Structuri tehnologice n industria energetic

Dezvoltarea fr precedent pe care a cunoscut-o teoria controlului automat, precum i dezvoltarea enorm a structurilor hardware/software de sisteme de achiziie date i generare comenzi, a condus la creterea complexitii proceselor reale care se controleaz ca un tot unitar.

Pornind de la ideea c modelul matematic al unui proces, chiar dac doar aproximeaz ntr-un grad mai mare sau mai mic procesul real, folosind facilitile imense de azi ale sistemelor cu microprocesoare(Hardware i Software), poate fi simulat cu uurin nainte de implementarea real. Aceast simulare reliefeaz foarte bine principiile teoretice de proiectare i rezultatele pot fi spectaculoase. Prin implementarea acestor rezultate pe procesul real, lucrurile nu mai sunt chiar att de spectaculoase, deoarece toate procesele reale sunt neliniare i prezint diferene parametrice fa de modelarea matematic, pe baza creia s-a fcut proiectarea, de multe ori greu de evaluat. Mai mult dect att, interaciunile care se manifest ntre procesul controlat i mediul su exterior, conduc de multe ori la rezultate nesatisfctoare, care pot aprea la un moment dat, chiar dup o perioad lung de funcionare corespunztoare, iar cnd apar, pot fi dezastruoase. Se tie c ntre producia de energie i consum trebuie s fie n permanen o strns corelaie, deoarece energia produs nu poate fi stocat pentru o folosire ulterioar. Dintre formele de energie, producia de energie electric i energie termic au ponderea cea mai mare n cadrul oricrui sistem social. Avantajele utilizrii energiei electrice deriv din utilizarea resurselor primare, n special cele dense(crbune) pentru producie.

Producia de energie electric, n general, se relizeaz prin :

Centrale termoelectrice, n care au loc transformri energetice succesive pornind de la combustibili primari(lignit, gaze naturale, reziduri petroliere) rezult energie termic sub forma de abur supranclzit, apoi energie mecanic obinut prin destinderea aburului n turbinele de abur i n final energie electric obinut de la generatoarele electrice antrenate de turbinele de abur.

Centrale nuclearo-electrice, n care se pornete de la combustibil nuclear, din care, prin procese de fisiune se obine energie termic ce se transfer la aburul supranclzit sau gaze, dup care apar aceleai elemente ca i la centralele termoelectrice : turbin-generator.

Centrale hidroelectrice, la care energia mecanic de antrenare a generatorului electric se obine de la turbina hidraulic ce convertete energia potenial a resurselor hidroenergetice.

Centrale eoliene, mareice, solare.care sunt de relativ actualitate, dar au nc o pondere foarte mic.

Centalele termoelectice i nuclearo-electrice pot produce i energie termic coninut de abur supanclzit sau ap cald utilizat de consumatori. 1.1. Fluxul tehnologic n centrale termoelectrice

Centrala termoelectric este constituit dintr-un ansamblu de instalaii care transform energia nmagazinat n combustibili solizi, lichizi sau gazoi n energie electric.

Prile componente ale unei centrale termoelectrice :

a).Instalaiile gospodriei de combustibil: aceste instalaii permit descrcarea, prepararea i transportul pn la nite depozite de capacitate mic, numite buncre. Crbunele sosit de la locul de extracie este descrcat cu ajutorul unor benzi transportoare n depozitul de combustibil. Depozitul de combustibil este organizat n aer liber pe o arie de mii sau zeci de mii de m2 . Depozitarea i consumul se fac conform unor reguli precise pentru a prentmpina autoaprinderea crbunelui. Cantitatea nmagazinat trebuie s permit funcionarea centralei timp de 10 sau 15 zile pentru a evita opririle datorate unor greuti ce pot aprea n aprovizionare. Din depozit, crbunele este mpins cu buldozere spre benzile de transport care l duc la concasare, unde este sfrmat pn la o anumit granulaie.

De la staia de concasare, crbunele este transportat tot prin intermediul unor benzi transportoare spre bunkere.

b).Cazanele cu abur, sunt de fapt agregate complexe care transform energia nmagazinat n combustibil n energie potenial a aburului sub presiune.

c).Turbinele de abur, constituie motorul primar care transform energia aburului n energie mecanic pe care o transmit la generatoarele sincrone prin intermediul unei cuple la axul lor.

d).Generatoarele sincrone, transform energia mecanic primita prin ax, de la turbine n energie electric pe care o livreaz pe la bornele lor n aria energetic din care fac parte.

e).Instalaiile anexe, efectueaz operaii necesare funcionrii instalaiilor de baz i se mpart n urmtoarele categorii :

Instalaia de epurare chimic a apei de alimentare a cazanelor

Instalaia apei de rcire a condensatoarelor turbinelor Instalaia serviciilor interne Instalaia de evacuare a cenuii Instalaia de filtrare a gazelor de ardere. Instalaia de desulfurare(mai nou)

Prile cele mai importante din punct de vedere al conducerii procesului(un grup termoenergetic) sunt cazanele, turbinele i generatoarele sincrone. Regimurile dinamice ale acestora prezint un grad de complexitate ridicat i din acest motiv instalaiile de conducere sunt la rndul lor foarte complicate.Amplasarea prilor componente(geografia termocentralei) este prezentatn Fig.1.1.

DC

IECh

ID

STC

SC

BTR

G

T G T

SM

TSIGTSIATB

SIT

LTC

Fig.1.1.

Elementele componente sunt urmtoarele:DC -depozit de carbune ;

ID -instalatie de descarcare ; BT - benzi transportoare ; STC -staia de concasare ; SC -sala cazanelor de abur ; SM -sala mainilor; B-bunkere de crbune ;T-turbina ;G-generator ;TR -turnuri de rcire ;

BA -blocul administraiei ; TSIG -transformatoare pentru alimentarea serviciilor interne ale termocentralei cu energia electric necesar de la bornele generatoarelor sincrone ;

TSIA -transformator pentru alimentarea serviciilor interne ale termocentralei cu energie electric din aria energetic ;

TB -transformatoare ridictoare n bloc(fr ntreruptor) cu generatoarele sincrone ale grupurilor ;

SIT -staie de nalt tensiune ce conine ntreruptoarele blocurilor (transformator + generator) i liniilor, separatoarelor, sisteme de blocare pentru interconexiune; LTC -linii de tansport i conexiune.

Centralele termoelectrice cu combustibil lichid difer de cele cu crbune n principiu prin gospodria de combustibil i prin lipsa sistemului de evacuare a cenuii. n rest, instalaiile sunt aceleai ca i n cazul centralelor termoelectrice cu combustibil lihid i solid. De regul, centralele termoelectrice cu crbune posed i instalaii pentru combustibil gazos sau lichid, acestea fiind necesare pentru aprinderea i stabilzarea arderii n focarul cazanelor.

Fluxul principal al unui grup termoenergetic este prezentat n Fig.1.2, care reprezint de fapt schema termomecanic de baz:

E

BG

JP

IPMP

G

ACT

ZC

TR

CD

Ca

PIP

PR

EJ

CA

ME

PJP

DPC

PA

ME

ME

Fig.1.2.

Notaii:C -cazan cu abur;

B -combustibil introdus n focarul cazanului;

A -aerul introdus n focar pentru arderea combustibilului; G -gazele rezultate prin arderea combustibilului;

ZC -zgura i cenua rezultate prin arderea combustibilului; T -turbina cu abur ce are urmtoarele corpuri:

-IP -corp de nalt presiune;

-MP -corp de medie presiune;

-JP -corp de joas presiune;G - generator sincron;

E - energia electric livrat de generatorul sincron; Ca - condensatorul de abur; EJ - ejector sau pompa de vid;

PR - pompa de rcire;

CA -conducta de aduciune a apei dintr-un ru care se gsete n apropierea centralei; CD - canal de deversare;

TR - turn de rcire; PC - pompa de extracie a condensului din condensator ;

PIP - prenclzitor de nalt presiune ; D - degazor pentru eliminarea gazelor din ap ;

PA - pompa de alimentare ;

PJP - prencalzitor de joas presiune; ME - motor electric de acionare. Ca -condensator pentru condensarea aburului ce iese din turbin

Descrierea (circuitului) fluxului tehnologic este urmtoarea: n cazanul C se

introduce ap cu ajutorul pompei de alimentare PA, iar n focarul cazanului se introduce combustibil i aer necesar arderii acestuia. Cldura necesar prin arderea combustibilului este transmis apei ce se vaporizeaz. Vaporii rezultai circul apoi prin supranclzitoarele de abur i iau natere n felul acesta vapori la o presiune de pn la 220 barr i o temperatura de 540 0 C. Vaporii sub presiune sunt apoi introdui n turbin, ce transform energia lor potenial n energie mecanic ce se transmite generatorului sincron. Acesta, la rndul su, transform energia mecanic n energie electric pe care o livreaz la bornele sale cuplate la aria energetic din care face parte. Aburul din turbin trece n condensatorul Ca unde se condenseaz. Cldura pe care o cedeaz aburul prin condensare este preluat de apa de rcire care circul prin evile condensatorului (n numr de cteva mii) mpins de pompa de rcire PR. Apa de rcire nclzit, dup ce a trecut prin condensator, este trimis la ru prin canalul de deversare CD, sau este trimis la turnurile de rcire TR, unde este lsat s curg liber de la nlime pentru a se rci. Dup rcire, apa reintr n circuitul de rcire.

n condensator se creaz vid cu ajutorul unui ejector EJ (sau pompa de vid), pentru a fi siguri c, scznd presiunea, toat cantitatea de vapori se condenseaz. Apoi condensatul este extras cu ajutorul unei pompe de extracie condens PC care l trimite prin prenclzitorul de joas presiune PJP n degazor. Aici, prin nclzire cu abur prelevat din corpul de medie presiune MP al turbinei (prin una din prizele sale de abur), se elimin gazele pe care le conine condensatul (n special oxigen) i care ar putea produce oxidri ale evilor de fierbere ale cazanului.

Din degazor, apa de alimentare (condensatul degazat) este preluat de pompa de alimentare PA i trecut prin prenclzitorul de nalt presiune PIP i dup aceea este introdus n cazan.

n felul acesta se inchide circulaia apei n schema termomecanic, sub cele 3 forme: abur, condensat i apa de alimentare. Prenclzitoarele PIP i PJP au

fost introduse pentru a se mri randamentul ntregii instalaii. ntr-o manier simplist se explic faptul c se evit pierderea unei anumite cantiti de cldur n condensator, datorit introducerii ei n circuit prin prelevarea unei anumite cantiti de abur dintr-un punct intermediar al turbinei, deci dup ce o mare parte din energia sa a fost tranformat n energie mecanic.

n structura acestui flux tehnologic, partea esenial o constituie transformrile energetice care se produc de la arderea combustibilului pn la producerea energiei electrice, ca n Fig.1.3:

Fig.1.3.

E41

E42

E6

E1

T1E2T2

E3

T3

T4E5

T5

E1- energia magazinat n combustibil.

T1- transformareafizico-chimic,ardereacombustibiluluicu

degajare de caldur

E2- energia termic(caldur) obinut prin arderea combustibilului.

T2-transformarea fizic- transmiterea energiei termice apei i

vaporizarea acesteia.

E3- energia potenial a vaporilor de ap sub presiune.

T3- transformarea fizic: vaporii de ap sub presiune sunt suflati prin

ajutaje.

E 1-energia cinetic a vaporilor de ap dup transformarea T3.

4

E 2-energia potenial a vaporilor de ap dup transformarea T3.

4

T4 -transformarea fizic, energia cinetic i potenial a vaporilor este transformat n energie cinetic a rotoarelor turbinei i generatorului.

E5- energia cinetic a rotoarelor turbunei i generatorului.T5 -transformarea fizic, energia cinetic se transform n energieelectric n generatorul sincron.

E6- energia electric.

Din schema transformarilor energetice anterioare, se poate desprinde concluzia c regimul lor dinamic nu poate fi descris din punct de vedere matematic ntr-un mod simplu. Numai n baza unor ipoteze simplificatoare, ecuaiile cu derivate pariale pot fi transformate n ecuaii difereniale ordinare, care s ne conduc la o descriere prin funcii de transfer, lund n calcul, practic puncte statice de funcionare.

Concluzia care se poate desprinde este aceea c trebuie acordat o atenie deosebit descrierii cantitative a fenomenelor ce se desfoar n lanul

transformrilor energetice i abia dup aceea trecerea la sinteza sistemelor de conducere corespunztoare.1.2. Fluxul tehnologic la un cazan cu aburCazanele cu abur se mpart n 3 tipuri principale:1.Cazane cu circulaie natural

2.Cazane cu circulaie forat 3.Cazane cu strbatere forat.

Schema de principiu este prezentat n Fig.1.4, unde s-au realizat urmtoarele notaii:

BC - buncr de crbune,BT - band transportoare,R- reductor,

MA - motor de antrenare,AR - conduct pentru aerul de rcire,

MC - moara de crbune,AA - aer de ardere,

CMAA- controlul mecanismului de acionare a aerului,

ZA - zona arztorului,TF - evi fierbtoare,

TC - evi de coborre,CI - colector inferior,T- tambur,

SR - supranclzitor de radiaie pentru abur viu,SC - supranclzitor de convecie pentru abur viu,SI- supranclzitor intermediar,

INJ1, INJ2- injeciile de condens 1 i 2,INJI - injecie intermediar,

VR -ventile pentru reglarea debitelor apei de injecie,BTC - banda transportoare pentru cenu,

IEC -instalaie pentru evacuarea cenuii,DAG - drumul ascendent al gazelor,

DDG - drumul descendent al gazelor,

Pa - prenclzitor de aer,E- economizor,

VA - ventilator de aer,

PA - priza de aer,

CG - canal de gaze,

PA - pompe de alimentare,

VRAA- ventil pentru reglarea apei de alimentare.

Turbina IP

Turbina MP

BC

BTTamburSRSCSCSI

INJ I

R

VR

MA

INJ2SI

VR

Turbina IP

DDG

INJ1

P.aer

Pa

TFTC

CMAAVA

DAG

PA

AA

ZA

AR

VRAA

CF

B

E

F

MC

CG

FMFEVG

IEC

BTCFig.1.4.

Funcionarea cazanului se poate explica astfel :

Crbunele sosit de la staia de concasare este depozitat n buncrul BC de unde cu ajutorul benzii transportoare BT este introdus n moara de crbune MC. Debitul de crbune introdus depinde de viteza benzii BT i de grosimea stratului de crbune pe band, care vor trebui controlate(reglate). Moara de crbune este de tip ventilator, adic are un stator, iar n interiorul acestuia se gsete un rotor cu palete radial-longitudinale, care prin nvrtire, aspir pe lng axul su i refuleaz tangenial printr-o conduct spre arztor. Crbunele aspirat n moar, mpreun cu gazele arse din focarul F este sfrmat fin prin lovire de ctre paletele rotorului morii de crbune, dup care e refulat n zona arztorului ZA unde incepe s ard datorit aerului de ardere AA indrodus printr-o conduct prevzut cu o clapet de reglare. Crbunele care arde n focarul F dezvolt o cantitate de cldur corespunztoare, care este transmis ntr-un procent foarte mare evilor fierbtoare

TF care cptuesc n mod practic pereii cazanului.

La rndul lor, evile nclzesc apa care se afl n ele, cea ce conduce la vaporizarea acesteia. Vaporii se separ de ap n partea superioara a tamburului de unde pleac n instalaia de supranclzire i aburul merge la corpul de nalt presiune IP al turbinei. Dup ieirea din corpul de nalt presiune al turbinei, aburul se ntoarce n cazan n supranclzitorul intermediar, dup care trebuie s intre n corpul de medie presiune MP al turbinei.

n focarul F, datorit arderii crbunelui, iau natere gaze i cenu. Gazele, care au o temperatur ridicat (>1000 0 C) transmit prin convecie cldura pe care o conin evilor fierbtoare prin parcurgerea drumului ascendent al gazelor DAG. n partea superioar, gazele de ardere ntlnesc supranclzitoare pe care le spal cedndu-le o aumit cantitate de cldur pentru suprancalzirea aburului. Dup cum se poate observa din schema anterioar, urmeaz apoi drumul descendent al gazelor DDG n care gazele parcurg prenclziorul de aer Pa i economizatorul E.

Cldura transmis aerului n prenclzitor Pa i a apei de alimentare n economizorul E, face ca randamentul global al cazanului s creasc. Se realizeaz n acelai timp i alte efecte favorabile, cum ar fi evitarea introducerii apei de alimentare la o temperatura prea sczut n tambur, cea ce ar duce la diferene mari de temperatur urmat de solicitri termice nepermise.

Dup parcurgerea drumului descendent DDG, gazele intr n canalul de gaze CG prin care ajung la filtrele mecanice FM, dup care urmeaz filtrele electrostatice FE. n filtrele mecanice se relizeaz o filtrare grosier, iar n filtrele electrostatice se face o filtrare fin (din cantitatea total de praf, filtrele electrostatice pot reine pn la 99%). Dup filtrele de aer urmeaz ventilatorul de gaze care le aspir i le trimite spre coul de fum CF refulndu-le n atmosfer. Aerul necesar arderii este furnizat de ventilatorul VA care are o priza de aspiraiePa situat n partea superioar a cldirii slii cazanelor.

Aceste lucruri reprezint o expunere pe scurt a proceselor n cazanul cu circulaie natural a apei.

Cazanul cu circulaie forat nu difer ca schem fa de cel cu circulaie natural, dect prin existena unei pompe n circuitul format de evile de coborre, evile de fierbere i tamburul, care foreaz circulaia apei realizndu-se astfel o vaporizare mai intens.

Cazanul cu strbatere forat difer de cele dou tipuri prin lipsa tamburului i a evilor de coborre. La acest tip de cazan, apa de alimentare este introdus direct n tevile fierbtoare pe parcursul crora se vaporizeaz complet. Din evile fierbtoare, vaporii trec n instalaia de supranclzire, urmnd apoi drumul decris n cazul cazanului cu circulaie natural.

1.3.Cerine de automatizare la nivelul grupurilor termoenergetice

Sistemul de automatizare este format dintr-o serie de echipamente de msur i control, avnd rolul de a asigura pentru centrala termoelectric o funcionare sigur i eficient care s corespund cerinelor sistemului energetic naional. Aceste cerine nu trebuie s ncalce restriciile de siguran i funcionale ale instalaiilor ce formeaz grupul energetic. De exemplu, limitrile metalurgice impun un set de limite impuse pentru temperaturile metalului cazanului, pentru compoziia chimic a apei de alimentare. n plus, funcionarea instalaiei trebuie s respecte restriciile privind i protecia mediului.

Echipamentele de automatizare trebuie s permit conducerea automat dar i manual a grupurilor energetice astfel nct s se asigure :

meninerea instalaiilor n interiorul restriciilor de siguran n exploatare

monitorizarea limitelor i a condiiilor de exploatare, asigurarea indicaiilor immediate i nregistrarea permanent a valorilor parametrilor

semnalizarea i atenionarea operatorului prin sistemul de alarm a instalaiilor dac restriciile de funcionare au fost nclcate.

Sistemul de conducere trebuie sa asigure dou categorii de sarcini:

1.sarcini de sistem, dictate de sistemul energetic sau de consumatori;

2.sarcini de grup sau locale, dictate de funcionarea intern a grupului energetic.

Sarcinile de sistem constau n livrarea unei anumite puteri electrice n sistemul energetic, la o anumit tensiune i o anumit frecven. n general, reglarea puterii se asigur prin comanda debitului de abur destins n turbin, iar reglarea tensiunii prin comanda tensiunii de excitaie a generatorului.

Sarcini locale sau de grup rezult de fapt din sarcinile de sistem, n sensul c anumii parametrii interni concur la realizarea sarcinilor de sistem, acetia trebuie mentinui ntre anumite limite considerate normale pentru un anumit regim de funcionare, astfel nct grupul s nu ajung n situaii de avarie.

De exemplu, pentru controlul puterii grupului energetic prin debitul de abur furnizat de cazan, aburul trebuie adus la o anumit temperatur i presiune. Aceste mrimi trebuie meninute ntre anumite limite pentru evitarea apariiilor unor situaii de avarie att la cazan ct i la turbin:

pentru turbin, o destindere prea puternic a aburului poate conduce la condensarea aburului n turbin

pentru cazan, care, din punct de vedere dinamic este un proces lent n comparaie cu turbina i generatorul, variaia brusc a debitului de abur poate conduce la perturbaii serioase n circuitul apa-abur care declaneaz

sistemul de interblocare.

n cadrul acestor sarcini, reglarea temperaturii aburului viu se asigur prin comanda debitului de combustibil.

Sarcinile locale constau n :

reglarea procesului de ardere, asigurndu-se aerul de ardere pentru arderea complet i economic a combustibilului i evacuarea gazelor de ardere reglarea nivelului apei n tambur la cazanele cu tambur.

Din analiza fluxului tehnologic i innd cont ca energia termic i n special energia electric produs nu poate fi stocat (deci producia trebuie s fie egal cu consumul n orice moment de timp) rezult sarcini extrem de complexe pentru sistemele automate de conducere a grupurilor energetice.

n Fig.1.5. se prezint structura sistemului de conducere, ce va avea echipamentele de automatizare grupate n funcie de sarcinile pe care le execut. Funcionarea lor se bazeaz pe informaiile primite de la proces prin intermediul senzorilor i traductoarelor notate n Fig. 1.5 cu S i acioneaz asupra procesului prin intermediul elementelor de execuie notate cu A ce au aciune continu sau discontinu:

TABLOUPupitru comanda

Indicatoare, Inregistratoare, Comutatoare si lampi semnalizatoare

Pornire automatReglareReglare

CazanTurbin+Generator

Prelucrare DateALARMEProtectie si

interblocare

Distribuitor si multiplexor de semnale

S

A

S A

S

Condensator

A

SRSCSCSICF

S

S

INJ I

VR A

S

INJ2SI

ZAVRADDG

AA

INJ1

A

B

PaP aer

F

VA

MC

CMAA

FM

IECFig.1.5.

FE A

VGSa).sisteme de achiziie i prelucrare primar a datelor formate din totalitatea senzorilor i traductoarelor ce msoar continuu sau la anumite intervale de timp parametrii tehnologici (debite, temperaturi, nivele de lichid, puteri, frecven,.) precum i starea utilajelor sau echipamentelor (pornit/oprit, nchis/deschis, maxim/minim).

b).sisteme de reglare automat ce asigur meninerea constant sau modificarea dup un program impus a parametrilor tehnologici, n limitele de siguran, conform cerinelor de funcionare economic i sigur a grupului. Pentru creterea performanelor sistemului, simplificarea structurii i asigurarea unei fiabiliti maxime n funcionarea ansamblului, aceste sisteme se grupeaz n urmtoarele categorii :

b1.)sisteme de control al alimentrii cu combustibil ce cuprinde:Controlul ncrcrii morilor

Controlul temperaturii morilor

Controlul aerului de forare prin moar

Controlul aerului total

b2.) sisteme de control al alimentrii cu condens al cazanului asigurnd reglarea debitului de condens, controlul pompelor de alimentare n regim normal sau regimuri de pornire, sau stand-by, controlul ventilelor de reglare n regim normal sau de pornire i controlul presiunii de refulare sau a diferenei de presiune pe ventilele de reglare.

b3.)sistemul de control al precesului de ardere i evacuare a gazelor arse ce asigur arderea complet a combustibilului cu randament maxim la conversia cldurii, reglarea depresiunii n focar i controlul electrofiltrelor.

b4.)sisteme de control a prenclzirii apei de alimentare n PIP-uri i PJP-uri astfel nct s se asigure un randament termic global ct mai mare al cazanului.

b5.)sisteme de control a temperaturii de supranclzire a aburului ce asigur meninerea constant a temperaturii aburului la ieirea din ultimul supranclzitor prin injecie de condens

b6.)sisteme de control al vibraiilor turbinei astfel nct s se asigure evitarea situaiilor de avarii la turbin i generator.

b7.)sisteme de control a ncrcrii grupului energetic prin comanda debitului de abur asigurnd reglarea turaiei generatorului, reglarea puterii i frecvenei grupului energetic i reglarea tensiunii la bornele generatorului.

c).sistemul de semnalizare, protecie, interblocare i comand manual.

Acest sistem utilizeaz echipamente de conducere logic i are urmtoarele funciuni generale :

controlul i supervizarea instalaiei n manier sigur i eficient din camera de comand a grupului sau din tablorurile locale, limitnd operaiile manuale numai la testare, ntreinere, siguran global de funcionare.

ghid operator, n special n regimurile complexe corespunztoare pornirilor, ce impun controlul i comanda automat secvenial a funciunilor grupului energetic.

pornirea i oprirea grupului energetic n maniera prescris i considerat n timp minim, cu respectarea unor limitri cumulative.

prevederea resurselor n situaii de avarii care s asigure meninerea n funciune a grupului(pompe, ventilatoare, ventile de reglare).

d).sisteme de supervizare i optimizarea la nivelul centralei, asigur controlul funcionrii grupului i repartiia sarcinilor de sistem pe fiecare grup, astfel nct s se asigure o optimizare global a ntregii centrale.

1.4.Condiii impuse de funcionare normal a centralelor termoelectrice

Centralele termoelectrice aparin unei arii energetice sau unui sistem energetic i funcioneaz n paralel, fiind interconectate prin reele de transpot i distribuie la consumatorii de energie electric. Energia electric necesar n sistemul energetic trebuie distribuit pe fiecare central n parte n funcie de puterea disponibil i de funcionarea optim i sigur a acesteia. Energia electric furnizat n sistem de fiecare central trebuie s ndeplineasc anumite condiii calitative concretizate prin valoarea frecvenei i tensiunii electrice.

Tensiunea electric la bormele generatorului sincron cu care sunt dotate grupurile energetice, se poate regla la nivelul generatorului, prin comanda(variaia) excitaiei sale. Frecvena ns, depinde de turaia sau viteza unghiular a rotorului generatorului cuplat rigid cu rotorul turbinei care depinde la rndul su de echilibrul cuplurilor, motor i rezistent, la arbore.

Cuplul motor la arborele turbinei depinde de debitul de abur i parametrii acestuia. Admisia aburului n turbin se poate modifica dup dorin prin comanda ventilului de admisie al aburului n turbin.

Aburul, la parametri cerui (presiune i temperatur) este furnizat de cazan, obiect cu o capacitate de acumulare mult mai mare dect a turbinei, dar totui, n regim staionar debitul de abur produs de cazan trebuie s fie egal cu debitul de abur consumat de turbin. n caz contrar apar variaii ale presiunii i temperaturii acestuia. Debitul de abur produs de cazan i parametrii si pot fi controlai prin intermediul mrimilor de intrare ale cazanului.

Fiecare din variabilele de stare, intrare i ieire ale cazanului, turbinei i generatorului sunt supuse unor limitri de ordin tehnologic sau constructiv, att ca valori ct i ca viteze de variaie, att ca valori minime ct i valori maxime.

Din punct de vedere dinamic, cazanul are n general o inerie i o robustee (deci i o capacitate de acumulare) mult mai mare n raport cu turbina i generatorul i va fi deci mai puin sensibil la variaii brute de scurt durat ale sarcinii i poate suporta fr pericol de defeciune asemenea variaii. Drept urmare, atenia n privina calitii reglrii, a interveniilor controlului automat, trebuie acordat cu prioritate turbinei i apoi cazanului.

Conform celor expuse, se impune ca sistemul de conducere automat a grupurilor termoenergetice s fie mprit n urmtoarele categorii de sarcini :

-sarcini de sistem, -sarcini de grup,

-sarcini de deservire i ntreinere.

Sarcinile de sistem reprezint cerinele impuse de aria sau sistemul energetic din care face parte centrala i se traduc prin aceea c sistemul de conducere al grupului trebuie s acioneze n sensul creterii stabilitii sistemului energetic n regim normal sau de avarie. Acest lucru se traduce prin cerina de furnizare n fiecare moment de timp a unei puteri impuse, constant sau variabil dup un anumit program.

Sarcinile de grup reprezint cerinele impuse sistemului de reglare al grupului ca s menin parametrii de funcionare n toate regimurile, n limitele impuse. Acestea vor duce la creterea duratei de funcionare i a eficienei de utilizare.

n condiii speciale de funcionare, cerinele de sistem pot fi n contradicie cu cerinele de grup, caz n care se dau prioritate cerinelor de sistem dac nu se depsesc limitele de siguran ale grupului. Dac acest lucru nu se poate indeplini, se neglijeaz cerinele de sistem(nu se mai livreaza puterea cerut), lundu-se n considerare cerinele de grup astfel nct s se restabileasc ct mai rapid puterea furnizat la valoarea cerut de sistem.

n concluzie, sistemul de conducere automat a grupului energetic va urmri n permanen asigurarea puterii electrice (activ i/sau reactiv) impus conform graficului orar dinainte stabilit cu respectarea ns a condiiilor de siguran pentru grup. n cazul n care apare o situaie de avarie, se neglijeaz cerinele de funcionare ale turbinei i apoi ale cazanului.