Schéma d'optimisation du contrôle de l'eau d'alimentation pour une unité ultra-supercritique de 1 000 MW

Résumé : Des informations sur le plan d'optimisation du contrôle de l'eau d'alimentation des unités ultra-supercritiques de 1 000 MW sont fournies par d'excellents fabricants de débitmètres et de débitmètres, ainsi que par des devis. La principale différence entre l'unité supercritique et l'unité sous-critique réside dans l'utilisation d'un four à passage unique pour la chaudière. Cette dernière se distingue par l'absence de ballon de vapeur. Cette chaudière est un objet de contrôle à entrées et sorties multiples, répondant ainsi à ses caractéristiques de réponse dynamique rapide et de faible inertie. Pour plus d'informations sur les modèles et les prix proposés par d'autres fabricants de débitmètres, n'hésitez pas à nous contacter. Vous trouverez ci-dessous les détails de l'article sur l'optimisation du contrôle de l'eau d'alimentation des unités ultra-supercritiques de 1 000 MW. La principale différence entre l'unité supercritique et l'unité sous-critique réside dans l'utilisation d'un four à passage unique pour la chaudière. Cette chaudière se distingue par l'absence de ballon de vapeur. Cette chaudière est un objet de contrôle à entrées et sorties multiples. Afin de satisfaire aux caractéristiques de réponse dynamique rapide et de faible inertie de la chaudière à passage unique, une stratégie de contrôle par anticipation parallèle et ajustement des faibles écarts est adoptée pour le contrôle côté chaudière. Autrement dit, la sortie du contrôle principal de la chaudière est transmise en parallèle à chaque sous-système de régulation (combustible, volume d'air et alimentation en eau), et l'ajustement des écarts est effectué sur cette base afin de garantir un réglage constant de la chaudière en régime permanent. Le contrôle de l'eau d'alimentation constitue la principale difficulté de contrôle des chaudières ultra-supercritiques, très différentes des chaudières sous-critiques. La tâche du système de contrôle de l'eau d'alimentation est de maintenir le débit d'eau d'alimentation au-dessus du débit minimal requis pour la chaudière à faible charge et de maintenir un rapport combustible/eau approprié lorsque la chaudière passe en mode de fonctionnement à passage unique. L'exemple suivant présente le système de contrôle de l'alimentation en eau ultra-supercritique à l'aide de deux turboalternateurs à charbon ultra-supercritiques de 1 000 MW de la quatrième phase de la centrale électrique internationale de Huadian Zouxian. 1. Contrôle de l'eau d'alimentation : Le système d'alimentation de la chaudière est équipé de deux pompes d'alimentation à vitesse variable, entraînées par vapeur, d'une capacité de 50 %, et d'une pompe d'alimentation électrique à vitesse variable, d'une capacité de 25 % (évaporation continue maximale de la chaudière), en secours. La pompe d'alimentation à vapeur est conçue avec deux sources de vapeur haute et basse pression, commutables automatiquement. La source haute pression est la vapeur de réchauffage froide, la source basse pression est la vapeur d'extraction à quatre étages, la vapeur auxiliaire utilisée en usine sert de vapeur de démarrage et de mise au point, et la petite machine évacue la vapeur vers le condenseur principal. La pompe d'alimentation est contrôlée par DCS et le contrôleur Siemens WOODWARD505. Le contrôleur 505 reçoit le signal de vitesse de la télécommande envoyé par DCS, commande l'ouverture des portes haute et basse pression, ajuste la vitesse de la petite machine et répond aux besoins en eau du système. Le contrôle du débit d'eau est assuré par le DCS, tandis que le contrôleur WOODWARD505 assure le contrôle de la vitesse de la pompe. Ce contrôleur WOODWARD505 utilise le mode de fonctionnement 505 unique, et les fonctions de certains opérateurs du panneau de commande 505 sont intégrées à des écrans dédiés du DCS pour permettre le contrôle à distance. La transmission des signaux s'effectue par câblage et communication. Le 505 est équipé de deux vannes pour contrôler les sources de vapeur haute et basse pression. En fonctionnement normal, l'unité utilise la vapeur d'entrée à quatre extractions. Lorsque la vanne de régulation basse pression est complètement ouverte et que la source de vapeur à quatre extractions ne peut pas répondre aux besoins de la petite unité, la vanne de régulation haute pression s'ouvre pour introduire de la vapeur froide et réchauffée. La vanne de régulation haute pression est située en amont de la vanne principale du petit moteur. Les sources d'air haute et basse pression sont mélangées en amont de la vanne principale, puis pénètrent dans la turbine par la vanne de régulation basse pression. La pompe d'alimentation électrique modifie sa courbe de performance en ajustant la position du tube de cuillère du coupleur hydraulique afin de modifier sa vitesse. Le point de fonctionnement est alors déplacé et le débit de la pompe est régulé. Le mécanisme de régulation de vitesse du tube de cuillère du régulateur de vitesse de rotation est un servomécanisme électrohydraulique. Le tube de cuillère agit en fonction du signal de commande et entraîne l'arbre de transmission en éventail en rotation via la manivelle et la bielle. Le débit d'huile permet un réglage continu de la vitesse de sortie. Le tube de cuillère fonctionne grâce à un servomécanisme électrohydraulique, composé d'un actionneur électromagnétique, d'un vérin hydraulique à double effet et d'un détecteur de position. L'actionneur électromagnétique reçoit un signal de commande de 4 à 20 mA, qui régule sa position. La position du servomécanisme électrohydraulique est contrôlée par une électrovanne de position interne. Ce signal déclenche le contrôleur magnétique. La force électromagnétique est contrôlée par le piston de la vanne hydraulique multidirectionnelle. Le détecteur de position détecte la différence de position et renvoie le signal au positionneur, permettant au système de fonctionner avec précision et rapidité. Cela permet un démarrage en douceur de l'accouplement. 2. Schéma de commande : Les unités modernes à grande échelle utilisent toutes des pompes à vitesse variable pour réguler le débit d'eau d'alimentation. Les unités ultra-supercritiques Zou Power Phase IV de 1 000 MW utilisent deux pompes à vapeur à vitesse variable comme pompes d'alimentation principales, une pompe d'alimentation électrique comme pompe d'alimentation de démarrage et une pompe de secours. Différents types de pompes à vitesse variable ont leur propre zone de sécurité. Afin d'éviter la cavitation et d'améliorer son efficacité, lors de la commande d'une pompe à vitesse variable, il est nécessaire de s'assurer que la pompe fonctionne dans une zone de sécurité en modifiant la vitesse, la pression et le débit. La zone de sécurité de la pompe est liée à la pression. Lorsque la pression est élevée, la zone de sécurité est plus large, et lorsque la pression est basse, elle se rétrécit. Afin de garantir le bon fonctionnement de la pompe dans sa zone de travail, les mesures suivantes sont prises : 1. À faible charge, lorsque le débit de la pompe est inférieur au débit minimal, la porte de recirculation s'ouvre automatiquement pour augmenter le débit dans le corps de pompe. Ainsi, le point de fonctionnement de la pompe d'alimentation en phase de faible charge se situe également dans la courbe caractéristique de limite supérieure. 2. Lorsque le débit dépasse une certaine valeur, la porte de recirculation se ferme automatiquement. En cas de débit important, si la zone de travail sûre est étroite, le point de fonctionnement peut se situer en dehors de la zone caractéristique de limite inférieure. Afin d'éviter ce phénomène, la méthode utilisée consiste à augmenter la résistance de la conduite d'eau supérieure, c'est-à-dire à fermer la vanne de régulation de débit à la sortie de la petite pompe afin d'augmenter la pression de sortie de la pompe et de ramener le point de fonctionnement dans la zone de sécurité.

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