Анализ и оптимизация информационно-измерительной части систем управления турбогенераторными установками

• Автор: Волков, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава Е Принципы построения и характеристики систем автоматизированного управления турбогенераторными установками
1.1 Назначение и функциональный состав турбогенераторной установки
1.2 Автоматизация турбогенераторных установок на базе паровых турбин малой мощности
1.3 Функциональный состав турбогенераторной установки и автоматизированной системы управления
1.4 Анализ зарубежных и отечественных публикаций по автоматизированным системам управления турбогенераторными установками
1.5 Направления совершенствования и развития автоматизированных систем управления турбогенераторных установок
Заключение по главе
Глава 2. Прототипирование современных аналого-цифровых преобразователей измерительных каналов автоматизированных систем управления турбогенераторных установок
2.1 Основные классы современных АЦП. Их характеристики, свойства и особенности функционирования
2.2 Прототипирование промышленных аналогово-цифровых преобразователей
2.3 Оценка информативности измерительного канала с аналогово-цифровым преобразованием
Заключение по главе
Глава 3. Исследование информационных потоков систем управления турбогенераторных установок
3.2. Анализ построения систем автоматизированного управления турбогенераторными установками

3.3 Оценка эффективности фильтрации сигналов нелинейным цифровым фильтром91 Заключение по главе
Глава 4. Экспериментальное исследование измерительных каналов системы управления турбогенераторной установки и оценка характеристик шумов АЦП
4.1 Задачи экспериментального исследования шумов АЦП. Описание эксперимента
4.2 Анализ результатов экспериментальных исследований аналоговых измерительных каналов микроконвертеров
4.3 Экспериментальное определение эффективности фильтрации сигналов в информационно-измерительных устройствах автоматизированных систем управления турбогенераторных установок
Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
При реализации программ энергосбережения и повышения энергетической эффективности в промышленности, в ЖКХ и в ТЭК [9], большое значение придается развитию малой энергетики. Одним из направлений в этой области является использование турбогенераторных установок малой мощности [29]. Так при строительстве новых и модернизации существующих тепловых станций обязательным условием сегодня является их перевод на комбинированное производство тепла и электроэнергии, а при строительстве тепловых электростанций предпочтение отдается станциям, работающим по парогазовому циклу. Особенно актуально такое решение для промышленных предприятий, муниципальных и городских предприятий ТЭК и котельных ЖКХ. Применение турбогенераторной установки в тепловых схемах промышленных и муниципальных котельных, как нового строительства, так и при их модернизации позволяет существенно повысить их энергетическую эффективность, обеспечив при этом быструю окупаемость капитальных затрат.
Наряду с повышением эффективности зачастую в современных условиях предприятиям приходится бороться и за энергетическую безопасность собственного бизнеса, сталкиваясь с такими проблемами как рост тарифов и высокая плата за подключение и резервирование дополнительных энергетических мощностей. Также, в связи с возникновением ситуации локальных энергетических кризисов на малых предприятиях и в коммунальных хозяйствах отдельных регионов Российской Федерации и за рубежом, например, Республика Беларусь [10], Соединённые Штаты Америки [8], - проблемы встраивания турбогенераторных установок малой мощности в существующие и создаваемые системы энергообеспечения безусловно актуальны. Турбогенераторная установка (ТГУ) параллельно редукционноохладительным установкам (РОУ) обеспечивает перевод работы котельных с режима выработки тепловой энергии - в режим работы по комбинированному циклу (одновременной выработки тепловой и электрической энергии). Это существенно повышает эффективность работы комплекса в целом, повышает энергетическую
С конца 90-х годов XX века благодаря бурному развитию цифровых средств автоматизации и их удешевлению, вопрос автоматизации турбогенераторных установок на базе паровых турбин малой мощности приобрёл особую актуальность [38]. Плюсы и минусы такой работы проистекают из её сущности, раскрывающейся по нескольким направлениям: создание распространённой по основным
контролируемым параметрам информационной подсистемы на базе аналоговых, а в дальнейшем и цифровых датчиков; создание распределенных систем измерительных комплексов; появление всё более мощных надёжных ПЛК, как ядра автоматизированной системы, обладающих достаточной производительностью и быстродействием. Перечисленные факторы позволили уйти от создания высо специализированных вычислительных комплексов. Появились на коммерческом рынке программные оболочеки, стандартизированных по МЭК, для разработки программных систем автоматизированного управления. Были выполнены разработки силовых элементов, двигателей, непосредственно выступающих в роли регулирующих органов ТГУ и доступные цифровые системы управления ими.
Турбогенераторные установки на базе паровых турбин малой мощности имеют большой перспективный рынок, соответствуют современным программам энергосбережения. Особенно выгодно использовать такие установки на проектируемых парогазовых ТЭЦ [18] (например, Технопарк Родники с ПГ ТЭЦ 17МВт), где пар вырабатывается в котлах-утилизаторах, использующих отработанные газы с выхлопа газовых энергетических турбин, а также при перевооружении старых котельных ТЭЦ (ТЭЦ ОАО «Кировский завод») и ТЭС технологического цикла на производствах (РУП ПО «Беларуськалий» ТЭС РУ-4). Отдельно стоит отметить опыт пуско-наладочных работ на ПаужетскойГеоТЭС, где система автоматизированного управления строилась вокруг паровой турбины, усечённой турбины низкого давления главного турбозубчатого агрегата утилизированной атомной подводной лодки пр. 670 [3, 13, 31]. При этом на паровой турбине использовался природный пар повышенной влажности геотермального происхождения, такой пар обладает и другими примесями, что в совокупности ведёт к снижению эксплуатационных качеств установки за счёт засаливания проточных