Розрахунковий аналіз динамічних властивостей імпульсних ліній системи захисту парових турбін з електронним автоматом безпеки

Abstract

У статті розглядаються недоліки і переваги використання механічного та електронного автомату безпеки в системі захисту парових турбін від неприпустимого розгону. Дається обґрунтування використання електронного автомату безпеки для підвищення надійності систем захисту. Проведено розрахунковий аналіз динаміки роботи двох типів схем підключення виконавчих золотників електронного автомату безпеки до імпульсної лінії системи захисту. В першій схемі виконавчі золотники включено паралельно захисним пристроям. Живлення імпульсної лінії захисту виконується через дросельну шайбу. Виконавчі золотники і захисні пристрої здійснюють злив з імпульсної лінії. У другій – виконавчі золотники включено послідовно захисним пристроям. У цій схемі виконавчі золотники здійснють одночасне керування підведенням та зливом робочої рідини з імпульсної лінії захисту. Для кожної схеми розроблено математичні моделі, які представляють собою системи нелінійних диференціальних і алгебраїчних рівнянь. Розрахунок проводився для випадку спрацювання захисту парової турбіни ПТ-25-90/10 яка має електрогідравлічну систему регулювання. Результатами розрахунків показано, що виконавчих золотників електронного автомату безпеки послідовно захисним пристроям дозволяє отримати більшу швидкодію скидання тиску в імпульсній лінії захисту. Дається висновок, що динаміку процесу в значній мірі визначає кількість пружинних вимикачів виконавчих сервомоторів, що включено в імпульсну лінію захисту. Отримані результати можуть бути використані для модернізації систем автоматичного регулювання та захисту парових турбін шляхом впровадження електронного автомата безпеки. The article examines the advantages and disadvantages of the failure of the mechanical and electronic safety governors in the protection systems steam turbines from unacceptable overclocking. The justification for using an electronic safety circuit breaker to increase the relia-bility of protection systems is given. A computational analysis of the dynamics of the operation of two types of schemes for connecting the valves of the electronic safety governor to the impulse line of the protection system has been carried out. In the first scheme, the valves is connected in parallel with the protective devices. The pulse protection line is powered through a choke washer. The valves of the electronic safety governor and protective devices drain from the impulse line. In the second scheme, the valves of the electronic safety governor is connected in series with the protective devices. In this scheme, the devise of the electronic safety governor simultaneously controls the sup-ply and drain of working fluid from the impulse protection line. For each scheme, mathematical models have been developed, which repre-sent systems of nonlinear differential and algebraic equations. The calculation was carried out for the case of protection tripping of the PT-25-90/10 steam turbine, which has an electro-hydraulic control system. The results of the calculations show that installing the valves of the electronic safety governor in series with the protective devices allows to have the higher pressure relief speed in the impulse protection line. It is concluded that the dynamics of the process is largely determined by the number of spring switches of the servomotors included in the impulse protection line. The results obtained can be used to modernize protection systems of steam turbines by introducing an electronic safety governor.