 n o n o c u m o ę h o c th y i h Ha 10% c HarenHoft c k o p o c tb 0nH3KOfi K CKa<IKOO0pK3HOi{ 0 , 5 20 1% / s B oOnacTH 3 20 8% H
2
a n e e c o CKopocTio 0 , 5 20 1 ,2 % /m in . n o c n e 20CTHseHHH n e n e B o ro ypOBHHH M02H0CTH Ciffl OH n022epSHBaH B TBTOHHe 6 20 6 , 5 m in . Uerno nccJie2OBaHH0 0nno onpe2eneHHe none3HOC2H y^acTHH kb b sx ss oueHKa hx BKjlasa b npe2ynpes2eHHe hjih orpaHHneHHe aBapnM“Horo 2eneHHH o0®e2HHeHHO0 aHepreinnecKOH c h c t6mh h aBapHiSHbDC OTKnmeHH0 noTpeCHTeneii aH eprun. B pesynBTaTe pacqetoB h SKcne- pHM6HTa2BHbDC HCC262OB3HH0 !
1 / onpe2eneHO oniHManBHbie m u k s e napaweTpn HHTepBeHiiHOHHoa MOĄHOCTH KOTna B B-1150 • (CK3H0K Harpy3HH ”5 Nsk= 7% , CKOpOCTB n ocne CKanna V^p g k -o ,7 % y m in /io n o c a HHTepBeHUHH p i = 30 mw) H KOTna 0 P -6 5 0 - 0 1 1 ( ^ 3(5=6%. p l= 1 5 MW ) 2 / 3anpoeKTHpoBaHO h H3T0T0BneH0 ( sneKTpocTaHiiHH PhOhhk), a
Tarace npoBepeHO (HHCTHTyi 3HepreTHKii) Ha be 200 m w y c i a - HOBKy in n a m ch -o i 20 ynpasneHHH HHTepBeHqnoHHo0 moiuhoctbb
BE
3 / np0B02HTCH poOOTbl no BHe2PSHHK) S I Ha BOCBMH BE B B.TeKTDO- CiaHUHH PhOhhk
V Be2yTCH p aóora Ha2 CHCTeisoM ycTaHOBOK ynpaBnHKmmc HHTep- BeHHHOHHOH MOĄHOCTBB KOTilOB B B-1150 H ÓJIOKOB 360 MBT B sneKTpocTaHHHH EenxaTyB.
Elastyczność interwencyjna..
E m e r g e n c y f iercibili t y of s t e a m power -ęener at i r:g boilers. Results of i n v e s t i g a t i o n s
S umma r
y
T h e paper c o n t a i n s the d e s c r i p t i o n of investi g a t i o n s , p e r formed b y I n s t i t u t e of Power E n g i n e e r i n g b e t w e e n 19 8 7 and 1S 3 9 as a part of C F B R 1 3 . 2 R & D programme, in order to e v a l u a t e e m e r g e n c y f 1 exlbi 1 i t v o f P o l i s h - m a d e s t e a m b o i lers CK81 O P - 6 5 0 -Oil, f i r e d w i t h hyard coal, for p o w e r - g e n e r a t i n g units CBE1 of 2 0 0 M W in Rybnik power station, a n d BB-1150. f i r e d wi t h b r c w n coal, for B E of 260 M W in B e ł c h a t ó w power station, o p e r a ti n g in VI A R M (aR CmJs y s t e m of d o m e s t i c power s y s t e m CKSE1. T h e t e rms of E, , . a n d ■ Z. . . . the latter d e n o t i n g an a t i l i t v t o fo l l o w
i kb i k b
load c h a n g e s d e m a n d e d b y e m e r g e n c y s y s t e m
CSJ
j of KSE, ha v e been specified, as well as their i n d i v i d u a l components. T h e most i m portant p a r a m e t e r s of o p e r a t i o n a n d technical c o n d i t i o n of KBs ,»up o n w h i c h th*-ir emer g e n c y f l e x i b i l i t y a e p e n d s . h a v e been specified. I n v e s t i g a t i o n s of h a v e be e n o r d e r e d by S t a t e Power C o m m a n d B o a r d w i t h i n t h e r a n g e f r o m 3 5 to 1 0 0
* ' •
of EE r a t e d power, wi t h lo a d c h a n g e s c o r r e s p o n d i n g t o t h e control b a n d w i d t h VI a n d of 10 Ji, w i t h initial n e a r - s t e p r a t e of 0 , 5 - - l?i^s f r o m 3 to- 8 *i. t h e n w i t h s t e p r a t e of 0 , 5 -1,2*i-'min, and f i n a l l y m a i n t a i n i n g e m e r g e n c y power on c o n s t a n t level for 6 ‘to 6.5 minutes. T h e a i m of t h e s e i n v e s t i g a t i o n s w a s .t o e s t i m a t e s u i t a b i l i t y of KBs t o p a r t i c i p a t e in SJ a n d t o e v a l u a t e their c o n t r i b u t i o n tc a v o i d i n g or m i n i m i z i n g e m e r g e n c y p a r t i t i o n of Joint e l e c t r i c power s y s t e m s a n d e m e r g e n c y t n p - o u t s . As a r e sult of c a l c u l a t i o n s a n d i n v e stigations: 1} optimal for KSE par a m e t e r s of a B B - 1 1 5 C boiler e m e r g e n c y power ha v e been e v a l u a t e d as: [load s t e p ^ Nsk * 7* ' * *
s t e p r a t e v ipsk = ° * 7 Si-'min.e m e r g e n c y b a n d w i d t h pi - 30 MW^ a n d for a n GP-650-lł boiler respectively: (v ^ sk a 6 *ó, * 0 * ^ H/rain a n d pi = 1 6 MWjt 21 a MCH-Oi d e v i c e for e m e r g e n c y power control has been d e s i g ned a n d built C b y Ry b n i k power - s tation) a n d t e s t e d C b y IEnl ; 31 work is under w a y o n e m e r g e n c y s y s t e m i m p l e m e n t a t i o n on eight BEs i n Rybnik power station; 41 a set of e m e r g e n c y power control d e v i c e s is b e i n g d e s i g n e d for B B - 1 1 5 0 b o i l e r s and 360 M W un its in B e ł c h a t ó w power station.
