Способ контроля качества управления режимами работы энергоблока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1043326 А 3(51) Г 01 0 19/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " :,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского(56) 1, Плоткин Е. Р. и Лейзерович А. Ш. Пусковые режимы паро вых турбин э нергоблоков. М Энергия, 1980, с. 17-18.2. Лейзерович А. Ш, Эксплуатационный контроль за накоплением повреждаемости деталей паровых турбин. в Энергохозяйство за рубежом, 1979,1, с. 6-10.(54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ЭНЕРГОБЛОКА путем измерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и циклического изменения этих разностеи, по которому для каждого режима определяют удельную циклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценки качества управления сравнением найденной доли исчерпания ресурса с допустимой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета различного влияния на повреждаемость металла различных режимов, предварительно определяют характерные типы режимов и частоту повторяемости каждого типа режимов на основе статистической обработки данных о работе энергоблока и по этой частоте находят коэффициент влияиия каждого типа режима на повреждаемость металла, в процессе работы энергоблока на основе измерений нагрузки и параметров пара определяют тип данного режима, и определение доли исчерпания ресурса на данном режиме ведут умножением удельной циклической повреждаемости металла на соответствующий коэффициент влияния.5 1 О 15 20 Изобретение относится к теплоэнергетикеи может быть использовано при эксплуатационном контроле за ведением переходныхрежимов энергоблоков.Известны способы контроля качествауправления режимами работы энергоблокапутем измерения нагрузки, параметров параи температур металла турбины, определенияхарактерных разностей температур и оценки качества управления сравнением найденных разностей с их допустимыми значениями 1.Однако эти способы не обеспечивают количественной оценки влияния фактическиреализованных режимов на повреждаемостьметалла оборудования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля качества управления режимами работы энергоблокапутем измерения нагрузки, параметров параи температур металла турбины, определенияхарактерных разностей температур и циклического изменения этих разностей, по которому для каждого режима определяютудельную циклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценкикачества управления сравнением найденнойдоли исчерпания ресурса с допустимой 2.Недостатком известного способа является несколько пониженная точность контроляиз-за отсутствия учета различного влиянияна повреждаемость металла различных режимов.Цель изобретения - повышение точностиконтроля путем учета различного влиянияна повреждаемость металла различных режимов,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу контроля качества управления режимами работы энергоблока путемизмерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и циклического изменения этих разностей, по которомудля каждого режима определяют удельнуюциклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценки качествауправления сравнением найденной доли исчерпания ресурса с допустимой предварительно определяют характерные типы режимов и частоту повторяемости каждого типарежимов на основе статистической обработки данных о работе энергоблока и по этойчастоте находят коэффициент влияния каждого типа режима на повреждаемость металла, в процессе работы энергоблока на основе измерений нагрузки и параметров параопределяют тип данного режима, и определение доли исчерпания ресурса на данномрежиме ведут умножением удельной циклической повреждаемости металла на соответствуюший коэффициент влияния,На фиг. 1 приведена блок-схема реализации данного способа; на фиг, 2 - примеризменения разности температур по толщине 25 30 35 40 45 50 55 критического элемента мощной паровой турбины (по радиусу ротора цилиндра высокбго давления) за цикл планового изменения нагрузки турбины в регулировочном диапазоне; на фиг. 3 - диаграмма циклического деформирования металла, соответствующая приведенному на фиг. 2 циклу нагружения; на фиг. 4 - характеристика малоцикловой усталостной повреждаемости металла.В качестве основных типов переходных режимов работы энергоблока могут быть выделены:а) остановы турбины без расхолаживания с последующими пусками из различных температурных состояний, соответствующих наиболее характерным значениям длительности предпускового простоя: до 2 ч, 2 - 10, 10 - 18, 18 - 36, 36 - 64, 64 - 90 и свыше 90 ч. простоя;б) остановы турбины с расхолаживанием и последующим пуском из холодного состояния;в) плановые изменения нагрузки турбины по диспетчерскому графику в пределах регулировочного диапазона;г) неплановые колебания нагрузки, связанные с изменением потребления в энергосистеме и воздействием ограничителей перетоков мощности по слабым межсистемным связям:д) аварийные режимы сброса нагрузки без отключения генератора, а также режимы, связанные с работой противоаварийной системой автоматики;е) режимы изменения температуры пара, подаваемого в турбину, при работе турбины под нагрузкой, вызванные, например, сбоями работы автоматических регуляторов ит.д.По статистическим данным о работе энергоблока, например по результатам обработки данных информационно-вычислительной системы за предшествующий отчетный период времени (преимущественно за год), предварительно, т.е. до реализации описываемого способа контроля, определяют коэффиент П; частоты повторяемости характерных типов режимов работы энергоблока.Коэффициенты й; влияния переходных режимов на повреждаемость металла турбины для каждого 1-гс режима из общего числа М режимов определяют какиа; =К 1 11;(ЕП;1=1где К 1 - доля повреждаемости металла, которая может быть допущена для данного типа переходных режимов. С учетом влияния ползучести металла обычно принимаетсяи,:, 1 = О,б - ,О,В процессе работы энергоблока датчики 1 информационно-вычислительной системы измеряют температуры металла турбин, нагрузку и параметры лара. Сигналы от датчиков 1 поступают в блок 2 преобразователей, с которым соединен блок 3 расчета ведущих показателей состояния турбины,5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 3преимущественно определения разностей температур по радиусу роторов высокотемпературных цилиндров методом математического моделирования. Выходы блоков 2 и 3 соединены с устройством 4 оперативного представления информации в темпе управления, например электронно-лучевым индикатором, и блоком 5 накопления информации, например, в виде записи на магнитной ленте для последующей обработки.Информация о состоянии и параметрах работы оборудования из блока 5 проходит через блок 6 выделения переходных режимов, блок 7 определения типа переходного режима (блоки 6 и 7 выполнены, например, в виде блоков сравнения с уставками) и блок 8 определения коэффициента влияния данного переходного режима на повреждаемость металла в соответствии с данными, задаваемыми по результатам предшествующего анализа и заложенными в блок 9 (блок 8 выполнен в виде умножителя, а блок 9 - в виде задатчика). По накопленной в блоке 5 информации в блоке 10 осуществляется расчет диаграммы циклического деформирования металла, в блоке 11 - определение эквивалентного размаха деформаций, в блоке 12 - определение удельной малоцикловой термоусталостной повреждаемости металла за цикл (блоки 10 - 12 - функциональные преобразователи, реализующие известные зависимости для малоцикловой термоусталостной повреждаемости материала) . По результатам переработки информации в блоках 8 и 12 в блоке 13, выполненном, например, в виде блока умножения, осуществляется оценка качества реализации переходного режима с выдачей результатов вместе с полной информацией о ходе процесса, накопленной в блоке 5, с помощью устройства 14 регистрации.Начало и завершение каждого переходного режима фиксируют автоматически в блоке 6 по изменению нагрузки турбины и параметров пара, подаваемого в турбину. Тип переходного режима в блоке 7 также идентифицируется автоматически по диапазону изменения нагрузки и параметров пара, подаваемого в турбину, а при пусках также по предпусковому (до начала нагружения) температурному состоянию металла турбины. Изменение нагрузки от нуля до конечного значения выше нижней границы регулировочного диапазона с повышением температур пара до нижней границы диапазона нормального регулирования. индентифицируется как пуск. Изменение нагрузки до нуля без снижения температур пара ниже нижней границы диапазона регулирования характеризует останов без расхолаживания, а со снижением нагрузки ниже этой границы - останов с расхолаживанием. Плановые и неплановые изменения нагрузки различаются по величине и т.д.По измеренным величинам температур непосредственно или путем математичес 4кого моделирования прогрева в блоке 3 определяют изменение разностей температур, характеризующих термонапряженное состояние наиболее термонапряженных деталей.На фиг. 2 показано изменение разностей температура по радиусу ротора цилиндра высокого давления турбины при плановом изменении нагрузки 1 Х 1 по суточному графику. Характер изменения ь при переходных режимах существенно зависит от качества управления, в данном случае от синхронности и адекватности изменений паропроизводительности котла и положения клапанов турбины, а при пусках - от качества реализации заданных графиков повышения нагрузки и температур пара, подаваемого в турбину и т.д. По циклическому изменению в процессе переходного режима измеренных или вычисленных разностей температур в блоке 10 (фиг. 1) рассчитывается диаграмма циклического деформирования металла детали. На фиг. 3 приведена подобная диаграмма (зависимость напряжений б и деформаций Е ) для цикла планового изменения нагрузки по суточному графику (фиг. 2).По диаграмме циклического деформирования в блоке 11 (фиг, 1) определяется размах пластических ЬЮ или полных ЬЕ деформаций и по найденной таким образом величине и по характеристике малоцикловой усталости металла (фиг. 4) в блоке 12 (фиг. 1) определяют число циклов до появления трещины 11 р или величину удельной циклической повреждаемости 1=Яр для реализованного режима,Полученная величина 1, будучи в блоке 13 умножена на коэффициент влияния й, для данного типа переходного режима, дает величину, характеризующую долю исчерпания ресурса металла турбины за данный период времени при качестве управления, с которым был реализован данный режим. Сопоставление полученной величины с допустимым значением позволяет обосновано оценить фактическое качество управления.На устройство 4 оперативного представления информации (фиг. 1) в темпе управления в табулированном или графическом виде подается информация о параметрах работы и показателях состояния оборудования в текущий момент и за некоторый предшествующий период времени, например за 20 мин. Та же информация за весь переходный режим плюс результаты расчетов повреждаемости и оценки качества ведения режима фиксируются для последующего анализа устройством 14 регистрации.Предлагаемый способ повышает точность контроля, что улучшает качество эксплуатации благодаря сокращению длительности пусковых операций с сохранением напряжений в материале на допустимом уровне.113035,илиал П Редактор С. СаенЗаказ 730 /36 Составитель А. Кко Техред И. ВересТираж 535ИИПИ Государственного копо делам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушскПП Патент, г. Ужгород алащн иковКорректор АПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 льин