Разработка методических основ, исследование и внедрение многосвязных автоматических систем регулирования теплоэнергетических объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, доктор технических наук Биленко, Виктор Абрамович

• Биленко, Виктор Абрамович
• доктор технических наук
• 2012

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Биленко, Виктор Абрамович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполненный комплекс работ, содержащий совокупность научных и методических положений, разработанных на основе аналитических, модельных и экспериментальных исследований динамических и эксплуатационных характеристик МАСР модернизируемых и вновь стоящихся энергоблоков и направленный на привлечение энергоблоков к решению задач НПРЧ, ОПРЧ и АВРЧ, обеспечение точности поддержания коммерческого графика изменения нагрузки и внедрение современных технологий сжигания топлива, с одновременным обеспечением надежности и удобства эксплуатации МАСР и их наладки, позволил решить научную проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.

2. Разработаны методические основы анализа и синтеза МАСР энергоблоков, отличительными особенностями которых являются:

- многоконтурная структура локальных АСР;

- наличие различных условий и структурных вариантов реализации развязки собственных движений МАСР;

- использование в качестве аспектов выбора оптимальных структурных решений по построению МАСР наряду с динамическими характеристиками таких эксплуатационных требований как удобство промышленной наладки и простота осуществления структурных изменений МАСР при изменении режимов работы блока и возникновении ТО и ФН;

- учет неточности реализации развязки.

3. Исследованы динамические свойства и сформулированы предложения по структурной реализации многоконтурных АСР (важной составляющей МАСР энергоблоков), в состав которых входят многоконтурные АСР как с несколькими регулируемыми переменными - наиболее характерное построение ЛАСР, так и с несколькими регулирующими воздействиями, а также структуры, их объединяющие. Для многоконтурных АСР с несколькими регулируемыми переменными существенными преимуществами обладает решение с использованием упрощенных моделей инерционных участков регулирования.

4. Разработан новый структурный подход к построению МАСР, названный за счет объединения двух типов реализации развязки «смешанной автономностью» и обеспечивающий существенные преимущества в части выполнения эксплуатационных требований, в первую очередь, возможности сведения процесса наладки МАСР к ряду последовательных операций настройки отдельных элементов системы и реконфигурации МАСР при режимных изменениях и возникновении ТО и ФН.

Проведен сравнительный анализ структурных вариантов подключения УК, реализующих развязку, как с позиции динамики регулирования, так и в части выполнения структурных изменений. Показано, что для МАСР, состоящих из многоконтурных ЛАСР, выбор вариантов зависит от структурной реализации ЛАСР, связываемых вводимыми УК.

5. Исследованы динамические особенности и структурные решения МАСР, состоящих из однотипных ЛАСР. Сопоставлены два структурных решения: с отдельными регуляторами каждой ЛАСР и регуляторами суммарного и разностного движений. Определяющим фактором для их выбора является степень различия динамики идентичных участков регулирования: чем меньше различия, тем более предпочтителен вариант с регуляторами суммарного и разностного движений.

6. Разработан комплекс методик и программ моделирования в частотной области и оптимизации параметров настройки МАСР. Методика определения оптимальных значений параметров представляет собой решение задачи нелинейного программирования с выполнением поискового движения по пересечению гиперповерхностей заданного затухания колебательных составляющих собственных движений МАСР.

Предложена в общем виде методика промышленной наладки МАСР произвольной структуры, включающей в себя как разнотипные, так и однотипные ЛАСР.

7. Выполнено сравнительное исследование динамики вариантов МАСР мощности энергоблока и температуры среды по тракту прямоточного котла с различным распределением функций между регуляторами питания и топлива и возможными структурными решениями по реализации развязки МАСР. По совокупности оценок, наиболее предпочтительным является вариант МАСР с возложением функции регулирования температурного режима на регулятор топлива и реализацией смешанной автономности.

8. Проведенный комплекс исследований позволил получить новые структурные решения по построению основных каналов регулирования энергоблоков. В первую очередь, к таким решениям следует отнести:

- МАСР мощности энергоблока и температуры среды по тракту пылеугольного прямоточного котла с реализацией смешанной автономности и автоматическим учетом ограничений по расходу топлива по схеме «переворота» (большого);

- АСР подачи топлива пылеугольного котла с прямым вдуванием пыли, реализуемую в виде двухуровневой структуры:

• верхний уровень - регулятор суммарного расхода топлива с формированием ограничения по состоянию всех автоматически управляемых пылесистем;

• нижний уровень - МАСР отдельных пылесистем с реализацией односторонней или смешанной автономности и автоматического учета ограничений;

- единую многоконтурную АСР температурного режима пароводяного тракта прямоточного котла, включающую в свой состав JLACP соотношения вода-топливо (температурный корректор) и впрысков, каждая из которых выполнена по многоконтурной структуре с упрощенными моделями участков регулирования;

- использование для МАСР питания и температурной коррекции вода-топливо прямоточных котлов структуры с регуляторами суммарного и разностного движений;

- структурную схему САРЧМ с комбинированием решений САУМ-1 и САУМ-2;

- всесторонний учет различных типов ТО и ФН и комплекс структурных решений, обеспечивающих минимизацию потери функциональных возможностей САРЧМ энергоблока и основных каналов регулирования котла при их возникновении.

Важную роль в успешном внедрении данных решений по многосвязному регулированию энергоблоков сыграло использование разработанных методов расчетной и промышленной настройки МАСР.

9. Разработанные структурные решения частично начали использоваться еще в 19701980-ых годах при реализации АСР на традиционных средствах и автономных микропроцессорных контроллерах (энергоблоки 300МВт Каширской, Ермаковской, Литовской, Три-польской ГРЭС, котлоагрегаты БКЗ-420 Красноярской ТЭЦ-2, ПК-24 Иркутской ТЭЦ-10). В полном объеме результаты выполненных исследований нашли свое применение при автоматизации 30 крупных традиционных энергоблоков 800, 500, 300 МВт (Березовской, Реф-тинской, Пермской, Ириклинской, Киришской, Ставропольской, Конаковской, Средне-уральской, Каширской ГРЭС, ТЭС Суйджун в Китае, ТЭС Аксу в Казахстане, Зуевской ТЭС на Украине) на базе современных распределенных микропроцессорных АСУТП, что позволило комплексно решить такие принципиально важные задачи как автоматизация пы-леугольных энергоблоков с прямым вдуванием пыли; возможность удовлетворения газомазутными энергоблоками требований Стандарта СО-ЦДУ по НПРЧ и АВРЧ, а пылеугольны-ми - ОПРЧ; поддержание обоими типами энергоблоков с требуемой точностью коммерческого графика изменения нагрузки. При этом в регулировочном диапазоне нагрузок энергоблока обеспечивается практически полностью автоматический режим работы, в том числе, и при возникновении ТО и ФН.

Кроме того, результаты диссертационной работы использованы при автоматизации нового для российского рынка типа энергоблоков - ПГУ утилизационного типа, в частности, для реализации САРЧМ (ПГУ-450 Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга, Калининградской ТЭЦ-2, ТЭЦ-27 Мосэнерго,ТЭЦ-22 Ленэнерго; ПГУ-325 Ивановской ГРЭС). 10. Выполненные исследования и опыт применения их результатов для различных типов современного энергетического оборудования могут служить базой для разработки и внедрения МАСР нового оборудования, основанного как на уже используемых, так и на принципиально новых технологиях производства электроэнергии, а также для создания МАСР сложного технологического оборудования в других отраслях промышленности.

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1. Биленко В.А., Давыдов Н.И. Метод расчёта на ЭЦВМ оптимальных параметров настройки двухконтурных систем регулирования // Теплоэнергетика. 1977. №1. С. 32-36.

2. Биленко В.А., Давыдов Н.И. Сравнительный анализ динамики двух вариантов двухконтурных систем регулирования // Теплоэнергетика. 1979. №7. С.73 - 76.

3. Биленко В.А., Давыдов Н.И. Вопросы автономности в связанных двухконтурных системах автоматического регулирования современных энергоблоков // Теплоэнергетика. 1979. №12. С. 32-38.

4. Биленко В.А., Давыдов Н.И. О нейтрализации взаимосвязей между двухконтур-ными системами регулирования энергоблока // Теплоэнергетика. 1982. №2. С. 35-40.

5. Биленко В.А., Давыдов Н.И., Меламед А.Д. и др. Система регулирования мощности пылеугольного дубль-блока с автоматическим учётом технологических ограничений // Теплоэнергетика. 1982. №7. С. 26-31.

6. Биленко В.А., Давыдов Н.И., Чесноковский В.З. Применение смешанной автономности в многосвязных автоматических системах регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 1982. №10. С. 18-22.

7. Биленко В.А., Чесноковский В.З., Шилова Ю.С. Модель для исследования многосвязных систем регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 1983. №10. С. 19-23.

8. Биленко В.А., Давыдов Н.И. Перестроения связанных двухконтурных автоматических систем регулирования энергоблоков // Электрические станции. 1984. №3. С. 33-36.

9. Биленко В.А., Белькинд Л.А., Исаева З.И. Особенности расчета на ЭВМ сложных систем регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 1984. №8 . С. 28-32.

10. Биленко В.А., Белькинд Л.А. Применение методов оптимального управления для построения многосвязных систем регулирования энергоблоков // Энергохозяйство за рубежом. 1985. №4. С. 14-20.

11. Биленко В.А., Гомзяков Ю.И., Зорина С.С., Марголин A.M. Разработка и опыт проектирования цифровой системы автоматического регулирования энергоблока с.к.д. Теплоэнергетика, 1985, №10, с.9-13.

12. Биленко В.А., Давыдов Н.И., Чесноковский В.З., Росич Н.П. Анализ динамики многосвязной системы регулирования мощности и температуры энергоблока с прямоточным котлом // Теплоэнергетика. 1987. №10. С. 11-17.

13. Шорохов В.А., Пак В.Н., Костенко А.П., Биленко В.А. Перестроение структуры и развязка контуров регулирования пылесистемы прямого вдувания-с газовой сушкой топлива // Теплоэнергетика. 1988. №4. С. 53-57.

14. Биленко В.А., Шилова Ю.С., Белькинд Л.А. Комплекс методик-программ для оптимизации параметров настройки многосвязных систем регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 1989. №1. С. 30-35.

15. Биленко В.А., Микушевич Э.Э. Выбор структуры и принципы настройки многосвязных однотипных автоматических систем регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 1989. №10. С. 21-26.

16. Биленко В.А. Анализ условий декомпозиции задачи настройки многосвязных автоматических систем регулирования технологических процессов // Автоматика и телемеханика. 1990. №1. С. 145-158.

17. Биленко В.А., Чесноковский В.З., Росич Н.П. Новая многосвязная автоматическая система регулирования мощности и температуры для пылеугольного энергоблока 300 МВт. Сборник "Автоматическое управление мощностью ТЭС и АЭС" // М. Энергоатомиздат. 1990. С. 16-26.

18. Биленко В.А. Организация настройки многосвязных систем регулирования энергетического оборудования //Теплоэнергетика. 1990. №11. С. 18-24.

19. Лыско В.В., Бабочкин В.Т., Биленко В.А., Давыдов Н.И. Исследования и разработки ВТИ по созданию АСУТП энергоблоков // Теплоэнергетика. 1991. №6. С.52-56.

20. Буров Д.В., Биленко В.А., Котлер В.Р., Сафронников С.А. Автоматическая система регулирования горения пылеугольного котла со ступенчатым сжиганием топлива // Теплоэнергетика. 1993. №8. С.60-68.

21. Буров Д.В., Биленко В.А., Чесноковский В.З. Сравнительный анализ динамики исследуемых вариантов регулирования NOx // Теплоэнергетика. 1995. №7. С. 68-76.

22. Лыско В.В., Давыдов Н.И., Биленко В.А. и др. Автоматизация энергоблоков // Теплоэнергетика. 1996. №7. С. 45 - 53.

23. Костюк Р.И., Биленко В.А., Радин Ю.А. АСУТП Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга на базе ПТК Teleperm ME // Теплоэнергетика. 1997. №10. С.8-15.

24. Грехов Л.Л., Биленко В.А., Струков А.П. Модернизация системы управления блоком №10 500 МВт Рефтинской ГРЭС // Приборы и системы управления. 1998. №8. С. 45 - 51.

25. Биленко В.А., Деркач H.H., Микушевич Э.Э., Никольский Д.Ю. Разработка и внедрение систем регулирования основных параметров котла в составе АСУТП энергоблока 500 МВт Рефтинской ГРЭС // Теплоэнергетика. 1999. №10. С. 2-9.

26. Биленко В.А. Многосвязное регулирование энергоблоков на базе современных программно-технических комплексов // Теплоэнергетика. 2001. №10. С. 13-18.

27. Грехов Л.Л., Биленко В.А., Деркач H.H. и др. АСУТП энергоблока 500МВт Рефтинской ГРЭС // Электрические станции. 2002. №5. С. 61-68.

28. Лыско В.В., Биленко В.А., Свидерский А.Г., Меламед А.Д. Современные решения по автоматизации крупных энергоблоков на базе аппаратуры ТПТС, обеспечивающие требуемое качество участия турбин и котлов в первичном и вторичном регулировании частоты и мощности // Сборник докладов научно-технической конференции «Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС. 17-18 декабря 2002 года». М. 2002. С. 115-120.

29. Биленко В.А., Киселев Ю.А., Микушевич Э.Э. и др. A.C. Разработка и внедрение системы АРЧМ энергоблока 800МВт №1 Березовской ГРЭС-1. // Сборник докладов научно-технической конференции «Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС. 17-18 декабря 2002 года». М. 2002. С. 128-131.

30. Белый В.В., Киселев Ю.А.,Савостьянов В.А. Ладохин A.C., Биленко В.А. и др. Решение задачи регулирования частоты и мощности при модернизации АСУТП энергоблоков 800МВт Березовской ГРЭС-1 // СО-ЦДУ ЕЭС. Сборник докладов к совещанию по вопросам повышения качества регулирования частоты электрического тока в ЕЭС России. 16 - 17 декабря 2003 года. М. 2003. С. 33-38.

31. Биленко В.А. Функциональные возможности современных АСУТП ТЭС и новый уровень автоматизации // Электрические станции. 2004. №1. С. 13-18.

32. Биленко В.А., Лыско В.В., Свидерский А.Г. Модернизация систем контроля и управления ТЭС // Электрические станции. 2004. №1. С. 28 - 31.

33. Лыско В.В., Биленко В.А., Свидерский А.Г., Меламед А.Д. Проблема регулирования частоты сети и мощности энергоблоков и ее решение на средствах АСУТП // Электрические станции. 2004. № 1.С. 32-37.

34. Белый В.В., Киселев Ю.А., Савостьянов В.А., Ладохин A.C., Биленко В.А. и др. Модернизация АСУТП энергоблоков 800МВт Березовской ГТРЭС-1 // Электрические станции. 2004. №1. С. 49-59.

35. Костюк Р.И., Биленко В.А., Уколов C.B. и др. Основные решения по построению АСУТП Северо-Западной ТЭЦ г.Санкт-Петербург // Электрические станции. 2004. № 1. С. 71 - 75.

36. Биленко В.А., Шавочкин И.А. Анализ эффективности введения сложных законов преобразования дополнительных сигналов в многоконтурных автоматических системах регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 2006. №4. С. 57 - 65.

37. Нестеров Ю.В., Радии Ю.А., Давыдов H.H., Биленко В.А. и др. Автоматизация энергоблоков АЭС // Электрические станции. 2006. №6. С. 43 - 51.

38. Биленко В.А. АСУТП как основа существенного повышения уровня автоматизации // Энергетик. 2007. №10. С. 14 - 18.

39. Лыско В.В., Свидерский А.Г., Биленко В.А., Ананьев A.A. Основные результаты работы ЗАО «Интеравтоматика» за 15 лет // Теплоэнергетика. 2008. №10. С. 2 - 9.

40. Биленко В.А., Меламед А.Д., Микушевич Э.Э. и др. Разработка и внедрение САРЧМ крупных энергоблоков // Теплоэнергетика. 2008. №10. С. 14-26.

41. Биленко В.А., Микушевич Э.Э., Никольский Д.Ю. и др. Усовершенствование автоматических систем регулирования технологических параметров энергоблоков // Теплоэнергетика. 2008. №10. С. 34 - 44.

42. Биленко В.А., Маневская O.A., Меламед А.Д. Результаты испытаний системы автоматического регулирования частоты и мощности энергоблока ПГУ-450 Калининградской ТЭЦ-2 // Теплоэнергетика. 2008. №10. С. 52 - 60.

43. Свидерский А.Г., Биленко В.А., Лыско В.В. Автоматизация российского энергетического оборудования: вчера, сегодня, завтра // Электрические станции. 2009. №2. С. 2 - 8.

44. Копсов АЛ., Свидерский А.Г., Биленко В.А. и др. Опыт разработки и внедрения полномасштабной АСУТП энергоблока ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго» // Электрические станции. 2009. №2. С. 9 - 16.

45. Биленко В.А., Черномзав И.З., Артанов C.B. и др. Опыт разработки и внедрения АСУТП ПГУ-325 Ивановской ГРЭС // Электрические станции. 2009. №2. С. 25 - 35.

46. Биленко В.А., Гальперина А.И., Микушевич Э.Э. и др. Система автоматического регулирования частоты и мощности пылеугольных энергоблоков 500МВт Рефтинской ГРЭС // Электрические станции. 2009. №2. С. 47 - 53.

47. Биленко В.А., Черномзав И.З., Кузнецов H.A. и др. Адаптация СКУ энергоблоков 300МВт Ириклинской ГРЭС к современным требованиям эксплуатации // Электрические станции. 2009. №2. С. 65-74.

48. Биленко В.А., Меламед А.Д., Микушевич Э.Э., Никольский Д.Ю. Учет в САРЧМ энергоблоков технологических ограничений и функциональных нарушений // Теплоэнергетика. 2009. №10. С. 2-10.

49. Свидерский А.Г., Биленко В.А., Лыско В.В. Совершенствование автоматизированных систем управления энергетическим оборудованием // Электрич. станции. 2010. №1. С. 59 - 67.

50. Биленко В.А. Теория и практика многосвязного регулирования энергоблоков // Теплоэнергетика. 2010. №10. С. 27 - 36.

51. Биленко В.А. Многоконтурные автоматические системы регулирования с несколькими регулирующими воздействиями и их применение для регулирования температуры пара прямоточных котлов // Теплоэнергетика. 2011. №10. С. 51 - 59.

52. Давыдов H.H., Биленко В.А., Койчу М.Б., Чесноковский В.З. A.c. №840424 Система автоматического регулирования энергоблока. Б.И. 1981. №23.

53. Биленко В.А., Давыдов Н.П., Меламед А.Д., Чесноковский В.З. A.c. №941637 Система регулирования теплоэнергетического объекта. Б.И. 1982. №25.

54. Давыдов Н.П., Биленко В.А. А.с.№937900. Система автоматического регулирования подачи воздуха в пылеугольный котлоагрегат. Б.И. 1982. №23.

55. Биленко В.А., Давыдов Н.П., Чесноковский В.З. А.с.№1051364. Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха пылеугольного котлоагрегата. Б.И. 1983. №40.

56. Биленко В.А. A.c. №1138597.Система автоматического регулирования температуры первичного и вторичного пара в прямоточном котлоагрегате. Б.И. 1985. №5.

57. Биленко В.А., Чесноковский В.З. A.c. №1178908. Система автоматического регулирования энергоблока. Б.И. 1985. №34.

58. Шорохов В.А., Биленко В.А. Костенко А.П. А. с. №1537965. Система автоматического регулирования сушильной производительности пылесистемы. Б.И. 1990. №3.

59. Биленко В.А., Буров Д.В., Котлер В.Р., Сафронников С.А. A.c. №1657879. Способ автоматического регулирования процесса горения. Б.И. 1991. №23.

60. Биленко В. А., Микушевич Э.Э., Гомзяков Ю.И. A.c. №1695034. Система температурной коррекции соотношения вода-топливо прямоточного котла. Б.И. 1991. №44.

61. Биленко В.А., Меламед А.Д., Зорина С.С. A.c. № 1643875. Система автоматического регулирования подачи топлива в газомазутный котел. Б.И. 1991. №15.

62. Биленко В.А., Буров Д.В. A.c. №1719796. Способ автоматического регулирования процесса горения. Б.И. 1992. №10.