Аналіз та модернізація системи регулювання тяги котлоагрегату ТЕЦ-3 ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»

Abstract

Предмет проектування – електромеханічна система дуттьового агрегату (димотяга), що працює в умовах ТЕЦ-3 на базі підприємства ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг». Головною метою роботи є розробка системи частотно-регульованого електроприводу для механізму димотяга. Проєктом передбачено заміну існуючого дросельного способу регулювання тяги за допомогою напрямних апаратів на метод безпосереднього керування швидкістю обертання електродвигуна. Реалізація даного технічного рішення спрямована на оптимізацію витрат електроенергії на власні потреби станції та зниження динамічних навантажень на механічні вузли агрегату в перехідних пускових режимах. Аналатичний розділ містить стислий огляд виробничого циклу станції та детальну оцінку її експлуатаційних режимів. Тут розглянуто специфіку роботи димотяга та базові принципи функціонування діючої апаратури автоматики. Спираючись на жорсткі технічні критерії, висунуті до приводної установки, здійснено пошук і затвердження оптимальної конфігурації приводу. Крім того, сформовано оновлену концепцію автоматичного контролю, прописано логіку управління агрегатом, виконано розрахунки силових навантажень та ухвалено рішення щодо вибору конкретної моделі тягового електродвигуна. У спеціальній частині підібрано силовий перетворювач частоти, а також комплект комутаційних і запобіжних апаратів разом із первинними перетворювачами (датчиками) технологічного процесу. Складено однолінійну схему живлення та визначено струмові показники, що необхідні для правильного конфігурування пристроїв релейного захисту. Здійснено аналіз замкнутої системи керування формату «перетворювач частоти – асинхронна машина». Обчислено еквівалентні параметри для кола заміщення, після чого реалізовано цифрову модель контурурегулювання задля зняття перехідних характеристик установки. Розглянуті графіки перехідних процесів показують ефективність запропонованого рішення. Впровадження частотного перетворювача дозволяє майже повністю усунуває кидки пускових струмів, що помітно знижує зношення механіки димотяга. Крім того, відмова від традиційних напрямних апаратів на користь керування обертами двигуна дає змогу набагато точніше підтримувати задане розрідження в котлі. Виділена увага до питань інтеграції оновленого електроприводу в існуючу автоматизовану систему керування станції. Забезпечено необхідну координацію з апаратурою релейного захисту та автоматики, що гарантує селективне відключення обладнання в ненормальних режимах і підвищує загальну безвідмовність роботи енергоблоку. Така схема робить роботу тягодуттьової установки надійнішою. Проте найбільша перевага – це реальна економія електроенергії на власні потреби станції, особливо коли обладнання працює з неповним навантаженням. Саме ці показники енергозбереження і лягли в основу розрахунку фінансової вигоди та окупності проекту. Проведена оцінка техніко-економічних індикаторів беззаперечно підтверджує фінансову доцільність та високу окупність впровадження запропонованої розробки на реальному виробництві.