Организация эксплуатации оборудования и автоматизация системы управления процессами на ТЭС
Организация обслуживания оборудования имеет своей целью обеспечение максимальной надежности и экономичности работы каждого агрегата и электростанции в целом.
Объектами эксплуатационного обслуживания на ТЭС является основное и вспомогательное оборудование теплотехнической и электротехнической части. При этом большое внимание уделяется турбогенераторам и парогенераторам (котельным агрегатам).
В основе организации эксплуатационного обслуживания лежат определенные предпосылки. К ним относятся: нормирование параметров и первичных показателей работы оборудования; оснащение оборудования контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики, управления, связи и сигнализации; организация энергетического учета и контроля; определение обязанностей каждого работника с соответствующей организацией труда и заработной платы; разработка правил ведения технической документации по эксплуатации.
В функции эксплуатационного обслуживания входит:
1) пуск и остановка оборудования;
2) периодическая проверка средств автоматической защиты и готовности к работе резервного вспомогательного оборудования;
3) наблюдение за состоянием оборудования и текущий энергетический контроль;
4) регулирование процессов;
5) уход за оборудованием;
6) ведение технической документации.
Эксплуатационный персонал ТЭС производит пуск и остановку основного оборудования только с разрешения руководящего дежурного персонала. Пуск осуществляется под руководством начальников смен. На электростанциях промышленных предприятий, связанных с районной энергосистемой, пуск и остановка агрегатов производятся с разрешения диспетчера системы.
Пуск и остановка сложных агрегатов ТЭС (парогенераторов, турбоагрегатов, блоков) всегда связаны с дополнительными расходами и потерями энергии. При этом возникают неравномерные температурные напряжения и расширения в отдельных частях и узлах оборудования, что может привести к повреждениям. Поэтому необходимо соблюдать строго установленную последовательность операций по времени и условия, которые обеспечивают минимум пусковых энергетических потерь.
Режим пуска и остановки турбоагрегата зависит от типа и конструкции турбины, начальных параметров пара и особенностей тепловой схемы станции.
Парогенераторы предъявляют высокие требования в отношении последовательности операций и темпов пуска и остановки. Режим пуска и остановки парогенераторов зависит от их типа и мощности, способа сжигания топлива, начальных параметров пара и особенностей тепловой схемы.
Энергоблоки на ТЭС пускаются в виде единого агрегата. Пуск блока котел—турбина имеет свои особенности по сравнению с раздельным пуском парогенератора и турбины. Режим пуска должен быть разработан таким образом, чтобы термические и механические напряжения в отдельных узлах оборудования не выходили за допустимые пределы.
При пуске блоков осуществляется управление разностью температур в отдельных частях турбины. Это управление производится регулированием температуры пара. Такой пуск называется пуском на скользящих параметрах пара. Он начинается с растопки паро генератора. На режим пуска блоков влияет тип парогенератора (барабанный, прямоточный). Пуск и остановка основного и вспомогательного оборудования ТЭС производятся на основе эксплуатационных инструкций.
Периодическая проверка средств автоматической защиты и опробование резервного вспомогательного оборудования целиком направлены на обеспечение надежной эксплуатации оборудования. В функции эксплуатационного обслуживания входит систематическое наблюдение за состоянием основного и вспомогательного оборудования.
Объектами наблюдения являются:
состояние кладки
парогенераторов;
температура наружных поверхностей оборудования;
арматура и соединения паропроводов;
температура масла в подшипниках;
состояние изоляции и т. п.
Состояние оборудования влияет на надежность и экономичность его работы.
Текущий энергетический контроль подразделяется на непрерывный и периодический.
Объектами непрерывного контроля являются параметры энергии и первичные показатели процессов.
Задавайте вопросы нашему консультанту, он ждет вас внизу экрана и всегда онлайн специально для Вас. Не стесняемся, мы работаем совершенно бесплатно!!!
Также оказываем консультации по телефону: 8 (800) 600-76-83, звонок по России бесплатный!
1) параметры подведенной энергии (давление и температура пара перед турбинами, деаэраторами, редукционно-охладительными и теплофикационными установками);
2) параметры выработанной или преобразованной энергии (давление и температура пара за парогенераторами, редукционно-охладительными установками, отборами и противодавлениями турбин; напряжение и частота переменного тока генераторов);
3) параметры внешней среды (температура охлаждающей воды конденсаторов у турбин);
4) показатели подведенной мощности (часовые расходы топлива на парогенераторы, часовые расходы пара на турбины);
5) показатели произведенной или преобразованной мощности (среднечасовой отпуск пара парогенераторами, редукционно-охладительными установками, отборами и противодавлениями турбин; среднечасовая электрическая нагрузка генераторов);
6) показатели надежности и безопасности работы оборудования (температура масла в подшипниках, уровень воды в барабанах парогенераторов и т. п.);
7) качественные показатели работы оборудования (температура уходящих газов парогенераторов, температура питательной воды, глубина вакуума у турбин с конденсацией пара и т. п.).
Объектами периодического энергоконтроля являются показатели, определяемые на основе отбора проб и анализов:
1) состав, теплотворная способность, зольность и влажность топлива;
2) содержание окиси углерода в отходящих газах парогенераторов;
3) содержание углерода в шлаках и уносе;
4) содержание солей и кислот в питательной воде парогенераторов; 5) содержание примесей в масле.
Текущий энергетический контроль обеспечивает безопасность эксплуатации оборудования, его надежность и экономичность. Круг обязанностей персонала по обеспечению текущего энергетического контроля зависит от параметров и мощности основного оборудования ТЭС и степени автоматизации процессов. Эти обязанности определяются в соответствии с Правилами технической эксплуатации.
Регулирование процессов на агрегатах ТЭС осуществляется в соответствии с заданной нагрузкой и параметрами энергии. От него в сильной степени зависит экономичность работы оборудования. Регулирование может быть как ручным, так и автоматическим. В настоящее время тепловые станции в достаточной мере оснащены средствами автоматического регулирования процессов. Функции персонала по регулированию находятся в определенной взаимосвязи с уровнем автоматизации.
Уход организуется за всеми видами основного и вспомогательного оборудования. Он включает в себя: наружную чистку, регулировку, мелкий ремонт (исправление незначительных повреждений, подтяжка фланцев трубопроводов, исправление повреждений теплоизоляции) и т. п.
Организация эксплуатации обеспечивается техническими правилами и соответствующей документацией. Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) предусматривается оснащение оборудования контрольно-измерительными приборами, средствами связи и сигнала, а также общий порядок эксплуатационного обслуживания агрегатов. На основе этих правил разрабатываются производственные инструкции по обслуживанию основного и вспомогательного оборудования ТЭС. Эти инструкции регламентируют права и обязанности эксплуатационного персонала. Специальные инструкции составляются по пуску и остановке оборудования, проведению испытаний, переключениям в электрических схемах, поведению персонала в аварийных случаях и т. п.
На электростанциях имеются технические характеристики (паспорта) оборудования, комплекты чертежей и изнашиваемых деталей агрегатов, монтажные схемы, тепловые схемы и другие технические документы. В состав технической документации входят также оперативные и дежурные журналы и ведомости для регистрации основных показателей работы оборудования.
Материалы текущего энергетического контроля, энергетического учета и технической документации служат основой для последующего энергетического контроля. Он осуществляется периодически руководящим административно-техническим персоналом станции. Этот контроль является средством проверки качества работы оборудования и эксплуатационного персонала. Основными условиями эффективности последующего энергоконтроля являются его оперативность, регулярность и своевременность.
Организация эксплуатации находится в тесной взаимосвязи с автоматизацией управления технологическими процессами. Управление технологическими процессами осуществляется путем воздействия на эксплуатационные параметры оборудования (мощность, расход, давление, температура, частота вращения ротора и т. п.). Автоматизация управления этими процессами может иметь различную степень централизации.
При автоматизации отдельных звеньев или стадий технологического процесса ТЭС используются автономные системы (подсистемы). Они не объединяются в общую систему управления технологическим процессом. Автономные системы (подсистемы) не связываются между собой и единым координационным центром. Такое технологическое управление является децентрализованным.
Централизованное управление технологическими процессами связано с полной (комплексной) автоматизацией и применением управляющих вычислительных машин (УВМ). Эти машины являются координирующим центром единой системы технологического управления. Такое управление позволяет организовать эксплуатацию оборудования на высоком уровне. При использовании централизованных систем должна быть обеспечена их высокая надежность. Недостаточная же надежность таких систем может сильно ограничивать их применение.
Для автоматизации управления технологическими процессами ТЭС может применяться и система, промежуточная между децентрализованной и централизованной.
На ТЭС создаются автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), включающие в себя несколько подсистем.
К этим подсистемам относятся:
1) автоматическая защита;
2) автоматический контроль;
3) автоматическое регулирование;
4) логическое управление.
АСУ ТП координируется с автоматизированными системами управления производством.
Одним из направлений развития нашей энергетики является централизация функций управления предприятиями в энергосистемах. Поэтому автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) создаются на уровне энергосистем. Для управления производством на электростанциях также могут создаваться автоматизированные системы (АСУ ТЭС). Эти системы функционируют в рамках организационно-производственной структурны электростанции. В задачи АСУ ТЭС входит решение комплекса производственных вопросов технико-экономического управления. АСУ ТП должно быть взаимосвязано с АСУ ТЭС и АСУП. Тепловые электростанции в достаточной мере оснащены средствами автоматизации для управления технологическими процессами.
Важным элементом автоматизации является автоматическая защита, к которой относится и блокировка. Оснащение оборудования ТЭС развитой системой защитных устройств обеспечивает надежность их работы. Вероятность возникновения аварий и неполадок в работе оборудования сводится к минимуму. Автоматическая защита имеет особое значение при работе мощных блочных установок, где аварии могут принести значительный ущерб. На ТЭС широко применяется аварийная блокировка взаимно связанных элементов оборудования.
Важными объектами защиты являются парогенераторы, турбогенераторы и энергоблоки. В комплексе автоматики парогенераторов предусматривается защита от вредных воздействий при отклонениях от норм давления и температуры пара, уровня воды в барабанах и т. п.
Турбоагрегаты оснащаются регуляторами безопасности для защиты от чрезмерного повышения частоты вращения. Эту защиту у турбин с противодавлением выполняет регулятор скорости. Мощные турбоагрегаты снабжаются защитными устройствами для предотвращения осевого сдвига и повышения сверх нормы давления масла.
Автоматический контроль осуществляется за работой оборудования и ходом технологического процесса. Используются средства автоматического дистанционного контроля за исполнительными механизмами (задвижками, шиберами, электродвигателями, высоковольтными выключателями и т. п.). Широкое применение находит аварийная сигнализация и сигнализация о неполадках в работе оборудования. Автоматический контроль за параметрами и качественными показателями работы основного оборудования и энергоблоков ТЭС позволяет надежно и экономично вести технологический процесс. Состав объектов и точек автоматического контроля параметров и качественных показателей зависит от типа и мощности оборудования и степени автоматизации процессов. По мере повышения степени автоматизации количество точек контроля увеличивается. Это увеличение происходит в основном за счет точек автоматической сигнализации.
Автоматическое регулирование на ТЭС является важнейшей частью автоматики, обеспечивающей надежность и экономичность эксплуатации оборудования. Степень автоматизации его регулирования в нормальных эксплуатационных режимах довольно высока.
Мощность или нагрузка парогенераторов поддерживается на заданном уровне путем регулирования процесса горения топлива, подачи питательной воды и температуры перегрева пара. Процесс горения связан с регулированием подачи топлива и воздуха, а также разрежения в топке. Для этой цели устанавливаются специальные авторегуляторы. Автоматическое регулирование процесса горения обеспечивает экономичность сжигания топлива и поддержание параметров пара в заданных пределах. Регулирование подачи питательной воды связано с продувкой (периодической или непрерывной), которая также производится автоматически. Задача такого регулирования заключается в поддержании баланса пара и питательной воды. Температура перегрева пара регулируется специальным впрыском в него воды или его охлаждением в поверхностных пароохладителях. Регуляторы воздействуют на подачу охлаждающей воды к охладителю или на впрыск.
Система пылеприготовления на ТЭС также оснащается автоматическими регуляторами. Они поддерживают постоянной производительность мельниц, регулируют подачу первичного воздуха и температуру аэросмеси за мельницей.
Автоматическое регулирование системы гидрозолоудаления включает в себя слив и транспортировку золы на золоотвал.
Автоматическое регулирование электрической нагрузки турбоагрегатов ведется по параметру частоты тока. Регенеративные подогреватели высокого давления в схеме регенерации турбин имеют автоматические регуляторы уровня конденсата.
С помощью устройств тепловой автоматики поддерживается на заданном уровне тепловая нагрузка турбин. Она регулируется по параметру давления пара. Регуляторы устанавливаются на регулируемых отборах или противодавлениях агрегатов, У турбин с противодавлением регулирование тепловой и электрической нагрузки ведет регулятор противодавления. Это связано с тем, что у этих турбин полезная электрическая мощность является вынужденной, зависящей от тепловой нагрузки.
Автоматическое регулирование в деаэрационных установках поддерживает в заданных пределах температуру подогреваемой воды и ее уровень в баках деаэраторов. Автоматические регуляторы устанавливаются на подогревателях сетевой воды и редукционно-охладительных установках (РОУ). В подогревателях сетевой воды автоматически регулируется ее температура на выходе. Кроме того, в тепловых сетях регуляторы подпитки поддерживают заданное давление. В РОУ регулируются параметры давления и температуры. Регуляторы воздействуют на паровой редукционный клапан, на клапан впрыска охлаждающей воды и на ее подвод. Автоматическое регулирование осуществляется также циркуляционными, дренажными и другими насосами ТЭС. Производительность циркуляционных насосов регулируется по импульсу давления воды на входе к конденсаторам турбин.
Управление технологическими процессами ТЭС предполагает использование средств логического управления с электронно-вычислительными машинами. Эти средства предназначены в основном для автоматизации управления технологическими процессами энергоблоков и основного оборудования электростанций с поперечными связями. Автоматизация процесса технологического управления базируется на внедрении информационных систем и управляющих вычислительных машин.
В информационных системах используются цифровые вычислительные машины дискретного счета. Они предназначены для регистрации контролируемых параметров, сигнализации при их отклонениях от нормальных значений и вычисления на основе полученной информации различных производных величин. По сути дела информационные вычислительные машины являются машинами-советчиками. Обслуживающий персонал получает от них информацию о ходе технологического процесса и вносит необходимые коррективы в работу оборудования через механизмы регулирования и управления.
Управляющие вычислительные машины относятся к аналоговым машинам непрерывного действия. При применении УВМ объем автоматизации значительно расширяется. Эти машины выполняют функции технико-экономического управления и контроля, а также вычисления отдельных технико-экономических показателей. УВМ может применяться в качестве корректора к автономным подсистемам автоматического регулирования и технологического управления. В соответствии с заданной программой и информацией о ходе технологического процесса эти машины дают необходимые импульсы регулирующим и управляющим механизмам.
В топливно-транспортных цехах ТЭС автоматизируется открывание и закрывание люков саморазгружающихся вагонов. При этом управляющие импульсы поступают дистанционно на разгрузочное устройство. В целом топливно-транспортное хозяйство ТЭС имеет относительно невысокий уровень автоматизации. В особенности это относится к действующим станциям с поперечными связями. Уровень технологического управления топливно-транспортным хозяйством блочных ТЭС значительно выше. На них широко применяются автоматические схемы разгрузки топлива вагоноопрокидывателями.
Автоматическое управление механизмами топливоподачи ТЭС обычно выполняется по типовому проекту. Управление производится со щита топливоподачи, который обслуживается оператором или начальником смены топливно-транспортного хозяйства. Схема управления и обслуживания щита зависит от места его расположения, установленной мощности ТЭС и других конкретных условий эксплуатации.
Со щита управления осуществляются следующие операции:
1) проверка правильности установки пересыпных узлов управление работой тракта топливоподачи;
4) пуск и остановка отдельных механизмов и тракта топливоподачи в целом.
У парогенераторов с помощью вычислительных машин автоматически регулируется производительность в соответствии с заданным отпуском пара нормальных параметров. На энергоблоках применяется система регулирования мощности. Она поддерживает давление пара перед турбиной и мощность турбогенератора в соответствии с заданными значениями. Эта система воздействует на регулирующие клапаны турбины и органы регулирования нагрузки парогенератора.
С помощью УВМ может производиться технологическое управление энергоблоками. При этом автоматически регулируются: нагрузка блока; процесс размола топлива в мельницах и подача пылевоздушной смеси к горелкам; процесс горения топлива; питание парогенератора водой; температура пара в тракте высокого давления и после вторичного перегрева; обдувка поверхностей нагрева парогенератора; давление и температура пара перед турбиной; частота вращения ротора турбины; работа оборудования машинного зала. Автоматическое регулирование параметров энергоблока производится в основном в режимах его нормальной работы.
С помощью УВМ можно обеспечить также автоматизированный пуск и остановку блока. С этой целью вся последовательность пуска и остановки подразделяется на ряд логических групп операций. Последовательность операций при пусках и остановках вводится в машину. Машина следит за ходом операций. Контроль за последовательностью этих операций позволяет реализовать преимущества автоматизации указанных процессов.
Оператор блочного щита управления контролирует важнейшие параметры и режим работы блока. Он следит за действием автоматических регуляторов, которые контролируются УВМ. В случае отключения УВМ непосредственный контроль за работой автоматических регуляторов осуществляется оператором блока.
Управляющие вычислительные машины предназначены для регулирования процессов по заданной программе и управления работой агрегатов и установок. Применение программного управления позволяет полностью обеспечить оптимальные режимы работы оборудования.
Парогенераторы, оснащенные автоматической системой регулирования, могут работать по заданной программе без вмешательства персонала. Подача топлива и воды происходит автоматически. За работой установки можно следить с помощью средств телемеханики.
Довольно сложной задачей для тепловых станций является разработка централизованного управления всем комплексным процессом производства энергии. УВМ является основной частью этих систем. Указанные системы имеют две разновидности; для блочных станций и для станций с поперечными связями.
В данном случае оптимальный режим работы оборудования выбирает машина. Она контролирует показатели и управляет всем технологическим процессом. За работой машины и выполнением ее указаний средствами автоматики должен следить дежурный оператор. Оператор может контролировать работу основных узлов системы и при выходе машины из строя. Для этого используются дополнительные автоматические устройства.
Организация эксплуатации оборудования и автоматизация управления процессами на АЭС
Атомные электростанции (АЭС) можно отнести к одному из видов тепловых станций. На них вместо органического топлива используется ядерное горючее. К генерирующим установкам относятся реакторы с парогенераторами и паровые турбины.
Функции эксплуатационного, обслуживания на АЭС в основном такие же, как и на ТЭС. Однако организация эксплуатации здесь имеет свои особенности. Они связаны с наличием реакторных установок и необходимостью защиты от ионизирующих излучений, испускаемых радиоактивными веществами.
Одной из основных эксплуатационных операций является пуск и остановка реакторных установок и связанного с ними генерирующего оборудования. Пуск реактора представляет собой длительную операцию, так как необходимо наладить управляемый процесс цепной реакции. Для пуска реакторов канального типа тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) погружаются в технологические каналы. Перед пуском производится заполнение парогенераторов и соответствующих контуров питательной водой. Остановка реактора может быть как запланированной, так и аварийной. При остановке снимается нагрузка с турбин. Выключаются циркуляционные насосы. Реактор и контуры охлаждаются. Быстрая остановка канальных реакторов производится с помощью специальных аварийных стержней. Они приводятся в действие автоматически от аварийной сигнализации.
Организация процесса нормальной эксплуатации АЭС направлена к тому, чтобы обеспечить надежность работы оборудования и радиационную безопасность. Мощность реакторов и паровых турбин поддерживается в полном соответствии друг с другом. Обеспечиваются на заданном уровне и средние параметры теплоносителя. Большое внимание уделяется бесперебойному электроснабжению механизмов и устройств собственных нужд станции. Среди них особое место занимает система управления и защиты реактора. Эта система обеспечивает аварийную защиту и компенсацию изменения реактивности по мере выгорания ядерного горючего. Для предотвращения аварий и обеспечения надежности широко применяется блокировка и сигнализация.
Цепной процесс деления ядер в реакторе осуществляется так, чтобы масса делящегося вещества была не менее критической. Критической называется такая масса, при которой от деления ядер в единицу времени возникает столько же нейтронов, сколько их поглощается в реакторе. Регулирование технологического процесса в канальных реакторах происходит при помощи компенсирующих стержней. Их назначение заключается в поглощении избыточных нейтронов деления. Для изменения мощности реактора служат регулирующие стержни. Рабочая часть этих стержней содержит материалы, сильно поглощающие нейтроны. При погружении регулирующих стержней в активную зону работающего реактора поток нейтронов начинает снижаться. Снижается и число актов деления в единицу времени. В результате мощность реактора уменьшается. Увеличение мощности реактора достигается путем постепенного извлечения регулирующих стержней из активной зоны.
В процессе эксплуатации осуществляется контроль за нормальной работой технологической схемы реакторной установки и параметрами теплоносителя. Температура теплоносителя измеряется термопарами на выходе из каждого технологического канала. Расход теплоносителя измеряется расходомерами.
Весьма важной и сложной задачей эксплуатационного обслуживания на АЭС является защита от излучений. Для нейтрализации излучений предусматриваются меры биологической защиты.
На станциях источники излучений окружаются железобетонными стенами. Одним из вариантов биологической защиты может служить и размещение помещений первого контура теплоносителя в стальной сферической оболочке. Персонал применяет средства индивидуальной защиты.
Гаммалучи и нейтроны могут проникать: через отверстия и щели в местах технологических каналов; через зазоры между блоками кладки; через отверстия для измерений и т. п. Для этих участков применяются специальные меры защиты. Во всех уплотнениях технологических каналов реактора предусматривается непрерывный воздушный отсос и дренаж. Система вентиляции помещений замыкается на высокие вентиляционные трубы. Отсасываемый воздух пропускается через фильтры. При превышении допустимой величины радиоактивности воздуха аварийная вентиляция включается автоматически. Дезактивационные установки станции позволяют поддерживать уровень радиоактивности в допустимых пределах. В результате дезактивации газообразные вещества доводятся до состояния, допускающего их выброс в атмосферу. Дезактивированная вода возвращается в общий цикл. Радиоактивные отходы подвергаются захоронению.
На АЭС ведется дозиметрический контроль. Контролируется состояние помещений и территории станции, содержание радиоактивных элементов в теплоносителе и величина дозы облучения, получаемой каждым работником. Для дистанционного контроля за основными видами излучений служат многоканальные сигнально-измерительные установки комплексного дозиметрического контроля. Они дают звуковую и световую сигнализацию для оповещения персонала о превышении допустимой нормы. Радиоактивность теплоносителя измеряется ионизационными камерами.
Все помещения АЭС делятся на зоны строго и свободного режима. В зоне строгого режима имеет место радиационное излучение и загрязнение конструкций и воздуха радиоактивными веществами. К зоне строгого режима относятся: реакторный зал; помещения и коридоры радиоактивного теплоносителя; боксы задвижек, насосов, фильтров и вентиляторов; другие помещения, в которых возможно радиационное воздействие на персонал. В зону строгого режима персонал проходит через санпропускник.
Помещения строгого режима можно подразделить на необслуживаемые и полуобслуживаемые. К необслуживаемым помещениям относятся, например, шахты реакторов, а также помещения и коридоры, связанные с радиоактивным теплоносителем. К полу обслуживаемым можно отнести реакторный зал и другие помещения с относительно небольшими источниками излучения. В полу обслуживаемых помещениях допускается периодическое пребывание персонала.
К зоне свободного режима относятся все помещения, в которых постоянно может находиться обслуживающий персонал.
При одноконтурной схеме станции машинный зал относится к зоне строгого режима. При двухконтурной и трехконтурной схемах этот зал относится к зоне свободного режима.
Одной из важных операций при эксплуатации атомных станций является выгрузка отработавших и загрузка новых тепловыделяющих элементов. Тепловыделяющие элементы извлекаются из технологических каналов мостовыми кранами с дистанционным управлением или с помощью специальных разгрузочно-погрузочных машин.
Отработанные ТВЭЛы передаются в хранилище. Для сокращения линий технологического транспорта эти хранилища располагаются возможно ближе к реакторам. В хранилищах элементы выдерживаются до тех пор, пока их радиоактивность не снизится до безопасных пределов. После этого элементы отправляются на химическую переработку.
На АЭС все операции с тепловыделяющими элементами производятся дистанционно. В качестве биологической защиты служат ограждающие устройства из свинца, стали и бетона.
Атомные станции имеют довольно высокий уровень автоматизации и централизации управления технологическими процессами. Система управления и защиты реакторных установок полностью автоматизирована.
Мощность канального реактора связана с положением регулирующих и компенсирующих стержней. Система регулирования этой мощности включает в себя: датчики, замеряющие плотность потока нейтронов; стержни управления и различные электронные и электромеханические устройства для регулирования их положения.
Заданная мощность реактора обычно устанавливается электронной схемой управления. Эта схема приводит в соответствие с установленной величиной температуру и расход теплоносителя. Схема управления воздействует на электропривод механизмов, которые соединены со стержнями реактора.
Уровень воды в испарителях поддерживается регуляторами питания, которые получают импульсы от датчиков воды и пара. Заданные пределы температуры перегретого пара также поддерживаются специальным регулятором. Регуляторы используются и для обеспечения коммутационных операций.
Управление станцией осуществляется с центрального поста. Оператор поста следит: за положением стержней реактора, расходом, давлением и температурой воды в контурах теплоносителя, параметрами пара; режимом работы турбоагрегатов и другими эксплуатационными показателями.
На АЭС осуществляется автоматический дозиметрический контроль элементов реакторной установки, контуров теплоносителя, дренажной системы, линий технической воды, продувок и сбросов. Замеренные величины радиоактивности с помощью датчиков передаются на соответствующие приборы щита дозиметрического контроля оборудования.
Организация эксплуатации оборудования и автоматизация управления процессами на ГЭС
Базой для организации эксплуатационного обслуживания оборудования ГЭС служат: параметры и первичные показатели работы; регламентация функций обслуживания; оснащение контрольно-измерительными приборами; регламентация прав и обязанностей эксплуатационного персонала; техническая документация по эксплуатации.
С целью соблюдения нормальных параметров и показателей технологического процесса на ГЭС осуществляется непрерывный и периодический контроль. Нормы параметров и первичных показателей работы оборудования находят отражение в режимных (технологических) картах. Эти документы дополняют производственные инструкции по ведению технологического процесса.
К функциям эксплуатационного обслуживания оборудования относятся: пуски и остановки; наблюдение за техническим состоянием; текущий контроль параметров и первичных показателей работы; регулирование процессов в соответствии с заданным графиком нагрузки; периодические опробования резервного оборудования и проверка действия защитных устройств; запись показаний контрольно-измерительных приборов; смазка, обтирка, чистка и уборка рабочего места.
Гидростанции имеют высокий уровень автоматизации управления технологическими процессами. Широкие возможности автоматизации управления оборудованием определяются относительной простотой конструкции гидравлических турбин и простотой управления.
По электротехнической части электростанции автоматизированы: синхронизация и включение генератора в сеть; регулирование возбуждения генераторов; регулирование частоты тока и мощности станции; управление выключателями; включение источников питания собственных нужд; действие релейной защиты генераторов, трансформаторов и т. д.
Степень автоматизации технологических процессов на ГЭС зависит от задач и функций, которые она выполняет в ЭЭС.
На ГЭС нашло также широкое применение управление с помощью телемеханики, автооператоров и АСУ ТП. Телеуправление осуществляют с диспетчерского пункта ЭЭС или с центрального поста управления каскада ГЭС.
При автоматизации ведения режима работы ГЭС устанавливают автооператор с устройством задания графика и системы группового регулирования активной мощности и напряжения. При управлении ГЭС с помощью автооператоров или телемеханики постоянного обслуживающего персонала на них не предусматривают. АСУ ТП представляет собой совокупность методов и технических средств, обеспечивающих эффективное выполнение функций управления на основе использования экономико-математических методов, вычислительной техники и средств сбора, хранения и передачи информации. Эта система позволяет: повышать надежность работы автоматического управления; совершенствовать оперативное обслуживание ГЭС; повышать уровень эксплуатации оборудования; снижать время на ликвидацию аварийных ситуаций; оптимизировать режимы использования водохранилищ.
Организация эксплуатации и автоматизация систем управления процессами в тепловых и электрических сетях
Эксплуатационное обслуживание тепловых и электрических сетей осуществляется в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Надежная и экономичная работа, а также рациональное распределение тепловой энергии достигается посредством: разработки и регулирования тепловых и гидравлических режимов системы теплоснабжения; учета и контроля ее качественных и количественных показателей; контроля за работой абонентских вводов; рациональной организации эксплуатационного обслуживания и ремонта.
Функции эксплуатационного обслуживания тепловых сетей: систематическое наблюдение за техническим состоянием сетей и абонентских вводов; предупреждение наружной и внутренней коррозии теплопроводов; оперативный контроль параметров теплоносителя; учет распределяемого тепла и расхода теплоносителя; ведение технической документации. Эксплуатационное обслуживание осуществляют районы эксплуатации или участки тепловых сетей. Наблюдение за режимом работы тепловых сетей, включение и выключение установок потребителей, переключения в сети производит дежурный персонал сетевого района.
Развитие теплофикации привело к развитию тепловых сетей и увеличению радиуса их действия. Это обстоятельство потребовало совершенствования управления их работой. Оно осуществляется на базе автоматизации процессов с применением телемеханики. Телемеханизация магистральных трубопроводов позволяет: снижать потери теплофикационной воды за счет сокращения времени поиска повреждений и локализации аварийных утечек; улучшать показатель температуры обратной воды на основе постоянного контроля за температурным режимом тепловой сети с помощью средств телеизмерения; повышать возможности оперативного управления; повышать надежность работы основного и вспомогательного оборудования тепловых сетей при сокращении численности эксплуатационного персонала.
Надежная и экономичная работа электрических сетей достигается посредством: регулярного осуществления ревизий и осмотров электрических линий и подстанций; непрерывного наблюдения за эксплуатационным состоянием линий электропередачи, кабельной сети, подстанций, вводов; внедрения средств защиты и т. д.
Для электрических сетей характерна тесная взаимосвязь оперативно-эксплуатационного и ремонтного обслуживания.
Основными функциями оперативного персонала являются: управление режимами работы электрических сетей; различного рода переключения и ликвидация аварий.
К функциям эксплуатационного обслуживания относят: осмотр воздушных ЛЭП; выборочную проверку состояния проводов и тросов в зажимах; осмотр трасс кабельных линий; измерение в различных точках сети нагрузки кабельных линий и напряжения; проверку температуры нагрева кабелей; перезарядку фильтров и влагопоглотителей и т. п.
В зависимости от факторов — плотности сетей на обслуживаемой территории, географических и климатических условий, наличия связи, транспортных коммуникаций, структуры административного деления — выбирается оптимальный вариант ремонтно-эксплуатационного обслуживания. Ремонтно-эксплуатационное обслуживание электрических сетей может осуществляться централизованным, децентрализованным и смешанным способами.
Централизованное обслуживание осуществляют выездные бригады. Децентрализованный способ предполагает ремонтно-эксплуатационное обслуживание электрических линий и подстанций закрепленным за ними персоналом. При смешанном способе эксплуатационное обслуживание осуществляется оперативным персоналом в пределах его рабочей зоны, а ремонтное обслуживание персоналом центральных или производственных ремонтных баз. В настоящее время централизованный способ эксплуатационно-ремонтного обслуживания электрических сетей является преобладающим.
Автоматизация системы управления электрическими сетями осуществляется с целью повышения надежности электроснабжения, поддержания напряжения на границах раздела электрической сети в пределах ГОСТа, дистанционного управления подстанциями, отключения и включения оборудования. В сетях внедряются программные автоматы и вычислительные, машины. Для крупных подстанций разработана система, которая фиксирует появление и исчезновение предупреждающих сигналов, отключает и включает выключатели. Эта система решает и ряд других задач, связанных с управлением работой электрических сетей.
Программные автоматы применяют для управления районными и распределительными подстанциями с достаточно простыми схемами и ограниченным кругом задач автоматического управления и контроля.
Малые ЭВМ используются: для регистрации и отображения оперативной информации; для технологического контроля; оперативного управления и т. д.
Организация эксплуатации энергохозяйства и автоматизация энергетических процессов на промышленных предприятиях
Основная задача эксплуатационного обслуживания на промышленных предприятиях — обеспечение надежности и экономичности работы каждого агрегата, участка и всей системы энергоснабжения в целом. Эксплуатационное обслуживание оборудования базируется на: нормировании параметров и первичных показателей работы; регламентации функций обслуживания; оснащении контрольно-измерительными приборами; энергетическом контроле и учете; технической документации по эксплуатации.
К параметрам и первичным показателям технологического процесса относят: параметры вырабатываемой, преобразуемой, передаваемой и потребляемой энергии, энергоносителей и топлива; показатели, характеризующие мощность основного энергопотока при входе и выходе из оборудования; первичные показатели работы, с помощью которых определяют величину потерь; параметры внешней среды, влияющие на качественные показатели работы; показатели, характеризующие степень надежности и безопасности.
К функциям эксплуатационного обслуживания относят: наблюдение за работой и состоянием оборудования; пуски и остановки оборудования; текущий контроль параметров и первичных показателей работы; различные переключения; смазку, обтирку, внешнюю чистку оборудования и т. д.
Энергетический контроль и регулирование осуществляют на основе непрерывного контроля параметров вырабатываемой и потребляемой энергии. Записи первичных данных непрерывного контроля являются основой для последующего энергетического контроля. Этот контроль позволяет установить степень выполнения персоналом заданных режимов, первичных показателей процессов и т. п. Последующий энергетический контроль может быть оперативным и регулярным (ежесуточным).
Основными документами, регламентирующими эксплуатационное обслуживание энергохозяйства, являются инструкции (правила) по эксплуатации электроустановок, теплоиспользующих установок и тепловых сетей. Кроме того, для правильной организации эксплуатации разрабатывают техническую документацию; паспорт на каждый вид оборудования; рабочие чертежи; монтажные схемы; общие схемы электроснабжения, теплоснабжения, газоснабжения, мазутоснабжения и т. п.; принципиальные и монтажные схемы всех генерирующих и преобразовательных установок; схемы энергетического учета и контроля.
Организация эксплуатации энергетического хозяйства промышленных предприятий зависит от автоматизации энергетических процессов. На промышленных предприятиях автоматизируются: основное и вспомогательное оборудование котельных; системы теплоснабжения, сбора и возврата конденсата; компрессорные и насосные установки; учет и контроль за расходом энергии.
В промышленных котельных предусматривают автоматическое регулирование: расхода и температуры питательной воды; производительности парогенераторов, процесса горения, разрежения в топке; работы питательных и конденсатных насосов. При сжигании жидкого топлива автоматически регулируют его температуру и давление при подаче в парогенератор.
В системах теплоснабжения автоматизация позволяет снижать потери тепла, обусловленные перегревом помещений. В схемах автоматизации, применяемых в промышленных котельных и сетевых установках, широкое распространение получила электронно-гидравлическая система «Кристалл».
Для автоматизации учета и контроля за расходом энергии используются информационно-измерительные системы. С помощью этих систем осуществляют: сбор информации; вычисление значений совмещенных активных и реактивных электрических нагрузок предприятия в часы утреннего и вечернего «пиков» ЭЭС; суммирование информации об активной и реактивной мощности, потребляемой предприятием в часы максимумов нагрузки ЭЭС; вычисление расходов активной и реактивной энергии по отдельным группам питающих или отходящих линий.
При эксплуатации энергетического хозяйства промышленных предприятий используют и устройства телемеханики. Эти устройства применяют для автоматического управления и диспетчеризации.
Организация материально-технического обеспечения
Организация материально-технического обеспечения и складского хозяйства в энергетике
Материально-техническое обеспечение — процесс планового распределения и планомерного обращения средств производства, включающий реализацию продукции производственно-технического характера. Система организации материально-технического обеспечения оказывает влияние на ритмичность работы и выполнение плановых заданий всех отраслей народного хозяйства.
Управление материально-техническим обеспечением отраслей народного хозяйства осуществляется посредством общегосударственной системы. Руководство материально-техническим обеспечением возложено на Государственный комитет СССР по материально-техническому снабжению (Госснаб СССР).
В состав Госснаба входят центральные и территориальные органы снабжения и сбыта. Центральные органы представлены специализированными главными управлениями по снабжению и сбыту (Союзглавснабсбыты). Основные задачи Союзглавснабсбытов определяются общими задачами Госснаба СССР и состоят: в руководстве и организации системы обеспечения в соответствии с планами; разработке материальных балансов и проектов планов распределения продукции; контроле за своевременным и полным выполнением планов поставок; разработке мероприятий по совершенствованию системы и органов снабжения народного хозяйства продукцией.
Территориальные органы представлены территориальными управлениями материально-технического снабжения (в экономических районах РСФСР) и главными управлениями материально технического снабжения (в других союзных республиках). Основные задачи территориальных органов снабжения: реализация материальных ресурсов предприятия (объединения), находящихся в районе их деятельности; организация оптовой торговли продукцией; контроль за использованием и хранением материальных ресурсов предприятиями или объединениями и т. д.
Особенность организации материально-технического снабжения состоит в том, что оно носит межотраслевой характер. Органы Госснаба СССР обеспечивают материальными ресурсами всех потребителей независимо от их ведомственной принадлежности. Поэтому в промышленных министерствах существуют только главные управления снабжения (Главснабы). В министерстве энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР) руководство материально-техническим обеспечением осуществляет также Главснаб. Главснаб Минэнерго СССР выполняет плановые функции по определению потребности энергетики в материалах, оборудовании, а также распределяет ресурсы, получаемые отраслью в централизованном порядке.
Централизованное руководство обеспечением энергетики осуществляют в отличие от ряда отраслей промышленности Союзглавснабсбыты Госснаба СССР. Это руководство не предусматривает участия территориальных органов снабжения. Однако реализация выделенных Минэнерго СССР материальных ресурсов осуществляется через территориальные органы снабжения. Это обусловлено тем, что Союзглавснабсбыты и Главснаб Минэнерго СССР не имеют товаропроводящей сети, т. е. в их ведении нет баз, складов и т. и. Такая организация материально-технического обеспечения предусматривает безусловное выполнение указаний Союзглавснабсбытов территориальными органами по вопросам реализации фондов, порядка и очередности поставок продукции.
Главснаб Минэнерго СССР организует материально-техническое обеспечение своих предприятий и организаций непосредственно или через отделы материально-технического снабжения ПЭО. Он утверждает ПЭО объем поставок топлива, материалов, оборудования. ПЭО производят распределение материальных ресурсов между предприятиями, входящими в его состав. Материально-техническое обеспечение может быть как централизованным, так и децентрализованным. Централизованная форма предусматривает централизацию всех видов снабженческой деятельности в ПЭО. В этом случае предприятия ПЭО на правах производственных единиц объединения не поддерживают связей с внешними организациями по вопросам обеспечения.
При децентрализованной форме обеспечения функции отделов снабжения энергетических предприятий ограничиваются. Это обусловлено тем, что разработку и представление заявок в вышестоящие организации на продукцию, распределяемую централизованно, осуществляют отделы снабжения ПЭО.
На электростанциях и в сетях вопросы материально-технического обеспечения находятся в ведении соответствующих отделов. Основными задачами отделов материально-технического снабжения являются: своевременное, бесперебойное, комплектное обеспечение вспомогательными материалами, запасными частями и инструментами цехов и служб при минимальных транспортно-заготовительных расходах; обеспечение правильного хранения и использования материальных ценностей.
Организационное построение й структура служб снабжения на электростанциях и в сетях зависят от масштабов предприятий, объемов и номенклатуры используемых материалов, территориального размещения предприятий, состояния материально-технической базы и т. д.
Эффективность системы материально-технического обеспечения зависит от организации складского хозяйства, которая предполагает: установление типов складских помещений; оборудование складов погрузочно-разгрузочными механизмами; весовым хозяйством; целесообразное размещение этого хозяйства на территории предприятия. По типу конструкции склады могут быть закрытые, открытые и специальные.
Организация складского хозяйства при централизованной форме обеспечения предусматривает создание наряду со складами энергетических предприятий центральных складов. При этом возможны две формы поставок материальных средств — складская и целевая. Складская форма предусматривает поставку средств от поставщиков непосредственно на центральные склады, а затем на склады энергетических предприятий. Эта форма организации приемлема для материалов, которые потребляются большинством энергетических предприятий. Целевая форма поставок материальных средств предусматривает их поставку непосредственно на склады энергетических предприятий.
На складское хозяйство возлагается качественная и количественная приемка поступающих материалов, их хранение, планомерный отпуск, разработка и внедрение организационно-технических мероприятий, направленных на улучшение обслуживания производства и снижение стоимости складских операций.
Нормирование эксплуатационных и ремонтных материалов
Материально-техническое обеспечение в энергетике основано на нормировании расхода и запаса вспомогательных эксплуатационных и ремонтных материалов. Под нормой расхода материальных ресурсов понимают максимально допустимую величину этих материалов на заданные планом объемы производства энергии и работы по ремонту оборудования энергетических предприятий (с учетом планируемых организационно-технических условий производства).
Нормы расхода материалов разрабатывают с помощью методов: аналитическо-расчетного, опытно-лабораторного, опытно-статистического. Нормы расхода вспомогательных материалов в энергетике определяют с помощью опытно-статистического метода. Основой исчисления нормы по этому методу являются данные о фактическом расходе вспомогательных материалов по каждой электростанции за ряд лет. При разработке норм вводят поправки на изменение мощности энергетических предприятий, выработки энергии, состава оборудования, условий эксплуатации и т. д.
Нормирование расхода материалов для ремонтных нужд производят с помощью аналитическо-расчетного метода. При разработке этих норм учитывают показатели использования основных фондов, данные об их износе, сроки службы. Аналитическо-расчетный метод позволяет устанавливать нормы на основе технически и экономически обоснованных расчетов по всем нормообразующим факторам.
На электростанциях нормируют расход ремонтных материалов по основному оборудованию с учетом относящегося к нему вспомогательного оборудования.
Нормы запаса материальных ресурсов — это то их плановое количество, которое отвлекается из хозяйственного оборота в целях бесперебойного обеспечения процесса производства. Общую норму запаса расчленяют на текущую, страховую и подготовительные части. При нормировании запаса вспомогательных материалов норму запаса расчленяют только на первые две составные части — текущую и страховую. Текущий запас предназначается для обеспечения производственного или ремонтного процесса, страховой — для обеспечения производственного процесса при отклонении условий поставки материалов от плана.
Нормирование запаса ремонтных материалов производят с учетом структуры оборудования и его мощности.
Кроме изложенных выше методов для определения целесообразного уровня запаса разработана математическая теория управления запасами. Она основана на учете реальных закономерностей потребления и сводится к выбору рациональных моментов заказа и объемов пополнения. При разработке АСУ Госснаба СССР находят применение некоторые модели теории управления запасами. Например, осуществляются расчеты по оптимизации планов поставок предприятиям черных и цветных металлов, стройматериалов, химпродуктов и т. д. На этой основе разработана оптимальная схема грузопотоков, которая способствует значительному сокращению объема перевозок.
В энергетике также ведется разработка подсистемы АСУ по управлению материально-техническим обеспечением ЭЭС. Однако большинство задач управления материально-техническим обеспечением переводит на язык ЭВМ лишь традиционные расчеты или косит информационно-справочный характер.
Первоочередными задачами для перехода к автоматизированному управлению материально-техническим обеспечением в ЭЭС следует считать: прогноз потребности; определение окончательной потребности; распределение фондов между предприятиями ЭЭС; оперативный учет движения остатков материальных ресурсов; определение нормативного уровня запаса на складе.
При разработке некоторых задач (например, прогноз потребности, нормативный уровень запаса на складе) находят применение некоторые модели теории управления запасами. Применение этой теории для решения ряда других задач осложняется тем, что отсутствует достаточная нормативная база материально-технического обеспечения. Поэтому теория запасов находит еще довольно ограниченное практическое применение.
Статью подготовила доцент кафедры социально-гуманитарных дисциплин Волгушева Алла Александровна. 
