Современный энергетический блок котел — турбина — генератор представляет собой весьма сложный комплекс согласованно действующих основных агрегатов и их вспомога — те-іьньїх механизмов. Управление подобным агрегатом требует очень высокой квалификации и вниматель­ности обслуживающего персонала. Особенно трудные эксплуатацион­ные условия возникают в периоды пуска и останова агрегата, его глу­боких разгрузок, а также при ава­рийных ситуациях, когда требуется почти одновременное воздействие на многие управляющие органы с уче­том большого количества поступаю­щей информации.

В этих условиях вполне возмож­ны ошибочные действия обслужи­вающего персонала, вызванные не­достаточной подготовленностью, утомлением, избытком информации. Необходимость контроля большого числа параметров приводит к созда­нию громоздких щитов управления с множеством приборов, визуальное наблюдение за показаниями которых даже при нормальном режиме рабо­ты затруднено.

В процессе эксплуатации агрега­та необходимо получать периодиче­скую отчетную информацию техни­ческого и экономического характера. Это связано с обслуживанием боль­шого количества самопишущих при­боров, включая последующую обра­ботку графического материала и со­ставление отчетности. Условия мак­симальной экономичности энерго­блоков требуют оптимизации режи­ма работы всех агрегатов и меха­низмов, составляющих блок, а так­же всего энергоблока в целом. Для создания оптимального режима ра­боты требуется непрерывный и бы­стрый анализ множества парамет­ров и показателей энергоустановки, что явно не под силу самому квали­фицированному оперативному пер­соналу. Все это убеждает в необхо­димости создания единой централи­зованной всережимной системы уп­равления энергоблоком с передачей ей всех функций оператора.

На современном этапе развития техники такие функции может на се­бя взять электронная вычислитель­ная машина, выполненная на базе цифровых и логических элементов. Надежность и быстродействие со­
временных электронных вычисли­тельных машин позволяет им не только вести всережимную безопас­ную эксплуатацию оборудования блока, но и выполнять ряд дополни­тельных функций, таких, как печать основных параметров, печать откло­нившихся от нормы величин, под­счет экономических показателей, со­ставление первичной отчетности и т. д.

Однако создание такой комплекс­ной вычислительной машины, соче­тающей в себе функции управления, контроля и информации, — задача весьма сложная. Необходимо также учитывать высокую стоимость по­добной машины. Поэтому наряду с универсальными УВМ широко раз­рабатываются машины более узкой специализации, выполняющие либо только пусковые операции (см. гл. 2), либо информационно-вычислитель­ную работу.

В СССР работы по внедрению вычислительной техники на тепло­вых электростанциях ведутся с 1960 г. За это время разработан ряд универсальных управляюще-вы — числительных комплексов ‘(«Сири­ус», «Комплекс», «М-7», «Днепр») и информационно-вычислительных ма­шин (ИВ-500). Каждая система раз­рабатывалась применительно к опре­деленному типу энергетического обо­рудования.

В табл. 3-9 приведены ос­новные характеристики ряда си­стем автоматического управления, находящиеся в настоящее время на разной стадии внедрения.

Система управления «Комплекс» предусматривает выполнение как ин­формационных функций, так и функ­ций управления блоком котел — тур­бина — генератор.

Основным элементом системы яв­ляется цифровая вычислительная машина. Информационная часть УВМ осуществляет циклический оп­рос параметров со скоростью 2000 точек в секунду, их преобразование, обработку, сравнению с уставками, вычисление технико-экономических показателей, печать результатов вы­числений и ряда исходных парамет­ров. Кроме того, предусмотрены световая сигнализация отклонений параметров и их регистрация.

Помимо осуществления сплошно­го циклического контроля, машина позволяет выполнять избирательный контроль по вызову. Управляющая часть системы «Комплекс» предус­матривает автоматический пуск и останов блока; выполнение переклю­чений, связанных с изменением на­грузки или частичным выходом из строя оборудования; автоматическое регулирование основных параметров блока во всех режимах его работы; оптимизацию режима работы обору­дования путем изменения парамет­ров регулирования и рабочей схемы. Функции аварийной защиты обору­дования выполняются независимой системой. На рис. 3-29 представлена структура системы управления бло­
ком 500 МВт, осуществленная на ба­зе УВМ типа «Комплекс».

Управляющая вычислительная машина М-7 обладает ограниченным объемом функций управления. Авто­матическое управление, осущест­вляемое машиной, ограничивается пуском и остановом блока. Пуски блока могут быть произведены как из холодного, так и из горячего со­стояния. Остановы блока могут так­же производиться по различным про­граммам: с полным и частичным охлаждением. Отличительной особен­ностью машины М-7 является выпол­нение основных устройств информа­ционной части системы независимы­ми от УВМ.

Информационная часть машины М-7 осуществляет обработку вводи­мых в нее параметров, рассчитыва­ет основные технико-экономические показатели и печатает результаты этих расчетов на цифропечатающем устройстве. Машина осуществляет контроль за отклонением парамет­ров за допустимые пределы, сигна­лизирует эти отклонения и реги­стрирует отклонившиеся параметры на цифропечатающем устройстве.

Информационно — управляющая система «Сириус» базируется на ис­пользовании вычислительной маши­ны «Днепр» и построена по иерархи­ческому принципу. Основная роль в управлении блоком возложена на автономные логические вычислитель­ные управляющие устройства-авто­маты. На вычислительную машину возлагаются в основном функции координации действия автоматов. Система управления блоком отлича­ется многоступенчатой структурой и предусматривает автоматическое, полуавтоматическое и ручное управ­ление блоком.

При автоматическом управлении координация и контроль действия автоматов, а также управление ря­дом объектов осуществляются вычи­слительной машиной. Задачей опе­ратора в этом случае является наб­людение за работой схемы и ходом процессов.

Прн полуавтоматическом управ­лении управление отдельными тех­нологическими участками осущест­вляется логическими вычислитель­ными автоматами. На оператора в этом случае возлагаются функции корректирования действия автома­тов и дистанционного управления отдельными объектами, не управляе­мыми автоматически. С переходом на ручное управление управление блоком осуществляется оператором с помощью органов дистанционного управления, при этом сигнализация положения объектов управления производится на мнемосхеме пульта управления блоком.

Разделение блока на технологи­ческие узлы, каждым из которых управляет свой автомат, произведено с учетом получения минимальных функциональных связей между от­дельными устройствами. В соответ­ствии с этим предусматривается установка отдельных автоматов для управления питанием котла водой, горением, управления турбиной и др.

Центральным координирующим и управляющим органом явля­ется электронная цифровая вычисли­тельная машина «Днепр-2», осна­щенная специальными блоками вво­да и вывода. В функции вычисли­тельной машины входят включение и отключение автоматов, координа­ция и контроль их работы, логиче­ское управление объектами, не под­чиненными автоматам, изменение за­даний автоматам, вытекающее из изменения хода технологического процесса, не предусмотренного их программами.

Информационно-вычислительная часть системы производит сбор и об­работку информации, вычисление технико-экономических показателей с регистрацией результатов, кон­троль достоверности информации, поступающей от датчиков (путем анализа и сопоставления различных параметров), контроль отклонений параметров, сигнализацию и регист­рацию этих отклонений.

Важную роль в развитии автома­тического управления энергоблока­ми играют информационно-вычисли­тельные машины, не несущие функ­ций управления. Эти машины, являющиеся более простыми и деше­выми по сравнению с информацион­но-управляющими машинами, долж­ны рассматриваться как первая сту­пень комплексной автоматизации всего технологического процесса блочной установки. Кроме того, эти машины могут найти широкое рас­пространение в установках неблоч­ного типа, а также в порядке модер­низации уже работающих блоков.

Одной из модификаций таких ма­шин является установка ИВ-500, разработанная для блоков мощ­ностью 300 МВт. Структурная схема управления и контроля блока на ба­зе этой машины приведена на рис. 3-30.

Машина производит циклический опрос датчиков, сигнализацию от­клонения контролируемых парамет­ров за заданные пределы, регистра­цию отклонившихся параметров, об­работку полученной информации и вычисление технико-экономических показателей блока. Результаты об­работки и вычислений периодически фиксируются цифропечатающим уст­ройством.

В ИВМ предусмотрена также возможность избирательного контро­ля любого из контролируемых пара­метров на многошкальных показыва­ющих приборах. Основными особен­ностями ИВ-500 являются работа этой машины со стандартными дат­чиками теплотехнического контроля (термопарами, термометрами сопро­тивления и т. д.) и осуществление избирательного контроля непосред­ственным подключением много­шкальных приборов к датчикам (по­мимо центральных устройств ИВМ), что в значительной мере повышает надежность системы.

Машина ИВ-500 осуществляет контроль более 80% параметров, характеризующих работу блока. Остальные параметры контролиру­ются индивидуальными прибора­ми, от контактных устройств кото­
рых осуществляются аварийная сиг­нализация и защита. Информация от индивидуальных приборов и уст­ройств вывода информации поступа­ет к оператору, осуществляющему дистанционное управление всеми элементами блока.

Определение экономической эф­фективности от применения вычи­слительной техники для автоматиза­ции тепловых электростанций в на­стоящее время крайне затруднено из-за отсутствия достоверных экс­плуатационных и статистических данных. Нет также единой методики расчета определения эффективности использования УВМ. Однако общая оценка, произведенная на основе со­поставления ориентировочных затрат на установку средств вычислитель­ной техники и экономии, которая мо­жет быть получена после внедрения новых средств автоматизации, пока­зывает, что окупаемость такой систе­мы управления составляет от 3,5 до 5 лет. Внедрение в энергетику вычис — тельной техники является законо­мерным и необходимым явлением, лежащим в основе современного тех­нического прогресса.