CC BY
56
Литература
1. Журавлев Ю. Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение. СПб. : Политехника, 2003.
2. Грибов А. Н., Журавлев Ю. Н., Мацевич В. Г. Вибровозбудитель низкочастотной вибрации с активной магнитной подвеской подвижной части // Современные проблемы совершенствования средств измерений механических величин. Л. : Энергоатомиздат, 1986.
3. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. М. : Машиностроение, 1986.
4. Изерман Р. Цифровые системы управления. М. : Мир, 1984.
D. S. Fyodorov
DIGITAL CONTROL SYSTEM OF LOW-FREQUENCY ELECTRODYNAMIC VIBRATING STAND
In article problems and a way of realization of a digital control system are considered by the electric drive of an electrodynamic low-frequency vibrating stand. Are brought: description of discrete model of management, stability analysis, synthesis of a digital regulator. The technical specification on the developed system is presented.
Keywords: management, regulator, model, vibrating stand, stability, step-type behavior, frequency.
Федоров Дмитрий Сергеевич — старший преподаватель кафедры «Электропривод и системы автоматизации» ФГБОУ ВПО ПсковГУ, [email protected].
УДК 620.9 + 502
К. В. Глотова
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО ОБЪЕКТА ЭНЕРГЕТИКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЧЕЛОВЕКА
Проведен анализ неблагоприятных факторов воздействия и риска на потенциально опасных объектах энергетики на примере филиала ОАО «ОГК-2 Псковская ГРЭС».
Ключевые слова: электрическая станция, электроэнергетическая установка, топливо, вредные выбросы, негативное воздействие.
Государственная районная электрическая станция (ГРЭС) является сложным энергетическим комплексом, состоящим из зданий, сооружений, энергетического и иного оборудования. Основными системами ГРЭС являются:
• котельная установка;
• паротурбинная установка;
• топливное хозяйство;
• электрическая часть;
• техническое водоснабжение (для отвода избыточного тепла);
• система химической очистки и подготовки воды.
При проектировании и строительстве ГРЭС ее системы размещаются в зданиях и сооружениях комплекса, в первую очередь в главном корпусе.
В котельном отделении главного корпуса располагается котельная установка, состоящая из двух паровых котлов (парогенераторов) и паропроводов. Пар от котлов передается двум турбинам по паропроводам «острого» пара.
Паротурбинная установка располагается в турбинном отделении главного корпуса. В нее входят:
• две паровые турбины с двумя электрическими генераторами по 215 МВт каждый;
• конденсатор, в котором пар, прошедший турбину, конденсируется с образованием воды (конденсата);
• питательные и конденсатные насосы, обеспечивающие возврат конденсата (питательной воды) к паровым котлам;
• рекуперативные подогреватели низкого и высокого давления — теплообменники, в которых питательная вода подогревается отборами пара от турбины;
• деаэратор, в котором вода очищается от газообразных примесей;
• трубопроводы и вспомогательные системы.
В топливное хозяйство ГРЭС на природном газе входит газораспределительный пункт и газопроводы. В качестве резервного источника используется мазут, поэтому на ГРЭС также устроено и мазутное хозяйство. В мазутное хозяйство входят:
• приемно-сливное устройство;
• мазутохранилище со стальными резервуарами (6 резервуаров);
• мазутная насосная станция с подогревателями и фильтрами мазута;
• трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой;
• противопожарная и другие вспомогательные системы.
Электрическая часть ГРЭС предназначена для производства электрической энергии и ее распределения потребителям. В генераторах ГРЭС создается трехфазный электрический ток напряжением 15,75 кВ. С целью исключения потерь энергии в сетях сразу после генераторов устанавливаются блочные трансформаторы, повышающие напряжение до 110 и 330 кВ.
Подключение и отключение отходящих к подстанциям и потребителям линий электропередачи производится на открытых распределительных устройствах (ОРУ), оснащенных выключателями, способными соединять и разрывать электрическую цепь высокого напряжения при номинальном токе или токах короткого замыкания с образованием и гашением электрической дуги.
Система технического водоснабжения организована прямоточной и обеспечивает подачу большого количества холодной воды для охлаждения конденсаторов турбин. В прямоточной системе ГРЭС вода забирается насосами из реки Шелонь (естественного источника) и после прохождения конденсатора сбра-
сывается обратно. При этом вода нагревается примерно на 8-12 С, что изменяет биологическое состояние источника.
Пятиэтажный административно-бытовой корпус (АБК) является отдельно стоящим зданием на территории ГРЭС, предназначенным для инженернотехнических работников и иного персонала, обслуживающего ГРЭС. К АБК пристроен центральный склад и цех ХВО (химводоочистки), обеспечивающего очистку воды для охлаждения конденсаторов турбин.
Так же на территории ГРЭС предусмотрены здания топливнотранспортного цеха, отдела оборудования, азотно-кислородной станции и недостроенный тракт топливной подачи.
Тракт топливной подачи проектировался из расчета, что именно уголь станет резервным топливом для ГРЭС, но ввиду изменившихся технологических условий, тракт не только не был сдан в эксплуатацию, но даже его строительство не было завершено.
На азотно-кислородной станции идет приготовление азота, для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, (т. к. газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению); и кислорода, который в смеси с воздухом используют для более эффективного сжигания топлива в горелках.
Таким образом, энергетическое производство, потребляя огромное количество топлива и кислорода воздуха для его окисления, выдает продукцию в виде электрической энергии, а газообразные, тепловые и твердые продукты сгорания являются его отходами.
Помимо вредного воздействия на окружающую среду, работа электростанции негативно сказываются и на персонале, обслуживающем саму станцию.
В процессе эксплуатации электроэнергетических установок — открытых распределительных устройств и воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения (330 кВ) возникают электромагнитные поля, являющиеся одним из производственных антропогенных факторов, который оказывает свое влияние на биологические объекты и, в частности, на человека.
Специальные наблюдения и исследования подтвердили, что интенсивное электромагнитное поле, возникающее в пространстве вокруг токоведуших частей действующих электроустановок влияет на здоровье обслуживающего персонала, вызывая тем самым нарушение функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. При этом наблюдается повышенная утомляемость, снижение точности движений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце, сопровождающихся сердцебиением и аритмией, и т. п.
Электрическое поле также может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами. Электрические разряды возникают в результате разности потенциалов заземленных и не заземленных объектов находящихся в электрическом поле. Для предотвращения разрядов необходимо заземлять объекты, находящиеся в данном электрическом поле.
В целях защиты населения от воздействия электрического поля устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ).
СЗЗ также отделяют электрическую станцию, которая является одним из крупных источником загрязнения окружающей среды.
Количество и характеристика вредных выбросов ГРЭС напрямую зависит от используемого топлива, и при сжигании мазута с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают:
■ сернистый (802) и серный (803) до 5% ангидрид;
■ окислы азота, а точнее оксид азота N0 и диоксид азота N02
■ пятиокись ванадия У205;
■ продукты неполного сгорания (химнедожог);
■ угарный газ С0;
■ бенз(а)пирен С20И12 (1-й класс опасности, твердое вещество);
■ углеводороды;
■ сажа;
■ вещества, удаляемые с наружных поверхностей нагрева при очистках.
Большинство этих продуктов являются токсичными и даже в очень малых
концентрациях оказывают вредное воздействие на человека, животный и растительный мир, на почву и воду. Кроме этого, вредное воздействие ГРЭС выражается в шлейфах пыли и дыма, сокращающих ультрафиолетовую радиацию и видимость.
ГРЭС также является крупным потребителем воды для технологических нужд и, соответственно, значительным загрязнителем природных водоемов. Река Шелонь относится к категории рыбохозяйственных природных водоемов, к которым предъявляются соответствующие требования по составу и свойствам воды (см. табл.).
Таблица
№ п/п Показатели состава и качества воды Рыбохозяйственные природные водоемы
1 Взвешенные вещества Не должны увеличиваться больше 0,25 мг/л
2 Плавающие примеси Не должно быть плавающих пленок и нефтепродуктов, пятен минеральных масел, жиров и ДР-
3 Запахи, привкусы Не должны быть запахи и привкусы интенсивностью более 2-х баллов
4 Окраска Не должна обнаруживаться в столбике 20 см
5 Температура Не должна повышаться летом более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца
6 Солесодержание -
7 Растворенный кислород Не менее 4 мг/л в любой период года
8 Биохимические потребления кислорода БПК20 3 мг/л
9 Железо -
10 Медь -
11 Поверхностно-активные вещества (ПАВ) —
12 Свободный хлор отсутствие
13 Нефтепродукты 0,05 мг/л
К сточным водам ГРЭС относятся:
■ охлаждающие воды (после охлаждения конденсаторов турбин);
■ сточные воды водоподготовительных установок и кондесатоочисток;
■ отработавшие растворы после химочистки теплосилового оборудования;
■ растворы от обмывок поверхностей нагрева котлов, работающих на мазуте.
Разнообразие данных сточных вод приводит к засоленности и замазучен-ности водоемов.
Исходя из, установленного по факту, неблагоприятного воздействия на окружающую среду, ГРЭС производит плату за лимитированные выбросы загрязняющих веществ, а именно:
■ платежи за негативное воздействие на воздух от стационарных и передвижных источников;
■ платежи за сброс сточных вод;
■ платежи за размещение отходов.
Но, не смотря на приносимый вред, и здесь есть преимущества мощных ГРЭС, с вводом в действие которых ликвидируются источники вредных выбросов — сотни мелких неэкономичных котельных, не имеющих необходимых технических средств, приборов контроля и автоматики, снижающих вредные выбросы в окружающую среду.
Таким образом, ГРЭС является сложным опасным объектом, требующим тщательного детализированного изучения. Кроме собственного описания этого объекта необходимо выявить факторы риска, т. е. причины, которые могут повлечь неблагоприятные последствия и источники риска. Источники риска (опасности) это конкретные физические явления, такие как поражающие действие взрыва, электромагнитных полей, электрического тока, разряда, вредных отравляющих выбросов и др. Дальнейшее направление исследований — для источников и факторов риска необходима классификация и ранжирование, как основа для дальнейшей количественной оценки поражения людей и материальных объектов.
Литература
1. Буров В. Д., Дорохов Е. В., Елизаров Д. П. и др. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / Под ред. Лавыгина В. М., Седлова А. С., Цане-ва С. В. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Издательский дом МЭИ, 2007. 466 с.
2. Быстрицкий Г. Ф. Основы энергетики. М. : Инфра-М, 2007.
3. Вороновский Г. К., Стенников В. Н. Современная тепловая электростанция (теплотехническое оборудование и экология): учебное пособие. X. : Курсор, 2000. 178 с.
4. Основы современной энергетики / Под общей редакцией чл.-корр. РАН Аметистовой Е. В. Том I. М. : Издательский дом МЭИ, 2008.
K. V. Glotova
STUDY OF ADVERSE EFFECTS OF POTENTIALLY DANGEROUS ENERGY OBJECTS ON THE ENVIRONMENT AND HUMAN BEING
The analysis of adverse impact and risk on potentially dangerous energy objects exemplified by the power plants «OGK-2 Pskov GRES».
Keywords: power plant, electricity installation, fuel, emissions, negative impact.
Глотова Ксения Владимировна — ассистент кафедры «Инженерная защита окружающей среды» ФГБОУ ВПО ПсковГУ, [email protected].
УДК.62-529
И. Н. Козырев, В. А. Иванов, О. А. Чернова
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТРОЙСТВ,
РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ
Рассматриваются вопросы проектирования программного обеспечения для устройств, работающих в условиях электромагнитных помех.
Ключевые слова: микроконтроллер, многозадачность, коммутация, мажорирование.
При разработке однофазных и трехфазных устройств сетевой автоматики (УСА), работа которых связана с необходимостью периодической коммутации индуктивных нагрузок, часто происходят сбои в работе управляющих микроконтроллеров (МК). Причиной сбоев являются мощные электромагнитные помехи, возникающие в момент коммутации.
Уменьшения количества сбоев достигают, в частности, следующими способами:
• Синхронизацией момента коммутации с моментом перехода тока через ноль. Этот способ применим только в однофазных устройствах.
• Отключением микроконтроллера или переводом его в состояние «сна» на момент коммутации с последующей активацией и проверкой целостности содержимого памяти. Способ применим в случае, если помеха вызвана коммутацией, осуществляемой самим микроконтроллером.
• Мажорирование управляющего микроконтроллера. В этом случае достигаются высокие показатели помехоустойчивости при высокой стоимости оборудования.
