Monitorowanie i sterowanie turbinami i generatorami w elektrowniach węglowych

W elektrowniach węglowych turbiny parowe odpowiadają za kilkuetapowy proces przekształcania energii gorącej pary, wytwarzanej przez kocioł, w energię ruchu obrotowego. Para wytwarzana w kotle przechodzi najpierw przez turbinę wysokociśnieniową, gdzie stygnie, a następnie trafia do ponownego podgrzania. Strumień podgrzanej z powrotem pary przepływa przez turbinę średniego ciśnienia do sekcji niskociśnieniowej. Wytworzona w ten sposób energia ruchu obrotowego przekazywana jest przez wspólny wał do generatora, który przekształca ją w energię elektryczną. Aby nie dochodziło do przerw w działaniu, konieczne jest niezawodne monitorowanie turbin i generatorów oraz bezpieczne przesyłanie sygnału między instalacją a sterownią.

Układ smarowania wału łączącego turbinę z generatorem jest monitorowany w celu zapewnienia optymalnego ciśnienia i prędkości przepływu oleju. Dzięki temu nie dochodzi do uszkodzeń materiału w wyniku nieodpowiedniej warstwy oleju. Podobne skutki ma zmniejszanie się lepkości oleju spowodowane jego nadmierną temperaturą. Ponadto prędkość obrotowa nie może przekraczać ustalonych wartości przełączania, powyżej których siła odśrodkowa spowodowałaby uszkodzenie turbiny i generatora.

Moduły interfejsu K-System są wyposażone w izolację galwaniczną, zapewniają bezpieczeństwo funkcjonalne do poziomu SIL3 i bez żadnych zakłóceń przesyłają sygnały między układem turbiny/generatora a sterownią. Kondycjonery sygnału do stosowania w obszarach bezpiecznych monitorują utrzymanie właściwej prędkości obrotowej turbiny i generatora. Ponadto monitorują ciśnienie i wydatek pomp oleju, a także temperaturę oleju.

Pomiar prędkości obrotowej turbiny i generatora za pomocą przetworników częstotliwości ma decydujące znaczenie dla funkcjonowania elektrowni, ponieważ umożliwia wczesne wykrywanie uszkodzeń spowodowanych przez zbyt dużą prędkość obrotową i zapobieganie tego rodzaju uszkodzeniom. Ma także istotne znaczenie dla zapobiegania zbyt dużym spadkom prędkości, które uniemożliwiają osiągnięcie dopuszczalnej częstotliwość linii. Do monitorowania temperatury oleju stosuje się przetworniki temperatury z ustawionymi wartościami przełączania dla termopar, potencjometrów i termometrów oporowych. Do monitorowania ciśnienia i przepływu oleju przez pompy używa się separatorów zasilających.

• Przetwornice częstotliwości zapobiegają osiąganiu przez turbiny i generatory krytycznych prędkości obrotowych.
• Dzięki przetwornikom temperatury z ustawionymi wartościami przełączania dla termopar, potencjometrów i termometrów oporowych możliwe jest monitorowanie temperatury łożysk wału łączącego turbiny z generatorem.
• Separatory zasilające pozwalają monitorować przepływ w pompach i utrzymywać optymalne ciśnienie oleju.