авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Разработка энерго-ресурсосберегающих технологий в топливно-энергетическом хозяйстве города на основе современного электропривода

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КРЫЛОВ Юрий Алексеевич РАЗРАБОТКА ЭНЕРГО-РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ГОРОДА НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА Специальность 05.09.03 – «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2008 2

Работа выполнена на кафедре Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (Технического Университета) Научный консультант доктор технических наук, профессор Ильинский Николай Федотович Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Юньков Михаил Григорьевич доктор технических наук, профессор Красовский Александр Борисович доктор технических наук Лезнов Борис Семенович Ведущая организация Филиал ОАО Научно-технический центр электроэнергетики – ВНИИЭ

Защита состоится 20 июня 2008 г. в ауд. М-611 в 14 час 00 мин на за седании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетиче ском институте (Техническом Университете) по адресу: 11250, Москва, ул.

Красноказарменная, д. 13.

Отзывы на автореферат (в двух экз. заверенные печатью) просим направ лять по адресу: 111250, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энерге тического института (ТУ).

Автореферат разослан_2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157. к.т.н., доцент Цырук С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Предметом диссертации являются насущные про блемы ЖКХ, непосредственно относящиеся к жизнеобеспечению населения го рода и его производственной сферы – обеспечение водой и теплом. Теплоснаб жение такой северной страны как Россия, 80% территории которой находится в холодной климатической зоне, относится к числу важнейших приоритетов го сударственной экономической и энергетической политики, и повышение его надежности, качества и экономичности является безальтернативной задачей.

Любые сбои в обеспечении населения теплом негативным образом воздейству ют на экономику страны и создают социальную напряженность.

Тема энергоэффективности и энергосбережения в настоящее время по стоянно обсуждается в мировом энергетическом сообществе. Для России она особенно актуальна ввиду высокой удельной энергоемкости экономики, основ ными причинами которой являются климатические условия и сложившаяся структура производств. «Энергетическая стратегия России до 2020 года» оце нивает потенциал энергосбережения в жилищно-коммунальном комплексе как 26% от имеющегося в стране, а ее стратегическими целями, относящимися к данной работе, являются:

- надежное снабжение теплом и водой предприятий экономики и населе ния страны;

- повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчи вого развития отрасли на базе новых современных технологий;

- снижение вредных выбросов от энергоисточников в окружающую сре ду.

Мировой опыт последних 15-20 лет показывает, что наряду с множеством путей энергосбережения в тепло-водоснабжении, одним из эффективных реше ний является сокращение потерь мощности, потребляемой многочисленными насосными и вентиляторными установками, оснащенными асинхронным элек троприводом. Исключение дросселирования механическими устройствами не только экономит электроэнергию, но и обеспечивает многие важные техноло гические возможности.

В водопроводно-канализационном хозяйстве в настоящее время успешно решаются задачи ресурсо- и энергосбережения. Здесь уже давно используются мощные регулируемые электроприводы, обеспечивающие рациональную орга низацию технологического процесса и экономию электроэнергии.

Иначе до недавнего времени обстояло дело в топливно-энергетическом хозяйстве и в системе доставки воды потребителям. Характерная для России система централизованного тепло-водоснабжения охватывает 72% всего объема производства тепла, а жилой фонд в большинстве крупных городов обслужива ется ею на 95%. В этой отрасли широко использовались энергетически неэф фективные способы управления технологическими переменными (напором и расходом воды и пр.) при простейших нерегулируемых электроприводах. До недавнего времени вопросам ресурсо- и энергосбережения в тепловодоснабже нии населения должного внимания не уделялось, наблюдалось отставание в производстве энергосберегающего оборудования и, в частности, силовой элек троники. Это обусловливало недостаточные темпы реализации энергосбере гающих мероприятий при производстве, транспортировке и распределении теп ловой энергии и холодной воды.

С середины 90-х годов прошлого века стала очевидна необходимость проведения исследований и разработок, направленных на реконструкцию мно гочисленных электроприводов, работающих в теплоэнергетическом комплексе – на тепловых электростанциях, на ЦТП и других объектах. Нужно было пере ходить от теоретически очевидных представлений о пользе регулируемого электропривода в сравнении с нерегулируемым к решению множества разно плановых задач, объединенных общей идеей энерго-ресурсосбережения и по вышения технического и технологического уровня оборудования и осуществ ляемых им процессов.

К этим задачам, которыми в течение последних 14-ти лет занимался ав тор, относилось совершенствование электроприводов дутьевых вентиляторов и дымососов котлов, сетевых, рециркуляционных и подпиточных насосов тепло станций, повысительных насосов центральных тепловых пунктов. Современ ный регулируемый электропривод позволяет решить актуальную задачу пере хода к автоматическому регулированию тепловодяного баланса теплостанции и показателей отпускаемого теплоносителя в зависимости от погодных условий и теплопотребления населением города.



Регулируемый электропривод позволяет по-новому решать актуальные задачи повышения эффективности использования топлива и снижения количе ства вредных выбросов в атмосферу, зависящих от соотношения воздух-газ, подаваемых в горелки.

Для широко применяемых многогорелочных водогрейных котлов, тепло производительность которых до недавнего времени регулировалось только ко личеством включенных горелок, применение группового регулируемого элек тропривода дутьевых вентиляторов потенциально обеспечивало новое качество - непрерывное регулирование с расширением диапазона в сторону уменьшения тепловой мощности. Благодаря этому возможно решение актуальной задачи из бытка тепловой мощности и перегрева теплосетей в летний период, что одно временно обеспечивает экономию газа и электроэнергии.

Некоторые проблемы приобретали актуальность в процессе освоения но вой техники. Одна из них – надежность тепло-водоснабжения и безостановоч ность работы теплостанции при внедрении частотно-регулируемого электро привода ответственных механизмов, или – в более общей форме – проблема ус тойчивости технологического процесса непрерывных производств в условиях кратковременных нарушений электропитания.

Переход от единичных к массовым внедрениям энергосберегающих тех нологий в системах, подающих холодную и горячую воду и тепловую энергию непосредственно жителям, сделал необходимым обоснование его фактической эффективности посредством экспериментально-статистического анализа на примере больших городских массивов, обобщение опыта единичных внедре ний, разработку и организацию серийного производства комплектного объект но-ориентированного регулируемого электропривода, используемого на ЦТП.

Решению отмеченных проблем посвящены исследования и разработки, обобщенные в диссертации и определяющие ее актуальность.

В диссертации представлены также проблемы, не нашедшие до настояще го времени исчерпывающих решений, но представляющие значительный инте рес в контексте общей большой проблемы энерго- ресурсосбережения в ЖКХ больших городов средствами электропривода. Это совершенствование воздуш ного отопления общественных зданий посредством использования второго ка нала – регулирования расхода воздуха электроприводом вентилятора, экономия воды и тепла посредством нового электропривода в системах горячего водо снабжения, совмещение функций насосов пожарных и холодного водоснабже ния и т.п.

Работа опирается на достижения отечественной школы электроэнергети ки и электропривода (Шакарян Ю.Г., Лабунец И.А., Мамиконянц Л.Г., Они щенко Г.Б., Юньков М.Г., Лезнов Б.С.) по внедрению мощного регулируемого электропривода на котлоагрегатах энергоблоков и других ответственных объ ектах.

Предпосылкой внедрения энергосберегающих технологий в жилищно коммунальное хозяйство города явились техническое обоснование и разработка направлений по применению регулируемого электропривода насосов, выпол ненные Ильинским Н.Ф., Лезновым Б.С., Чистяковым Н.Н., а также создание в МЭИ в начале 90-х годов демонстрационных версий нового электропривода в системах водоснабжения корпусов МЭИ и соседних зданий (Кудрявцев А.В., Сарач Б.М.). Развитием этих работ послужило создание серий отечественных преобразователей частоты, не уступающих современным зарубежным образцам (Остриров В. Н., Козаченко В.Ф.). Побудительным мотивом служило поощре ние мероприятий по энерго- и ресурсосбережению, исходившее от руководства отраслью г. Москвы.

Практическая часть работы выполнена на теплоэнергетических объектах Московской объединенной энергетической компании.

Цель работы – энерго- ресурсосбережение в топливно-энергетическом хозяйстве города на всех этапах производства, транспортировки и распределе ния тепловой энергии и подачи воды потребителям посредством современного регулируемого электропривода механизмов, осуществляющих технологические процессы, и повышение на этой основе технического уровня энергетического оборудования и надежности тепло-водоснабжения потребителей города.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи.

1. Анализ основных электроприводов системы тепло-водоснабжения с оценкой возможного эффекта энерго- ресурсосбережения, степени ответствен ности и технологической потребности в регулировании. Обоснование для каж дой группы механизмов целесообразности перехода к регулированию частоты вращения и, соответственно, технологических показателей, связанных с ней.

Разработка технических требований к регулируемым электроприводам различ ных категорий ответственности по критериям энергосбережения, надежности и бесперебойности тепло-водоснабжения.

2. Создание и внедрение автоматизированных систем управления тепло выми процессами на основе современного регулируемого электропривода с це лью улучшения технологии, экономии топлива и повышения экономических и экологических показателей при выработке тепловой энергии.

3. Исследование ответственных частотно-регулируемых электроприво дов, обслуживающих непрерывные производства, в условиях кратковременных нарушений электропитания и разработка мероприятий по минимизации влия ния этого фактора на технологию. Экспериментальные исследования опытного образца на сетевом насосе в опытно-промышленной эксплуатации.

4. Развитие и практическая реализация при массовом внедрении идеи комплектного объектно-ориентированного энергосберегающего регулируемого электропривода с целью минимизации индивидуальных проектных решений, организации серийного производства оборудования, сокращения затрат на сер висное обслуживание. Модернизация алгоритмов управления энергосберегаю щих частотно-регулируемых электроприводов на ЦТП и разработка организа ционно-технических мероприятий при массовом внедрении.

5. Постановка задач для развития перспективных направлений энерго- и ресурсосбережения в коммунальном хозяйстве.

Методы исследований. В работе использованы базовые положения тео рии автоматического управления, автоматизированного электропривода и элек трических машин, силовой электроники, математической статистики, модели рования.

Стационарные и медленные процессы на тепловых станциях исследова лись посредством длительных наблюдений и экспериментов без ущерба ком фортности населения.

Быстротекущие процессы изучались посредством физического моделиро вания, использованием результатов математического моделирования, исследо вались экспериментально с применением современных средств измерения и ре гистрации.

Оценка эффективности энергосберегающих мероприятий на ЦТП при их массовом внедрении осуществлялась посредством статистического анализа на примере крупных городских районов.

Все новые алгоритмы и структуры управления отлаживались на промыш ленных объектах или опытно-промышленных образцах в производственных ус ловиях теплоэнергетического комплекса Москвы. Обоснованность и достовер ность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждалась сопостав лением теоретических и экспериментальных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту 1. В результате критического анализа групп электроприводов в основных системах тепло-водоснабжения жилищно-коммунального хозяйства города с учетом потенциала энерго- и ресурсосбережения и технологической потребно сти в управлении режимами технически и экономически обоснована необходи мость перехода к регулируемым электроприводам, используемым при выработ ке, транспортировке и распределении тепловой энергии и подачи воды потре бителям. Определены и сформулированы технические требования к электро приводам агрегатов, обслуживающих генераторы тепловой энергии, магист ральные и распределительные сети, тепловые пункты – узлы подготовки и дос тавки тепловой энергии и воды непосредственно потребителю в части их функ циональных возможностей и эксплуатационной надежности по обеспечению бесперебойного тепло-водоснабжения.

2. Разработаны принципы использования регулируемых электроприводов при переходе от традиционно используемого ручного регулирования качества сгорания газа в топке котлов на автоматическое в целях экономии газа и улуч шения экологической ситуации за счет уменьшения вредных выбросов в атмо сферу, состоящие в обеспечении требуемого соотношения «воздух-газ», пода ваемых в горелки, с учетом физических характеристик дутьевого воздуха, усло вий формирования общего факела и состава дымовых газов.

3. Теоретически и экспериментально исследована проблема избыточности тепловой мощности летнего режима в тепловых сетях при использовании мно гогорелочных водогрейных котлов (до 16 горелок) и обоснована эффективность применения регулируемого группового электропривода дутьевых вентиляторов в сочетании с соответствующим изменением расхода газа, что позволило рас ширить диапазон изменения тепловой мощности котлов и перейти от дискрет ного к непрерывному регулированию.

4. Предложен способ оптимального регулирования характеристик отпус каемой станцией тепловой энергии, состоящий в параллельной работе нерегу лируемых котлов (базовая тепловая мощность) с регулируемым котлом, тепло вая мощность которого изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха и теплопотребления. Разработан алгоритм, позволяющий реализовать способ с применением регулируемого электропривода дутьевых вентиляторов и дымососа. Установлено, что одновременное управление подачей газа и воздуха в горелки и регулирование разрежения в топке котла обеспечивает оптималь ные условия горения топлива и регулирование основного показателя отпускае мой тепловой энергии – температуры сетевой воды.

5. Выявлены причины негативных явлений, сопутствующих применению энергосберегающего частотно-регулируемого асинхронного электропривода ответственных механизмов теплостанций, состоящие в несоответствии уставок времени аварийных защит и возможностей преобразователей частоты по пере запуску в условиях кратковременного нарушения электропитания, и приводя щие к остановке всех работающих котлов и прекращению циркуляции теплоно сителя в районе теплосетей (сетевые насосы), групп котлов (циркуляционные насосы) или отдельных котлов (дутьевые вентиляторы и дымососы). Определе ны пути преодоления негативных явлений, в частности, за счет использования нового вентильно-индукторного электропривода с секционированным электро питанием.

6. Теоретически и экспериментально обосновано усовершенствование ал горитма управления частотно-регулируемым электроприводом массовых насо сов холодного водоснабжения ЦТП, состоящее в изменении уставки на напор, развиваемый насосом, в функции общего расхода, что обеспечивает дополни тельную экономию электроэнергии и воды до 10 % без снижения комфортности водоснабжения.

7. Статистическим анализом эффективности и обобщением опыта вне дрения регулируемого электропривода насосов на ЦТП обоснована техническая политика перехода к массовому внедрению энерго- ресурсосберегающих реше ний – использование комплектных объектно-ориентированных частотно регулируемых электроприводов насосов совместно со станциями группового управления и встроенными системами связи и диспетчеризации.

Практическая ценность работы и реализация результатов. Основные научные результаты диссертации использованы при модернизации объектов теплоэнергетического хозяйства Московской объединенной энергетической компании и могут быть применимы во всех крупных городах России ввиду принципиального сходства централизованных систем тепло-водоснабжения.

Разработанные алгоритмы управления котлоагрегатом, оснащенным ре гулируемым электроприводом дутьевых вентиляторов и дымососов, внедрены при личном участии автора на 21-м котле в шести районах тепловых станций и сетей Москвы: Строгино, Рублево, Матвеевская, Кунцево, Крылатское, Отрад ное. Осуществлено поэтапное наращивание функциональных возможностей регулирование режима горения, тепловой мощности, температуры сетевой во ды. Это обеспечивает замену ручного управления на автоматическое;

экономию газа до 2% (в летний период до 4,8%) и электроэнергии до 30%;

улучшает эко логическую ситуацию за счет уменьшения вредных выбросов в атмосферу;

ис ключает перегрев теплосети в летний период или преднамеренный останов кот лов, позволяет всесезонно автоматически регулировать температуру теплоно сителя в зависимости от погодных условий.

Основные принципы регулирования, апробированные на локальных сис темах управления, использованы в комплексных системах автоматического управления, внедряемых другими организациями при реконструкциях тепло станций.

Рекомендации по совершенствованию схемных решений и алгоритмов по минимизации влияния кратковременных нарушений электропитания на работо способность теплостанций с уже эксплуатируемыми высоковольтными регули руемыми электроприводами использованы на десяти районных теплостанциях Москвы. Они использовались при разработке введенных в эксплуатацию в 2007г. электроприводов сетевых насосов, дымососов и дутьевых вентиляторов РТС «Жулебино». Ввиду общности проблемы качества электроснабжения эти рекомендации могут быть полезны и для других непрерывных производств.

Принцип электропитания ответственных регулируемых электроприводов одновременно от двух вводов подтвержден опытно-промышленной эксплуата цией вентильно-индукторного электропривода, внедренного на сетевом насосе районной теплостанции «Коломенская», и использован на дутьевом вентилято ре и дымососе котла РТС «Жулебино».

Статистической оценкой ресурсо- и энергосбережения в системах тепло водоснабжения крупных городских массивов подтверждена эффективность реализованной идеи использования комплектного объектно-ориентированного регулируемого электропривода на центральных тепловых пунктах: экономия электроэнергии – 36%, воды – 12%, тепла – 6%. Разработанные принципы при менены при организации серийного производства преобразователей частоты и станций группового управления на этапе массового внедрения энергосбере гающих технологий при модернизации нескольких тысяч центральных тепло вых пунктов Москвы. С использованием полученных в диссертации научных результатов разработана Программа внедрения энергосберегающих технологий в топливно-энергетическом хозяйстве г. Москвы.





Апробация работы. Основные положения и результаты работы доклады вались и обсуждались на: V Международной (16 Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007 (Санкт-Петербург, 2007г.), ежегодных научно-практических семинарах кафедры Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (2005-2007 гг.), кон ференциях и выставках энергосберегающего оборудования «Москва – энерго эффективный город» (2001 г., 2002 г.), научно-техническом совете Департамен та топливно-энергетического хозяйства (ДепТЭХ) г. Москвы по вопросам эф фективности энергосбережения и технологической целесообразности примене ния высоковольтного частотно-регулируемого электропривода механизмов те плостанций (2004 г.), научно-технических советах Управления топливно энергетического хозяйства (УТЕХ) г. Москвы по вопросам энергосбережения (2002г, 2003г.), научно-технических советах Московской объединенной энерге тической компании по вопросам обобщения имеющегося опыта внедрения энергосберегающих технологий на ЦТП и определения объема модернизации при массовом внедрении (2005г.) и по результатам опытно-промышленной экс плуатации вентильно-индукторного электропривода сетевого насоса (2007г.), научно-техническом совете ГУП «Мостеплоэнерго» по вопросу бесперебойной работы теплостанций при нарушении электропитания (2004г.), технических со вещаниях по проблемам массового внедрения энергосберегающих технологий в ГУП «Мосгортепло» (2005г.), технических совещаниях по выполнению поста новления Правительства Москвы № 672-ПП «О городской программе по энер госбережению на 2004-2008 гг. и на перспективу до 2010 года» в районах теп ловых станций и сетей ТСиС г. Москвы (2000-2007гг.).

Публикации. Результаты работы изложены в 14-ти научно-технических статьях, защищены 10-ю патентами Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, списка литературы из 168 наименований и приложений. Ее содержание изложено на 290 страницах, проиллюстрировано 76 рисунками и 19 таблицами.

В приложениях приведены документы, регламентирующие технологический процесс производства тепловой энергии и подачи потребителям воды и тепла, примеры схемных реализаций разработанных систем регулирования, экспери ментально-статистическая оценка эффективности технических мероприятий и акты внедрения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается краткая характеристика состояния системы тепло водоснабжения городов, обосновывается актуальность исследований, направ ленных на ресурсо-и энергосбережение и повышение надежности и качества функционирования этой подотрасли жилищно-коммунального хозяйства, фор мулируются цель, задачи работы и основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Энергетическое оборудование города, связанное с элек троприводом» определяется место топливно-энергетического хозяйства в ЖКХ города как по его значимости, так и доле потребляемых энергоресурсов в об щей структуре энергетического баланса. На примере энергетического комплек са Москвы рассматриваются особенности централизованной системы тепло водоснабжения, характерной для всех городов России.

Анализом назначения объектов энергетики в технологической цепи выра ботки, транспортировки и распределения тепловой энергии и подачи потреби телям воды прослеживается взаимосвязь всех производств для соблюдения ба ланса «выработка-потребление» в зависимости от времени года, погодных ус ловий и тепло-водоразбора потребителем, и показана необходимость комплекс ного подхода к решению задач энергосбережения и повышения надежности те пло-водоснабжения.

Требования к качеству отопления (температура в помещениях), горячей воды (напор, температура) и холодной воды (напор) строго нормируются. Эти требования обеспечивают тепловые станции с водогрейными котлами, магист ральные трубопроводы с транспортируемым теплоносителем, центральные те пловые пункты (ЦТП), подающие тепловую энергию и воду с определенными характеристиками непосредственно потребителю.

В главе рассматриваются все основные объекты централизованной систе мы в их взаимосвязи. Городской район тепло-водоснабжения включает, как правило, одну теплостанцию, магистральные трубопроводы и разветвленную сеть ЦТП. На всех участках от выработки тепла до распределения тепловой энергии и воды используется электропривод различных по назначению меха низмов. Независимо от типа конкретных устройств, технология выработки теп ловой энергии, передачи ее на расстояние, промежуточного преобразования и др. одинакова для любой централизованной системы.

Анализируются основные электроприводы, обслуживающие процесс вы работки тепловой энергии и непосредственно участвующие в нем, с позиций соответствия их характеристик технологическим задачам, необходимости регу лирования и ожидаемого эффекта ресурсо- и энергосбережения. На рис. 1 пока зана схема крупной тепловой станции, состоящей из трех очередей, каждая из которых включает два котла. Основными электроприводами, связанными с транспортировкой теплоносителя и обеспечением тепловодяного баланса стан ции, являются сетевые насосы СН, рециркуляционные РН, насосы подпитки и исходной холодной воды.

Рис 1. Технологическая схема теплостанции Электроприводы дутьевых вентиляторов и дымососов котлов имеют пря мое отношение к выработке тепловой энергии: от количественного соотноше ния воздух-газ в горелках и разрежения в топке котла зависит качество сгора ния топлива, КПД котла и количество вредных выбросов в атмосферу, от коли чества воздуха и газа зависит тепловая мощность горелок, а от количества включенных горелок и их режима – текущая мощность котла.

На центральных тепловых пунктах энергия первичного теплоносителя преобразуется в подаваемую потребителю энергию отопления и горячей воды, а напор холодной воды городского водопровода повышается до требуемого в зависимости от этажности застройки. Основными электроприводами, участ вующими в этих процессах, являются электроприводы повысительных насосов холодного водоснабжения, циркуляционных насосов горячего водоснабжения и насосов отопления.

На основании анализа технологических условий и требований для каждо го устройства, используемого в технологическом процессе производства тепла и доставки потребителю тепловой энергии и воды, обоснована целесообраз ность или необходимость перехода к регулируемому электроприводу.

Акцентируется внимание на том, что использование регулируемого элек тропривода в силу его специфики может снижать надежность тепло водоснабжения. В связи с этим предлагается условное деление всех электро приводов, эксплуатируемых на объектах теплоэнергетики, по категориям от ветственности [1], которые необходимо учитывать при разработке технических требований к применяемому оборудованию и проведению модернизации про изводств.

Предлагаемая классификация учитывает масштаб нарушения теплоснаб жения и его последствия в зависимости от продолжительности неработоспо собного состояния электропривода. Под масштабом нарушения тепло водоснабжения в первую очередь понимается количество жилых помещений и жителей, недополучивших эту услугу (дом, квартал, городской район), и дли тельность дискомфорта. Также учитывается возможность развития аварии, вы званная фактом останова электропривода. При этом принимается, что все дру гие системы, в том числе аварийная защита, функционируют исправно. Опре деляющими являются требования безостановочности непрерывного производ ства и допустимое время, отводимое на восстановление технологического ре жима. Классификация по степени ответственности дана в табл.1.

Таблица Категории ответственности электроприводов теплосети из условий безостановочной работы Категория ответст- Электропривод Возможные последствия останова венности I категория Сетевые насосы Останов всей теплосети с прекращени ем циркуляции теплоносителя в мас штабе городского района II категория Рециркуляционные насосы;

Останов отдельных котлов, прекраще дутьевые вентиляторы;

ние теплоснабжения дымососы III категория Подпиточные насосы;

При длительном останове необходима насосы исходной воды;

подпитка сырой водой.

При кратковременном (до 30сек.) последствий не имеет.

Насосы холодной и горячей воды Длительный останов – нарушение теп и насосы отопления центральных ловодоснабжения микрорайона. Крат тепловых пунктов ковременный (до 30с.)- незначительное снижение комфортности населения.

В главе рассматривается методология выявления и решения проблем и формируются задачи диссертации по совершенствованию технологии и полу чению эффекта энерго- ресурсосбережения на всех участках при выработке, транспортировке и доставке тепловой энергии и холодной воды.

Во второй главе «Регулируемый электропривод в агрегатах, производя щих тепловую энергию» исследуется роль электропривода в процессах регули рования тепловодяного баланса теплостанции и горения газа в котлоагрегатах и на базе новой техники разрабатываются алгоритмы автоматического управле ния взамен ручного регулирования.

На рис.2 показана функциональная схема теплостанции с водогрейными котлами с нанесенными основными показателями, отражающими состояние технологического режима. Основными характеристиками тепловодяного балан са являются: Т 0 тс, Qтс, Н тс и Т 0 обр, Qобр, Н обр – температура, расход и на пор в напорном и обратном трубопроводах теплостанции;

Н сн, Qсн – расход и напор сетевых насосов;

Q K 1 QKп ;

QK – расход через каждый котел и сум марный через котлы;

Q рец, Qпер – расходы линий рециркуляции и перепуска;

0 Т K, Tвх – температура теплоносителя после котлов и на их входе.

К выходным показателям теплостанции относятся Т Н тс, Qтс, а тс, возвращаемая тепловая энергия характеризуется Т 0 обр, Н обр и Qобр. В выход ных показателях регулированию подлежат Т 0 тс и Н тс, а расход теплоносите ля, определяемый потребителем (центральные тепловые пункты как промежуточное звено), должен обеспечиваться теплостанцией.

ТК напорный трубопровод линия рециркуляции Т 0 Q mc Н mc K1 K2 K3 mc линия перепуска QК1 QК QК2 РН М 0 QК Т вх РКрец Т К Q рец РКпер Qпер Т обр QСН Н СН подпитка СН СН СН М М М М обратный трубопровод Рис 2. Функциональная технологическая схема теплостанции Регулирование осуществлялось количеством работающих котлов и вклю ченных горелок в каждом котле и задвижками на напоре сетевых насосов. Воз можности регулирования были ограничены конструктивными особенностями агрегатов и величиной установленной мощности, что не позволяло обеспечить требуемые режимы теплосети.

Применением регулируемого электропривода дутьевых вентиляторов и дымососов решены задачи регулирования тепловой мощности котлов и тем пературы теплоносителя, а также качества сгорания топлива. Исследована про блема летнего периода теплоснабжения, заключающаяся в избытке тепловой мощности котлоагрегатов [2] и связанная с резким сокращением требуемой энергии, используемой только на горячее водоснабжение, а также с величиной единичной мощности котлоагрегатов и их регулировочной способностью. Даже при нижнем пределе тепловой мощности возможен перегрев теплосети, что ве дет к энергетическим потерям и невозможности работы части оборудования по температурному режиму. К примеру, установлено, что в теплосети РТС «Мат веевская» (Москва) в летний период требуется 7 Гкал/ч, в то время как мини мальная мощность одного котла 19 Гкал/ч.

Выявленное несоответствие обусловлено конструктивным исполнением котлов, предусматривающим дискретное регулирование количеством включен ных горелок, а для котлов ПТВМ и ограничение их минимального количества – четыре растопочные горелки. Анализ существующих способов решения про блемы летнего режима показал их непрактичность и снижение качества тепло снабжения. Реально эффективной и, к сожалению, широко применяемой явля ется работа с нарушением правил эксплуатации при включении двух-трех рас топочных горелок.

Указанная проблема решена посредством группового регулируемого электропривода дутьевых вентиляторов горелок, позволяющего расширить диапазон и обеспечить дополнительные возможности – плавное регулирование тепловой мощности [2].

Реализация предложенного способа [15] потребовала исследований ре жимов горения топлива [3]. Характерной особенностью многогорелочных кот лов является формирование общего факела в топке котла, как показано на рис 3. Качество сгорания топлива определяется соотношением «воздух-газ» и раз режением в топке, которые и требуют регулирования. Достаточно представи тельным показателем горения (энергетическим и экологическим) является со став уходящих дымовых газов, который до недавнего времени контролировался периодически переносными приборами из-за отсутствия стационарных.

Рис. 3. Условный разрез топки котла. Вид сверху Экспериментальными исследованиями доказано, что из условия устойчи вого горения факела применяемых горелок типа ГГРУ возможно снижать их тепловую мощность в два раза снижением напора дутьевого воздуха с 160- до 40 мм.в.ст. и давления газа с 0,2-0,3 до 0,05 кГ/см2. Существующие ограни чения, связанные с уставками аварийных защит, определяют нижний предел ре гулирования 60 мм.в.ст. и 0,1 кГ/см2по воздуху и газу соответственно с умень шением минимальной тепловой мощности до 60% от конструктивно обуслов ленной.

Особое внимание уделено контролю качества горения газа, пригодному для нужд автоматического регулирования. Предложено использование кисло родомеров, удовлетворяющих требованиям стационарной установки и непре рывной работы. Поиск наиболее представительной точки отбора пробы опреде лил место установки датчика (в конструкции котла не предусматривалось) – над верхними конвективами по центру сечения котла.

На основании проведенных исследований сформулированы требования к системе автоматического регулирования в части алгоритма управления, точно сти и диапазона регулируемых параметров. Эти требования относятся ко всему мощностному ряду котлов типа ПТВМ.

1. Для соблюдения требуемого соотношения воздух-газ необходима ори ентация на режимную карту котла как в части соотношения температуры дуть евого воздуха и давления газа перед котлом, так и порядка включения отключения пар горелок (симметрия факела).

2. Ввиду зависимости качества горения от множества побочных факторов – влажность воздуха и другие погодные условия, несовершенство режимной карты (усредненная экспериментально-расчетная) необходима коррекция ре жима горения по содержанию кислорода в уходящих газах.

3. Наиболее достоверные результаты замера содержания кислорода в уходящих газах при изменении тепловой мощности котла (количество вклю ченных горелок) обеспечиваются при расположении датчика кислорода в гео метрическом центре котла над верхними конвективами.

Экспериментальными исследованиями обоснована возможность отказа от ручного регулирования режима котла с его заменой на автоматическое. Это по зволило создать всесезонный котел-регулятор, способный самостоятельно (лет ний период) или в параллель с другими котлами (отопительный сезон) обеспе чивать регулирование основного показателя продукции теплостанции – темпе ратуры сетевой воды в зависимости от погодных условий и теплопотребления.

Рис. 4. Структурная схема АСР - температуры сетевой воды Разработанный алгоритм управления поясняется структурной схемой рис.4. Она состоит из двух контуров регулирования: внутреннего – режима го рения с программной системой 1 и регулирующим клапаном 2 давления газа перед всеми горелками, и внешнего – температуры сетевой воды с программ ной системой 3, групповым частотно-регулируемым электроприводом дутьевых вентиляторов 4 и 5 и блоком горелок с газовыми кранами 6.

Задание на температуру теплоносителя формируется программно по тем пературному графику в зависимости от температуры наружного воздуха Т 0 нар и отрабатывается воздействием на частоту вращения дутьевых вентиляторов. В зависимости от величины давления дутьевого воздуха Рдут.в. и его температуры Т 0 дут.в. изменяется давление газа Рг. перед горелками с учетом состояния горелок (количество включенных и их номер) и с коррекцией по содержанию О2 в дымовых газах. Для перехода к другому диапазону непрерывного регулирования тепловой мощности автоматически включаются – отключаются дутьевые вентиляторы и газовые краны горелок. Алгоритм управления учиты вает все ограничения и защиты, а также содержит функцию «советчика» оператора с рекомендацией на включение-отключение параллельно работаю щих котлов или их горелок при исчерпании возможностей котла-регулятора [16].

Качество регулирования T 0 тс прослеживается по рис.5, полученному как результат обработки суточных диаграмм 25-26 марта РТС «Рублево».В работе находились три котла типа ПТВМ-50, в том числе котел-регулятор №1.

Рис. 5. Регулирование температуры теплосети T 0 тс в зависимости от температуры наружного воздуха Т 0 нар Система автоматического регулирования изменяла температуру T 0 тс согласно температурному графику с точностью ±0,30С (при ручном – ±30С). В 1 час мин оператором были отключены две горелки котла №2 (не регулируемого), что привело к снижению температуры сетевой воды на 40С. Котел-регулятор №1 отработал это возмущающее воздействие и восстановил температуру к час 10 мин.

Применение регулируемого электропривода дутьевых вентиляторов по зволило расширить диапазон и перейти к непрерывно-дискретному регулиро ванию тепловой мощности и автоматическому регулированию основного пока зателя теплостанции – температуры сетевой воды.

Циркуляция теплоносителя в контуре «источник тепловой энергии– потребитель» обеспечивается сетевыми насосами и характеризуется индиви дуальными для каждой теплосети напорами и расходами. Исследованием уста новлено, что в районных теплосетях Москвы превышение напора сетевых насо сов составляет 22,5 раза [4]. При ранее используемом асинхронном электро приводе и регулировании задвижками неизбежные потери электроэнергии дос тигают 40%, а некоторые технологические режимы, связанные с минимальным теплопотреблением, при таком регулировании не обеспечиваются. Эти пробле мы решены применением регулируемого электропривода сетевых насосов, обеспечивающего требуемый напор при изменяющемся теплопотреблении.

Для соблюдения условий эксплуатации основного оборудования и регу лирования выходных показателей необходимо обеспечение тепловодяного ба ланса теплостанции: рециркуляционными насосами (температура воды на входе котлов T 0 вх ), насосами подпитки, восполняющими потери теплоносите ля и стабилизирующими напор в обратном трубопроводе Н обр, и изменение расхода воды в линии перепуска. Традиционно применяемое дросселирование потока жидкости с помощью регулирующих клапанов заменено регулируемым электроприводом насосов, а для линии перепуска показана возможность ее мо дернизации с включением в ее состав регулируемого насоса и обеспечением значительного энергосбережения [17].

Объединение локальных систем с регулируемыми электроприводами вентиляторов, дымососов и насосов позволило создать систему автоматическо го регулирования всех основных показателей теплостанции. Взаимосвязь от дельных объектов регулирования описывается системой уравнений [5]:

H сн = H тс H обр + H гидр ;

(1) Qсн = Qтс = Qобр ;

(2) Qтс = Qсonst = Qпотр ;

(3) H тс H обр = const ;

(4) H тс = const ;

(5) QКi = Qн = const ;

= 60 70 C ;

(6) 0 T вх, Qпер ) ;

(7) T тс = F (T, Qki ;

T 0 0 k обр [ ];

(8) Tвх = F T 0 обр, (Qсн Qпер );

T 0 k, Q рец QКi = Qсн Q пер +Q рец = const, (9) где H гидр – суммарный напор на преодоление гидросопротивлений котлов и параллельной им линии перепуска;

Qconst и Qпотр – постоянная состав ляющая расхода замкнутого контура теплосети и зависящая от потребителя;

Qн – номинальный расход через один котел.

Для выполнения задач тепло-водоснабжения на теплостанции регулиру ются следующие показатели: Т 0 тс, H тс, Н обр, Т 0 вх, Q Кi (или QK ). Для раз работки алгоритмов автоматического управления предложено представление объекта регулирования с разбивкой на контуры (рис.6) по количеству регули руемых величин с учетом их взаимосвязи (19).

Qтс Т нар а) QК Т вх Т нар 0 Т задmc Т тс Т обр ТК Температурный КН К ОХЛ W регТ ТН p + 1 Т ОХЛ p + график тс Т mc Т обр F(Q пер) К ДТ Qпер Т ДТ p + Ограничение QК min, QК max б) Н обр зад HзадТС HТС Н СН К ЭПСН К гидр Зима W Т ЭПСН p + регHТС Т гидр p + Лето Н ТС Утечки в) Ограничения Н ТС Т обр воды зад Hзад обр К ЭПобр W регH обр Т ЭПобр p + 1 Н обр Н обр Ограничение QСН г) Т обр ТК QК min, QК max Q рец QК Н СН зад Н рец Т вх Т задвх К ЭПрец W регТ 0 Fсмеш( Qрец,QСН ) F гидр Т ЭПрец p + вх Т вх Qпер К ДТ Т ДТ p + 1 Н ТС Н СН Ограничение д) QК min, QК max Н зад QзадК К кл W W рег Fкл регQК Т кл p Qпер QК Рис.6. Структурная схема управления выходными показателями теплостанции Анализ технологического процесса и применяемого ручного регулирова ния выходных показателей и тепловодяного баланса показал, что объект регу лирования является устойчивым с быстро затухающими колебаниями и суще ственно нелинейным. Главными возмущающими факторами являются погод ные условия, в достаточной мере отражаемые температурой наружного возду ха, и переменное по времени суток потребление горячей воды. Характеристик прямого измерения состояния объекта в пределах теплостанции не существует.

Разработанный алгоритм автоматического управления [5] основан на опыте многолетней эксплуатации, заключающемся в упреждающе одновременном изменении задания на температуру сетевой воды Т 0 зад.тс по температурному графику, индивидуальному для каждой теплосети, обеспече нии требуемого потребителем Qтс путем включения необходимого количества сетевых насосов и котлов. Одновременно с отработкой внешних возмущающих воздействий Т 0 нар и Qтс требуется стабилизация выходных показателей дру гих контуров регулирования H тс, Т 0 вх и Н обр, возмущающими воздействиями для которых являются перекрестные связи между контурами.

Исходя из сформулированных требований к динамическим процессам ре гулирования – отработка управляющих и возмущающих воздействий без пере регулирования, колебательности или быстром их затухании с окончанием пере ходного процесса за время, удобное для визуального контроля (не более 5 мин), выведены основные принципы построения алгоритма и схем управления. Реко мендовано поконтурное астатическое регулирование с формированием задания по эмпирическому температурному графику теплосети. При этом отсутствует необходимость в строгом синтезе регуляторов с учетом перекрестных взаимосвязей ввиду достаточности ориентации на наибольшую постоянную времени объекта в каждом контуре регулирования.

Предлагаемые алгоритмы апробированы на практике в ряде проектов модернизации тепловых станций. Как перспективное развитие направления рас сматривается возможность дополнительного применения способа фаззи управления, имитирующего человеческое мышление.

Особое внимание уделено оценке эффективности разработанной системы регулирования путем натурных измерений затрат энергоресурсов, объемов вы работки тепловой энергии и их сопоставления с требуемым технологическим режимом. Подтверждена среднегодовая экономия газа и электроэнергии на уровне 2 и 15% соответственно.

Разработанные системы автоматического управления, включая регулиро вание режима горения газа в топке котла, тепловой мощности котла и темпера туры сетевой воды, в период1995-2004 гг. внедрены на 21 котле типа ПТВМ и шести теплостанциях тепловых сетей «Матвеевская», «Рублево», «Отрадное», «Кунцево», «Строгино», «Красный Строитель». Совокупность систем, позво ляющая осуществлять автоматическое регулирование тепло-водяного баланса станции, используется во внедряемых комплексных системах управления теп лостанциями при их реконструкции.

В третьей главе «Обеспечение безостановочной работы котлоагрегатов и теплосети в условиях кратковременных нарушений электропитания» выявлена проблема снижения надежности тепло-водоснабжения при использовании час тотно-регулируемого электропривода ответственных механизмов (табл.1) и по казаны пути ее решения.

Внедрение регулируемого электропривода из соображений энергосбере жения и технологической необходимости без учета особенностей устройств может, как показывает практика, отрицательно влиять на безостановочность работы непрерывного производства. Прежде всего, это относится к работе час тотно-регулируемого электропривода в условиях неизбежных кратковременных нарушений электропитания и приводит к ухудшению ситуации в сравнении с ранее используемым нерегулируемым электроприводом [7,12].

На рис. 7 показано количество остановов с разбивкой по годам для тепло станций, оснащенных регулируемым электроприводом сетевых насосов, дутье вых вентиляторов и дымососов в том или ином сочетании. Ярко выраженный всплеск количества остановов для каждой станции в каком-либо году связан со временем ввода в эксплуатацию частотно-регулируемых электроприводов.

Рис. 7. Остановы теплостанций, оснащенных высоковольтными частотно-регулируемыми электроприводами.

Рис.8. Распределение кратковременных нарушений электропитания по времени и глубине просадки напряжения в высоковольтной сети энергопотребителя в Москве Проведенный мониторинг электропитания высоковольтной сети электро снабжения РТС «Переделкино» выявил общую картину нарушений. На рис. 8 в трех координатных осях представлено их распределение по количеству, дли тельности и глубине просадки напряжений по двум вводам за 1 год. Наиболее характерными являются просадка 20% и длительность от 0,2 до 0,6 с, а полное отсутствие напряжения зафиксировано по одному разу на каждом вводе. Сред няя частота нарушений составляет 2 раза в месяц;

зафиксирован случай одно временного нарушения по двум вводам.

Сопоставление результатов мониторинга с имеющейся статистикой на рушений в электросетях Европы и США (EPRI, США) показывает их качест венную и количественную схожесть. Неизбежность нарушений электропита ния, причиной которых нередко является сам потребитель (короткие замыкания и др.), позволяет причислить рассматриваемое явление к «непреодолимым об стоятельствам». Поэтому сделан вывод, что проблемы безостановочной работы непрерывных производств необходимо решать средствами самого регулируе мого электропривода.

Разработаны технические требования [1] к регулируемым электроприво дам ответственных механизмов теплостанций, отражающие технологические особенности работы котлоагрегатов и теплосети и регламентируемые уставки аварийных защит. Основные аварийные защиты предотвращают:

- паровой взрыв котла и возникновение гидроудара во всей тепловой ма гистрали путем прекращения подачи газа в горелки при снижении расхода воды через котлы ниже допустимого значения. Практически устанавливаемая вы держка времени составляет 47 с;

- взрыв газа в котле путем прекращения его подачи при снижении давле ния дутьевого воздуха в горелках или недостаточности разрежения в топке.

Выдержка времени устанавливается 34 с.

Исходя из технологических задач и указанных защит, в табл. 2 приведены требования к функциональным возможностям основных регулируемых элек троприводов теплостанций. Обязательной для всех функцией является подхват вращающегося электродвигателя при восстановлении электропитания.

Таблица Требования к ответственным регулируемым электроприводам теплостанции Характеристика, обязательные функции управления Допустимое Подхват Перевод Перевод Наименование время восста- вращающего- электро- электро Перезапуск электропривода новления регу- ся двигателя питания с питания с через останов лируемого па- ПЧ на сеть сети на ПЧ раметра, с Сетевые насосы 410 + + - Насосы рециркуля 410 + + - ции Тягодутьеые агре 34 - + - гаты котлов КВГМ Дутьевые вентиля 34 - + + + торы котлов ПТВМ Процессы при кратковременном нарушении электропитания с оценкой абсолютных значений временных интервалов, приближенных к реальным, по казаны на рис. 9. На оси времени указаны события в порядке их следования и примерный характер изменения частоты вращения электропривода примени тельно к сетевому насосу. В момент времени t1 нарушается электропитание, что приводит к снижению частоты вращения двигателя с начального значения нач и расхода воды через котлы. В момент t3 расход прекращается полностью в свя зи со срабатыванием обратного клапана на напоре насоса, а несколько раньше в момент t2 начинается отсчет времени tавар аварийной защиты котлов Если рас ход воды не восстанавливается до уровня уставки минимального расхода, все работающие котлы одновременно выключаются (tавар одинаковы для всех кот лов). После перерыва tпер в момент времени t4 электропитание восстанавливает ся, например, благодаря срабатыванию секционного АВР.

При питании электродвигателя от сети при практикующемся самозапуске (подача напряжения на еще вращающийся электродвигатель) с момента t Рис.9. Характер процесса в теплосети при кратковременном нарушении электропитания и автоматическом перезапуске сетевого насоса начинается его разгон (штриховая линия на рис. 9), по окончании которого (tразг.с) расход воды восстанавливается. Общее время tвосст составляет:

tвосст = tпер + tразг.с, (10) где tразг.с – время разгона электропривода с остаточной частоты вращения ост.с при его питании от электросети.

Очевидно, что условием безостановочной работы котлов является соблю дение неравенства tвосст tавар. (11) Процесс подхвата вращающегося двигателя при питании от ПЧ отличает ся от описанного самозапуска при питании от сети. В интервале времени t4 – t происходит восстановление готовности преобразователя к пуску, обозначенное на рис. 9 временем синхронизации tсинхр. В случае успешного самозапуска (ус пех неоднозначен) в момент t5 начинается разгон с темпом, определяемым пе регрузочной способностью преобразователя частоты, а для высоковольтных практически током, не превышающим номинального значения. Суммарное время восстановления режима в отличие от (10) содержит дополнительную со ставляющую и большее по величине время разгона tразг.пч :

tвосст = tпер + tсинхр + tразг.пч. (12) Кроме того, за время tсинхр частота вращения электропривода продолжает снижаться до величины ост.пч, что еще более усугубляет проблему восстанов ления режима из-за увеличения необходимого времени разгона.

Выполнению условия (11) могут способствовать: наименьшее, по воз можности, снижение частоты вращения за время отсутствия электропитания, что зависит от длительности перерыва электропитания, статического момента на валу и инерционных масс электропривода;

сокращение времени синхрониза ции, что уменьшает дальнейшее снижение частоты вращения до начала момен та разгона;

достаточный темп разгона для восстановления частоты вращения до предшествующего событию значения.

Значительное место в работе уделено задаче экспериментального опреде ления возможностей и границ самозапуска применительно к конкретным элек троприводам для конкретных технологических режимов. Экспериментальные исследования проведены в условиях теплосетей РТС «Переделкино» на элек троприводах насосов 630 кВт, 6 кВ, дымососов 250 кВт, 6 кВ и дутьевых венти ляторов 320 кВт, 6 кВ с преобразователями частоты Power Flex 7000 фирмы «Allen Bradley».

Рис.10. Процесс успешного самозапуска, обеспечивающий восстановление техноло гического режима совместно с быстродействующим АВР На момент исследований функция «пуск в лет» при нарушении электро питания не выполнялась, что приводило к остановам теплостанции. В процессе дополнительной наладки с использованием рекомендаций фирмы «Rockwell Automation» удалось добиться исполнения функции «пуск в лет» при перерыве электропитания до 1,5 с. На рис.10 показан процесс самозапуска, удовлетво ряющий условию безостановочной работы теплостанции. Время перерыва электропитания составляет 0,32 с, что может обеспечиваться применением быстродействующего АВР, а время восстановления частоты вращения 5,5 с на ходится в пределах уставок аварийных защит. Очевидно, что такой процесс са мозапуска сам по себе способен решать проблему быстротечных нарушений электропитания длительностью 20300 мс, но для всей гаммы нарушений усло вие (11) без дополнительных мероприятий выполняться не может.

Результатом экспериментальных исследований высоковольтных приво дов PowerFlex 7000 являются рекомендации для каждого вида нарушения элек тропитания, сведенные в табл. 3.

Таблица Рекомендации по обеспечению бесперебойной работы электроприводов сетевых насосов с преобразователем типа PowerFlex 7000 при различных нарушениях электропитания № Вид нарушения элек- Рекомендуемые мероприятия Что необходимо для реализации п/п тропитания 1 Быстротечные 40-200 Оптимальная настройка па- 1.Тщательная наладка каждого мс перерывы элек- раметров самозапуска электропривода тропитания 2.Обеспечение задержки сраба тывания АВР на время не менее 0,2 с 2 Перерыв электропи- 1.Оптимальная настройка па- 1. Тщательная наладка каждого тания более 0,2 с раметров самозапуска электропривода 2.Организация собственного 2.Решение вопроса по согласова быстродействующего АВР со нию селективности АВР временем включения не более 3.Поектные решения с формиро 0,3 с с момента пропадания ванием дополнительных секций напряжения электроснабжения с АВР для ка ждого электропривода 3 Снижение напряже- Обеспечение напряжения на Повышение напряжения на ПЧ ния до 30% ПЧ на уровне 6,7 кВ путем переключения анцапф трансформатора, комплектного с ПЧ Предложен новый алгоритм управления низковольтными регулируемы ми электроприводами (рециркуляционные насосы, дутьевые вентиляторы кот лов ПТВМ), реализованный на низковольтных ПЧ типа «Универсал» (разработ ка НТЦ «Цикл+», МЭИ). Его отличительные особенности (рис.11) состоят в том, что в момент пропадания напряжения электропитания (t1-t3) начинается принудительное гашение остаточного поля электродвигателя токами, не пре вышающими допустимый ток разгона, с инвертированием энергии в звено по стоянного тока (t1-t2), после чего инвертор принудительно закрывается для со хранения заряда емкости звена постоянного тока (t2-t3). При восстановлении напряжения сети осуществляется заряд этой емкости (t3-t4) до номинальной ве личины и двухступенчатый разгон (t4-t5) – сначала мягкий пуск с увеличением напряжения от нуля частотой 50 Гц, далее частотный. Преимущество алгоритма – минимальное время восстановления технологического режима.

Регулируемый электропривод рециркуляционных насосов с разработан ным алгоритмом внедрен на нескольких теплостанциях г. Москвы: «Рублево», «Матвеевская» и «Красный Строитель» и является перспективным для ПЧ со скалярным управлением. Алгоритм с принудительным гашением поля и двух ступенчатым разгоном использован при решении проблемы бесперебойной ра боты дутьевых вентиляторов с групповым электроприводом с переводом их электропитания с сети на ПЧ для многогорелочных котлов типа ПТВМ, техно логические требования к которым еще выше.

В процессе исследования проблемы выдвинута [18] и развита идея одно временного электропитания ответственных электроприводов от двух или более вводов, совпадение моментов нарушений по которым маловероятно. Использо вание двух независимых вводов возможно при изменении структуры преобра зователя частоты с добавлением звена постоянного тока. Ввиду отсутствия пау зы в переключении питания инвертора с одного выпрямителя на другой нет не обходимости в изменении алгоритмов управления и использовании сложной функции «пуск в лет».

Ud U 0,5c I t1 t2 t3 t Рис. 11. Насос рециркуляции. Переходной процесс подхвата вращающегося двигателя при перерыве электропитания 0, Такое предложение вполне приемлемо для низковольтных электроприво дов, не имеющих, как правило, силовых разделительных трансформаторов, но реализация данного предложения в мощных высоковольтных регулируемых электроприводах представляет определенную сложность.

Второй путь решения проблемы – применение нового типа регулируемо го электропривода, позволяющего потреблять электрическую мощность от не зависимых источников, преобразуя и суммируя ее на валу механизма. Для реа лизации данного принципа регулирования рассматривается вариант примене ния вентильно-индукторного электропривода с независимым возбуждением (ВИП), предложенного и спроектированного в МЭИ.

Разработаны технические требования к ВИП при их использовании на те плостанциях, табл. 4.

Таблица Технические требования к секционированному электроприводу с одновременным электро питанием от независимых вводов и возможные способы их реализации № п/п Технические требования Чем обеспечивается 1 Электропитание от разных вводов 1. Секционированный электродвигатель с электромагнитной независимостью секций;

2. Посекционно-раздельный источник пе ременной частоты;

3. Выравнивание нагрузок секций 2 Возможность работы секций в длительном ре- 1. Индивидуальная (безмастерская) систе жиме в любом сочетании или индивидуально с ма управления;

обеспечением их суммарной номинальной 2. Электромагнитная независимость секций мощностью на валу электродвигателя 3 Сохранение частоты вращения при кратковре- 1. Двухкратная перегрузочная способность менном нарушении электропитания по одному по току;

вводу с безударным автоматическим включе- 2. Синхронизация включаемых секций с нием секций в работу уже работающими;

3. Индивидуальная (безмастерская) систе ма управления 4 Высокая эксплуатационная надежность Резервирование узлов, являющихся общи ми для всего электропривода: питание об мотки возбуждения от всех преобразовате лей;

управление по датчику положения ро тора в сочетании с бездатчиковой системой управления 5 Встраиваемость в существующие или разраба- Реализация промышленных протоколов тываемые многоуровневые АСУ ТП связи с внешними управляющими или ин формационными системами Разработанные технические требования реализованы в комплектном вен тильно-индукторном электроприводе 630 кВт, 0.4 кВ, 1500 об/мин, промыш ленные испытания которого проведены в условиях районной тепловой станции «Коломенская» на сетевом насосе №2 [6,12,13].

Рис. 12. Структурная схема системы автоматического регулирования давления воды в напорном трубопроводе теплосети Новый электропривод потребовал решения ряда вопросов, связанных не только с конструкцией собственно электродвигателя, но и с его применением в промышленных условиях [19,20]. На рис. 12 показана схема соединения элек тродвигателя с источником питания. Каждая секция двигателя питается от сво его преобразователя частоты, причем привод работоспособен при включении четырех, трех, двух и даже одной секции при соответствующем ограничении мощности на валу. Имеется возможность расположения электрооборудования, относящегося к ВИП, в непосредственной близости к электродвигателю, как показано на рис. 13.

Рис.13. Электропривод сетевого насоса ВИП-630 на РТС «Коломенская» Исследования показали, что регулировочные свойства нового электро привода не отличаются от частотно-регулируемого, выполняющего аналогич ные функции. Поэтому основное внимание уделено режиму нарушения элек тропитания.

На осциллограммах рис. 14 показан переходный процесс при имитации нарушения электропитания по одному вводу. Регистрировались следующие величины: а – наличие напряжения Ucontr на вводе, на котором производится от ключение;

б – ток фазы i1 одной из двух секций электродвигателя, лишаемых питания;

в – ток фазы i2 одной из двух секций электродвигателя, на которых нарушения электропитания нет;

г – частота вращения n (вычисляемая);

д – ре гулируемое давление P в напорном трубопроводе теплостанции.

Рис.14. Переходные процессы ВИП- при нарушении электропитания в условиях промышленной эксплуатации Нарушение электропитания в интервале времени t1 - t2 приводит к отсутствию тока i1 и практически двукратному возрастанию тока i2, то есть секции, остав шиеся в работе, взяли на себя нагрузку отключенных. Частота вращения снижа ется на 2,2%, что ведет к снижению регулируемого давления на 4%. С момента восстановления напряжения t2 до t3 происходит синхронизация работающих и ранее отключенных секций, а далее следует восстановление предшествующего режима. Данный процесс коренным образом отличается от аналогичного с час тотно-регулируемым электроприводом, реализующим функцию «пуск в лет», а секционированный вентильно-индукторный электропривод принципиально решает проблему безостановочной работы непрерывных производств [6].

ВИП, не являясь альтернативой ЧРП, имеет отличительные свойства, ука занные в табл.5, которые следует учитывать на стадии проектирования.

Предложения по решению проблемы безостановочной работы ответст венных электроприводов при кратковременных нарушениях электропитания использованы на десяти теплостанциях. Новые вентильно-индукторные элек троприводы с одновременным питанием от двух вводов внедрены на трех агре гатах теплостанций «Коломенская» и «Жулебино» с перспективой расширения внедрения.

Таблица Потребительские свойства регулируемых электроприводов ответственных механизмов при менительно к теплостанциям Обеспечение Возможность Возможность Возможность Сравнительная Тип регули- бесперебойной переключения поочередного размещения на стоимость мо руемого элек- работы при электро- включения существую- дернизации тро- нарушениях двигателя на электро- щих производ- (больше привода сеть приводов в электро- ственных меньше) питания (да-нет) группе площадях (да-нет) (да-нет) (да-нет) Высоко нет да да нет больше вольтный ЧРП Секциони рованный да нет нет да меньше ВИП Четвертая глава «Регулируемый электропривод объектов подготовки и доставки тепловой энергии и воды» посвящена проблеме ресурсо- и энергосбе режения на центральных тепловых пунктах, приближенных к непосредствен ному потребителю этих услуг ЖКХ.

Проанализирован характер водопотребления с выделением доли расхода, связанной со свободным истечением из кранов и прямыми утечками, которую возможно сократить посредством регулируемого электропривода. Сопоставле нием фактического напора воды, подаваемого на дома, и ее расходом установ лено, что перерасход воды однозначно связан с превышением напора.

Установлены границы целесообразности применения регулируемого электропривода повысительных насосов холодной воды. Основным из всех факторов, определяющих качество водоснабжения, является требуемый напор в диктующей точке Нд.т.треб, который по отношению к геодезической отметке ЦТП для контура холодной воды должен быть равен:

Нд.т.треб = Нэ + Нсв + Нгео + Нгидр, (13) и напор подаваемой воды H на выходе ЦТП:

Н = Нгор + Ннас, (14) где: Нэ – напор на преодоление статического сопротивления водяного столба, зависящий от этажности застройки;

Нсв – напор, необходимый и достаточный для формирования струи воды у потребителя в диктующей точке;

Нгео – напор, учитывающий возможную разницу геодезических отметок ЦТП и домов;

Нгидр – напор на преодоление гидросопротивлений всех участков водопровода, вклю чая домовые сети, и зависящий от величины расхода;

Нгор – напор городского водопровода;

Ннас – напор, развиваемый насосом согласно паспортной напорно расходной характеристике.

Если в (13) переменной составляющей является только Нгидр, зависящая от расхода воды Q, то в (14) обе составляющие переменные, причем Ннас зави сит от расхода Q, определяемого потребителями данного ЦТП, а Нгор в общем случае зависит от расхода всей городской системы водопровода, но может ме няться непредсказуемо. Насосная установка выбирается из условия обеспече ния максимального расхода Q max в пиковые часы и напора, вытекающего из (13) и (14):

Ннас = Нэ + Нсв + Нгео + Нгидр – Нгор. (15) Из (1315) вытекает, что при нерегулируемом электроприводе насосов неизбежно превышение напора над требуемым. Применение регулируемого электропривода насосов холодной воды наиболее эффективно при значитель ных превышениях давлений подаваемой воды, но целесообразно всегда ввиду переменности водопотребления в течение суток и превышения давления в го родском водопроводе над минимально гарантированным. Исключением являет ся ситуация, когда нет необходимости в самом повысительном насосе.

Таблица Целесообразность регулирования электроприводов насосов ЦТП Наименование электро- Целесообразность регули № п/п Эффект регулирования привода рования частоты вращения 1 Насосы холодной воды Необходима независимо от 1.Экономия электро схемы соединения энергии, воды и тепло вой энергии 2.Повышение качества водоснабжения 2 Циркуляционные насо- Целесообразно в перспек- Экономия электроэнер сы горячей воды тиве гии,воды и тепловой энергии 3 Насосы отопления при Не целесообразно независимой схеме 4 Насосы смешения при Целесообразно 1.Экономия электро зависимой схеме ото- энергии пления и тепловой энергии 2.Повышение комфорт ности отопления 5 Пожарные насосы Не целесообразно Рассмотрены все электроприводы ЦТП с точки зрения технологической целесообразности регулирования и энергосбережения, что отражено в табл. 6.

Наибольший эффект обеспечивается регулируемым электроприводом насосов холодной воды, от которых зависит напор и расход как холодной, так и горячей воды [8, 9].

Систематизирован и обобщен опыт единичных внедрений регулируемого электропривода насосов на ЦТП, показавший как основные направления энер госбережения, послужившие основой широкого внедрения (демонстрационные насосы в корпусах МЭИ), так и ошибочные (параметрическое регулирование) и многозатратные [10]. Путем сравнительного анализа эксплуатационных свойств преобразователей частоты зарубежного производства и появившихся отечест венных устранено предубеждение в полном преимуществе первых.

Таблица Технические требования к функциональным возможностям регулируемого электропривода насосов холодной воды Технологическое требова № п/п Функция комплектного электропривода ние 1 Обеспечение требуемого Регулирование давления воды в обратном трубопроводе горя напора в диктующей точке чего водоснабжения или напорном насоса холодной воды из менением частоты вращения и включением дополнительного насоса 2 Бесперебойность водо- 1. Автоматический перезапуск регулируемого насоса при снабжения кратковременном нарушении электропитания 2. Автоматический перезапуск насоса с несколькими попыт ками при определении аварии насоса с выбором исправного в группе 3. Автоматическое переключение насоса на сетевое электро питание при неисправности ПЧ (при допустимости напора) 3 Равномерность выработки 1. Автоматическая смена работающего насоса через 5-7 суток ресурса насосами в группе. 2. Автоматическое изменение статуса насосов «основной Готовность к включению дополнительный-резервный» без предварительного про ворота вала вручную 4 Удобство эксплуатации и 1. Единый пост управления сервисного обслуживания 2. Диагностика и сигнализация о неисправностях 3. Возможность анализа событий по банку ошибок и архиву данных 5 Возможность локального Исполнение всех предыдущих функций данного столбца управления группой насо сов при отсутствии внеш ней системы управления на ЦТП 6 Интеграция в существую- 1.Возможность сетевого обмена информацией по стандарт щую или планируемую ным протоколам АСУ 2. Наличие устройств для проводной связи с устаревшими су ществующими АСУ 7 Сопряжение с существую- 1.Достаточность информации о состоянии оборудования и щими или создаваемыми в технологических характеристиках перспективе централизо- 2. Возможность сетевого обмена по стандартным протоколам ванными системами дис петчеризации Развита идея о необходимости «комплектного объектно ориентированного регулируемого электропривода», пригодного для целей мас сового внедрения на объектах со схожей технологией. На основании опыта внедрения и эксплуатации сформулированы технические требования [1,10,11], направленные на обеспечение бесперебойности и комфортности тепловодо снабжения с максимальным эффектом ресурсо- и энергосбережения (табл. 7).

Эти требования и алгоритмы управления группой насосов использованы при разработке комплектного электропривода «Универсал», созданного в Москов ском энергетическом институте. Использование этого электропривода [21,22] позволило перейти от проектно-формируемых технических решений к проект ной привязке комплекта оборудования на объекте модернизации (рис.15).

Значительное место уделено разработке организационно-технических ме роприятий при массовом внедрении энергосберегающих технологий [19], по служивших основой для разработки долгосрочных программ технического пе ревооружения ЖКХ. В их числе отмечаются: определение необходимого и дос таточного объема модернизации;

разработка методики предпроектного обсле дования и критериев выбора первоочередных объектов;

преодоление ведомст венных разногласий в вопросах финансовой выгоды;

преодоление технических конфликтов внедряемых и общих систем управления;

использование единого технического подхода и идентичного оборудования;

организация серийного производства и др.

Рис. 15. Установка комплектного регулируемого электропривода насосов холодной воды на ЦТП Особое внимание уделено экспериментально-статистическому анализу эффективности модернизации, проводимому как обоснование программы мас совых внедрений [8]. Анализ проводится для ЦТП районов Москвы «Строги но», «Рублево», «Кунцево», и «Фили-Давыдково». На рис. 16 дано количест венное распределение модернизированных ЦТП Района «Строгино» по эконо мии электроэнергии и воды. Оценка еще большего массива объектов дает уточ ненную среднюю оценку годовой экономии электроэнергии на 36% и воды на 10-12%.

Рис.16. Распределение ЦТП по экономии электроэнергии и воды Обоснован и разработан новый алгоритм управления насосами систем водоснабжения зданий [14,23]. При существующем способе расчета напора на соса при его выборе составляющая Нгидр принимается постоянной из условия компенсации падения напора в гидросистеме при максимальном водоразборе, причем ее рекомендуемая величина составляет 10-15 м.в.ст. Эксперименталь ный суточный график изменения показателей (Нхвс и Нд.т. – напор на дома хо лодной воды и в диктующей точке), приведенный на рис.17, показывает, что при Нхвс = const, Hд.т. превышает Hд.т.треб в течение суток за исключением утрен него и вечернего максимумов Q.

Рис. 17. Суточный график показателей водоснабжения при регулировании частоты вращения насоса ХВС с обеспечением заданной величины давления на выходе насоса ХВС Суть нового способа в управлении заданием на развиваемый насосом на пор таким образом, чтобы давление Hд.т. во всем диапазоне расходов оставалось постоянным [23,24]. Для вывода закона управления разработана простейшая математическая модель на основе представления гидравлической системы во доснабжения зданий (рис. 18) в виде эквивалентной электрической схемы (рис.

19).

Рис.18. Структура гидравлической системы Рис.19. Эквивалентная электрическая схема Согласно принятым допущениям Е0 соответствует напору Н0 = Нмаг + Ннас, противодавление на этаже – Еk, общий расход Q0 представляется общим током I0, а расход на этажах – токами Ik. Независимое изменение расхода на этажах представлено изменяемыми проводимостями g k. Для этой схемы справедливы уравнения:

n Ek g k E U I U = k =0,I = k ab = ( E U ) g, g = k (16).

n k k ab k k ( E U ) ab r gk k k ab k = Исследование модели позволило получить зависимость между заданием на напор H0 и расходом Q.

Н0 = nh + Нд.т. + Q, (17) где n – число этажей, h – высота этажа, м, Нд.т. – заданный запас напора в диктующей точке, м в.ст., – коэффициент, определяемый как H 0.баз nh H д.т.

= (18), Qбаз где Н0баз – уставка напора при базовом (максимальном) расходе, м в.ст., Qбаз – максимальный (или близкий к максимальному) расход, м3/час.

Экспериментальная проверка разработанного алгоритма [14] в той же системе водоснабжения, для которой снят суточный график (рис.20), показала, что отклонение давления в диктующей точке не превышает 1 м в.ст. в течение всего времени суток независимо от водоразбора (рис.20). Оценка дополнитель ной экономии электроэнергии и воды, напрямую связанной с давлением, позво ляет говорить о 10% и 5% соответственно.

Рис. 20. Суточный график показателей водоснабжения при регулировании частоты вращения насоса ХВС с коррекцией по расходу В заключении главы приведены результаты внедрения исследований, ко торые использованы при организации серийного выпуска комплектного элек тропривода (более 1000 шт. в год), удовлетворяющие требованиям тепло водоснабжения, и модернизации с его применением 2000 шт. ЦТП (на конец 2007г.) при реализации Программы энерго- ресурсосбережения ОАО «МОЭК».

В пятой главе «Перспективные направления и средства их реализации при модернизации объектов коммунального хозяйства» показаны области ЖКХ и отдельные системы, эффективность модернизации которых не столь очевидна на текущий момент, но перспективна для исследований.

В отношении маломощных электроприводов циркуляционных насосов горячего водоснабжения существует неоднозначное мнение о целесообразности применения ЧРП. В связи с повышением требований к качеству горячего водо снабжения появляется и востребованность их регулирования, тем более, что в этой зоне имеется значительный эффект энергосбережения. Ситуацию можно изменить применением альтернативного и более дешевого вентильно индукторного электропривода, наиболее интенсивные разработки которого ве дутся в Московском энергетическом институте и ЮРГТУ (Новочеркасск).

Практическим результатом, позволяющим впервые говорить о возможности применения ВИП в коммунальном хозяйстве, является первое опытно промышленное испытание нового электропривода мощностью 15 кВт и номи нальной частотой вращения 3000 об/мин на ЦТП, разработанного в Москов ском энергетическом институте.

Простота конструкции собственно электродвигателя и коммутатора при использовании стоек «транзистор-диод» могут обеспечить конкурентоспособ ность и реализацию главного достоинства ВИП – в 1,5-2 раза меньшую себе стоимость в сравнении с ПЧ-АД при налаженном серийном производстве.

В главе определено направление исследований и объем задач с поэтап ным планом их решения и создания комплектного ВИП для насосов ЦТП.

Констатируется, что система внутреннего пожаротушения зданий зачас тую оказывается неработоспособной. С одной стороны, она максимально объе динена с повседневно работающей системой питьевого водоснабжения, но с другой - находится в редко востребованной системе холодного резерва. Нека чественное обслуживание, сложности проверки работоспособности оборудова ния, вандализм и низкая организация по уровням ответственности со временем делают ее непригодной к эксплуатации.

С учетом требований СНиП и известных мнений о необходимости объе динения систем водоснабжения и пожаротушения разработан вариант исполь зования для обеих систем постоянно работающего насоса холодного водоснаб жения, но при наличии регулируемого электропривода и соблюдении дополни тельных условий при выборе насоса.

Развита идея использования второго канала регулирования при воздуш ном отоплении зданий. Предпосылками энергосбережения этим способом яв ляются результаты обследования типовой школы и первый опыт применения в ней регулируемого электропривода вентилятора, полученные на кафедре АЭП МЭИ.

Суть способа – переменный режим вентиляции для соблюдения норм по температуре в помещении и качеству внутреннего воздуха и для обеспечения энергосбережения. Затраты энергии на отопление имеют две составляющие:

электрическую, потребляемую вентилятором, и тепловую, отдаваемую калори фером. Тепловая энергия зависит от объема подаваемого воздуха, который можно условно разделить на необходимый и достаточный для нужд вентиляции Vв и избыточный Vизб, подаваемый по тем или иным причинам в помещение из вне. Физические характеристики воздуха – теплоемкость и плотность, следует принимать как объективную реальность, обозначаемую K. Полная тепловая энергия, отдаваемая калорифером = K [Vв(T°от – Т°нар) + Vизб(Т°от – Т°нар)], (19) где Т°от, Т°нар – температура воздуха, подаваемого на отопление и наружного.

В конечном итоге вся тепловая энергия, подаваемая в помещение, расхо дуется на прогрев конструкций помещения и уносится с воздухом во вне. Пер вое слагаемое является полезно потребленной энергией, а второе – прямые ее потери. Очевидно, что энергосбережение подразумевает минимизацию или полную ликвидацию второго слагаемого путем регулирования полного потока воздуха, продуваемого через калорифер. Показано, что второй канал регулиро вания способствует решению нескольких задач качества отопления и энерго сбережения.

Рассмотренные новые области применения современного регулируемого электропривода в целях энерго- ресурсосбережения и повышения качества сис тем тепло-водоснабжения должны быть предметом будущих исследований.

В заключении подведены основные итоги диссертационной работы.

Исследование особенностей и возможностей современного регулируемого электропривода применительно к агрегатам теплоэнергетического комплекса открыло новые пути существенного повышения технического и технологиче ского уровня оборудования и позволило экономить значительные ресурсы на всех этапах выработки, транспортировки и распределения тепловой энергии и подачи потребителям воды.

1. С использованием регулируемых электроприводов осуществлена заме на ручного регулирования качества сгорания газа в топке котлов на автомати ческое, что дает экономию газа 2% (в летний период до 4,8%) и электроэнергии до 30%;

улучшает экологическую ситуацию за счет уменьшения вредных вы бросов в атмосферу;

исключает перегрев теплосети в летний период или выну жденный останов котлов.

Групповой регулируемый электропривод дутьевых вентиляторов позво лил создать всесезонный котел-регулятор, который самостоятельно или парал лельно с другими котлами регулирует температуру теплоносителя в зависимо сти от температуры наружного воздуха с отклонением, не превышающим ±0,30С.

Разработанные системы автоматического управления в период 1995 2004 гг. внедрены на 21 котле типа ПТВМ и шести теплостанциях тепловых се тей «Матвеевская», «Рублево», «Отрадное», «Кунцево», «Строгино», «Красный Строитель» и используются во внедряемых комплексных системах управления другими теплостанциями при их поэтапной реконструкции.

2. Выявлены причины негативных явлений, сопутствующих применению энергосберегающего частотно-регулируемого асинхронного электропривода ответственных механизмов теплостанций и разработан комплекс мероприятий, обеспечивающих безостановочную работу теплостанций в условиях кратковре менного нарушения электропитания и использованный на десяти теплостанци ях с высоковольтным ЧРП.

С целью радикального решения проблемы бесперебойной работы регули руемых электроприводов ответственных агрегатов сформулирован принцип их построения с одновременным использованием нескольких независимых вводов электропитания. Принцип реализован в новом мощном вентильно-индукторном электроприводе с независимым возбуждением с секционированными статор ными обмотками.

Экспериментальные исследования и опытно-промышленная эксплуатация нового электропривода 630 кВт, 1500 об/мин с электропитанием от двух вводов подтвердили неизменность технологических характеристик и нормальную ра боту котлов при нарушении электропитания по одному вводу. Новые вентиль но-индукторные электроприводы с одновременным питанием от двух вводов внедрены на трех механизмах теплостанций «Коломенская» и «Жулебино» с перспективой расширения внедрения.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.