ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ НАДІЙНОСТІ ТА ЕФЕКТИВНОСТІ ОБЛАДНАННЯ КОТЕЛЬНИХ УСТАНОВОК ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ ШЛЯХОМ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ВИМІРЮВАНЬ ЇХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

Abstract

У статті розглядається можливість підвищення експлуатаційної надійності та ефективності роботи теплових електростанцій для сталого розвитку сучасної вітчизняної енергетики та її безпечної експлуатації шляхом забезпечення якісних вимірів основних технологічних параметрів роботи відповідального обладнання – котельних установок. Проаналізовано значення теплових електростанцій у процесі стабільного розвитку енергетики, їх вплив на навколишнє середовище та необхідність зниження викидів шляхом застосування надійних та енергоефективних заходів. Для покращення якості вимірювань технологічних параметрів у котельних установках пропонується застосування високотемпературних плівкових термопар, які використовуються у вимірюванні високих температур в ракетній, авіаційній техніці і металургії, для вимірювання температур теплоносія в тракті парового котла, а також термометрування поверхні екранних труб котлів. Визначено особливості вимірювальних схем із високотемпературними плівковими термопарами для підвищення експлуатаційної надійності та ефективності роботи котельних установок теплоелектростанцій. В умовах тракту котельної установки конструктивно неможливо винести місце приєднання компенсаційних проводів до зони порівняно помірних температур, тому для усунення зазначеного недоліку були використані комбіновані компенсаційні дротяні термоелектроди, які за допомогою апаратного налаштування мають у діапазонах температур спостережень градуювальні характеристики, близькі до характеристик плівкових електродів. Для вибраних високотемпературних термопар із матеріалів Au65Pd35 - Pt90Rh10 були застосовані стандартні термоелектроди із алюмелі і копелі для негативної гілки (Au65Pd35) та хромелі й алюмелі для позитивної гілка (Pt90Rh10). Для апробації запропонованого технічного рішення були проведені експериментальні налаштування компенсаційних комбінованих термоелектродів, що використовуються у вимірювальних ланцюгах із високотемпературними плівковими термопарами, які проводились на котлі ТПП-312 Зміївської ТЕС. Результати досліджень можуть бути використані для котельних установок теплоелектростанцій, а також і для парогенераторів атомних електростанцій.

The present article examines the potential to enhance the operational reliability and safety of domestic energy systems by focusing on the accurate measurement of key technological parameters pertaining to the operation of boiler plants. Given the pivotal role of thermal power stations in facilitating sustainable energy development, the article delves into their environmental impact and emphasizes the imperative of mitigating emissions through the adoption of reliable and energy-efficient measures. To enhance the precision of technological parameter measurements in boiler plants, the utilization of high-temperature film thermocouples is proposed. These thermocouples are commonly employed in high-temperature measurements within the fields of rocketry, aviation technology, and metallurgy. In this context, their application is suggested for the measurement of heat-transfer agent temperatures in the steam boiler system, as well as for the temperature measurement of boiler water-wall tube surfaces. The article identifies the unique attributes of measurement circuits utilizing high-temperature film thermocouples, which contribute to the improved operational reliability and efficiency of boiler plants within thermal power stations. It is acknowledged that due to the structural constraints within the boiler plant system, it is not feasible to situate the connection point of compensating wires in areas of relatively moderate temperatures. To address this limitation, a solution is proposed wherein combined compensating wire thermo-electrodes are employed. Through hardware adjustment, these thermo-electrodes exhibit grading characteristics that closely align with the characteristics of film electrodes within the temperature ranges of observation. For selected high-temperature thermocouples made of Au65Pd35 - Pt90Rh10 materials, standard thermos-electrodes made of alumel and copele for the negative branch (Au65Pd35), and chromel and alumel for the positive branch (Pt90Rh10) were used. In order to validate the proposed technical solution, a series of experimental tests were conducted to evaluate the performance of compensating combined thermo-electrodes within measurement circuits incorporating hightemperature film thermocouples. These experiments were specifically carried out at the TПП210А boiler located at Zmiiv Thermal Power Station. Research results can be used for boiler plants of thermal power stations, as well as for steam generators of nuclear power stations.