SU444890A1 - Система регулировани блока котелтурбина-генератор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использоано на блочных электростанци х, где турбины имеют сопловое парорасределение .5

Известны системы регулировани  блока котел-тзгрбина-генератор, содержащие регул тор мощности, ко входам которого подключены задат- . чик мощности и датчик активной мощ-ю ности генератора, а выход соединен с синхронизатором турбины; регул тор давлени  пара, ко входам которого подключены датчик давлени , пара перед турбиной и задатчик мощ-15 ностн через задащий преобразователь оптимального давлени , а выход соединен с регул тором котла; и дифференциатор, включенный между задатчиком мощности и регул то- 20 ром давлени  пара.

Такие системы не всегда в полной мере позвол ют оптимизировать экономичность работы блока, особенно при отклонени х некоторых параметров установки.

Цель изобретени  - повысить экономичность работы блока,

Дл  этого ко входу задающего преобразовател  дополнительно подключен экстремальный регул тор с датчиками величины критери  оптимальности , например к.п.д, блока, а на входе регул тора давлени  предусмотрен переключающий блок, снабженный элементом сра внени , ко входам которого подключены задающий преобразователь и датчик давлени , а выход соединен с исполнительными реле во входных цеп х ре гул тора давлени , и каналом форсировки с дополнительным дифференциатором , выход которого соединен с рехул тором мощности.

На фиг I показана система регулировани  нагрузки блока; на фиг, 2 - пример выполнени  задающего преобразовател ; на фиг. 3 пример выполнени  переключающего блока; на фиг. 4 - крива  зависимости мощность - оптимальное допустимое положение сервомотора

бины; на фиг. 5 - крива  зависимости мощность - оптимальное допустимое давление; на фиг, 6 - осциллограмма переходного процесса работы системы регулировани . 5

Система регулировани  блока состоит из обычной схемы регулировани  мощности, схемы регулировани  давлени  пара, .экстремального регул тора и переключащего блока, ю

Схема регулировани  мощности (см. фиг, 1; состоит из датчика I ;

активной мощности генератора 2 и задатчика 3 мощности, подключенных к входам регул тора 4 мощности, вы-- 15 ход которого соединен с синхронизатором 5, воздейсо вующим при помощи гидравлической системы (на чертеже не показана) через сервомотор 6 на регулирующие клапаны 7 турбины 8, 20 Выход задатчика 3 подключен также к входу задающего преобразовател  9, входщего в схему регулировани  давлени  пара, а через дифференци-; атор 10 и переключающий блок II - 25 к входу регул тора 12 давлени  па-; ра. На один из входов регул тора 4 подаетс  сигнал от переклк ающе-i го блока II,

Схема регулировани  давлени  зо пара содержит регул тор 12 давлени  пара, на входы которого через переклвнающий блок II поступают сигналы датчика 13 давлени , диффере1щиатор 10, задающий преобра- 35 зователь 9 и задатчик 3 мощности, . Через переключающий блок II регул тор 12 замкнут отрацительной обратной св зью.

Выход регул тора 12 подключен 40 к входу регул тора 14 производительности котла. Таким регул тором в конкретных случа х может быть регул тор расхода топлива или регугл тор питани  с воздействием на 45 производительность питательного насоса, Можно построить схему с регул тором питани , воздействующим только на регулирущие питательные клапаны котла, однако эф- 5о фективность оптимизации давлени  пара при этом будет пониженной, В схему регулировани  давлени  входит также регул тор 15 температуры среды в промежуточной точке паро- i 55 вод ного тракта котла. На вход ВТОГО регул тора помимо обычных сигналов, не показанных на чертеже, приходит также сигнал от задающего преобразовател  9, проход щий через корректирущее устройство 16. В том случае, когда регул тор 14  вл етс  регул тором расхода топлива , регул тор 15 воздействует на расход питательной воды. Если же регул тор 14 управл ет расходом питательной воды, функции управлени  расходом топлива возложены на регул тор 15.

На вход экстремального регул тора Г7 подаютс  сигналы датчиков , необходимых дл  расчета критери  оптимальности, например к,п, д. блока, а сигнал с выхода регул тора 17 поступает на один из входов задающего преобразовател  9,

Сигналы от задатчика 3 и экстремального регул тора 17 подключены к входам элемента сравнени  18 (см, фиг. 2), от которого сигнал поступа ет на оййотку реле 19 с контактами 20 и 21. Сигнал от элемента сравнешш поступает также на усилитель 22 и через контакт 20 - на усилител 23, имеющие зоны линейности и зоны ограничени  выходного сигнала. При этом зоны линейности усилителей 22 и 23 смещены таким образом, что начало работы усилител  22 совпадает по входному сигналу с вступлением усилител  23 в зону ограничени  (до этого сигнал усилител  22 равен нулю ). Контакт 20 осуществл ет перевод работы схемы с усилител  23 на усилитель 22. Выходные сигналы усилителей 22 и 23 подклю(чены к входу сумматора 24, Выход сумматора 24 подан на переключащии блок II и корректирующее устройство 16 Контакт 21 подюхючает сигнал постороннего источника к одному из входов переключащего блока 11,

Переключающий блок II предназначен дл  временной блокировки работы регул тора 12 давлени  пара и временного форсировани  регул тора 4 мощности.

Контакт 21 реле 19 (см. фиг. 2) подключен на вход дифференциатора 25 (см. фиг. 3), а выход дифференциатора 25 - на вход регул тора 4 модности, а также на выпр митель 26. Сигнал с выпр мител  2ь управл ет обмоткой реле 27, имеющего контакт 28 самоподхвата, нормально замкнутый контакт 29 в цепи от датчика 13 давлени  к регул тору 12, нормально замкнутый контакт 50 в цепи от сумматора 24 к регул тору 12, нормально замкнутый контакт 31 в цепи от дифференциатора 10 к регул тору 12 и нормально разомкнутые контакты 32 и 33 в цепи обратной св зи регул тора 12 и в цепи от задатчика 3 к регул тору 12 соответственно , В переключа«щ1й блок

ВХОДИТ также сумматор 34, получающий в противофазе сигналы от датчика 13 и сумматора 24, Сумматор 34 .управл ет обмоткой реле 35, которое имеет контакт 36, разрывав ций цепь самоподхвата, проход щую от постороннего источника через разделительный диод 37 к контакту 28 реле 27,

В соответствии с зависимостью мощность Л - оптимальное допустимое давление Р (см,-фиг, 5) можно различить три основных режима работы системы: с посто нным давлением пара, с повышением заданного давлени  пара при повышении нагрузки и с резким падением давлени  при повышении нагрузки.

Первый режим работы совпадает с режимом работы обычной системы регулировани  нагрузки блока. При изменении задатчиком 3 задани  по нагрузке в первую очередь начинает работать регул тор 4, перемеща  синхронизатор 5 и се рвомотор 6с 1регулирую1цими клапаншли 7. Турбина 8 принимает новую нагрузку, дифференциатор 10 через переключающий блок II дает опережащий сигнал на регул тор 12 и обеспечивает увеличение приемистости блока. Регул тор 12 воспринимает изменение давлени  пара и восстанавливает давление до прежнего уровн  воздействием на регул тор 14 производителькости котла,

Второй режим отличаетс  тем, что изменение задани  по нагрузке от задатчика 3 в преобразованном виде поступает также на регул тор 12 давлени  пара, В результате реryjfeTop 12 устанавливает новое давление пара. Изменение задани  по давлению играет также роль дополнительного опережащего сигнала и поэтому приемистость блока в этом режиме насколько возрастает.

Оптимизацию соотношени  положени  клапанов /г турбины (см, фиг, 4) и давлени  свежего пара осуществл ют регул торы мощности и давлени  пара путем совместного действи  Работу этих регул торов при изменении заданной мощности Л/, например до/к 2 иллюстрирует осциллограмма на фиг, 6, При измене-. НИИ задани  OT/KJ до//2 регул тор

4 мощности практически мгновенно (по сравнению с регул тором давлени ) отслеживает задание, открыва  клапаны ri турбины. Одновременно

сигнал задани  мощности от задатчика 3 через задаххций преобразователь 9 поступает на регул тор 12 давлени  пара, измен   его ycTaBiqr в соответствии с графиком работы за§ащего преобразовател  Тем, фиг, ), Задание, выработанное задащим преобразователем 9, показано на фиг, 6 линией Р ,

Давление пара в первый момент изменени  (увеличени ) мощности турбоагрегата падает (лини  Р на

иг, 6), а затем по мере отработки овой установки регул тором 12 и величени  производительности котоагрегата давление начинает возастать . Поскольку рассогласование сигнала задани  и действительного авлени  на входе регул тора 12 веико , последний продолжает увелиивать производительность котла. Возникает тенденци  увеличени  нагрузки генератора выше заданной, регул тор 4, стрем сь сохранить нагрузку неизменной, начинает постепенно прикрывать клапаны 7 турбины 8, При соответствии условии эксплуатации блока тем, дл  которых определена зависимость Р Ш)/ клапаны 7турбины 8 будут постепенно возвращены в исходное положение в точном соответствии с участком //т - /у Р зависимости оптимального допустимого положени  клапанов п. от нагрузки л (см. фиг. 4)

При изменении условий эксплуатации (вакуум в конденсаторе, величины отборов и прочее) заданное значение мощности будет получено при другом, отличном от оптимального , положении клапанов, В св зи с этим исходную зависимость давлени  пара от нагрузки корректирует экстремальный регул тор 17 в соответствии с действительным значением критери  оптимальности, например , в соответствии с к,п,д, турбины нетто или к,п,д, блока. Величину критери  оптимальности регул тор 17 рассчитывает по информации, полученной от соответствующих датчиков . Регул тор обеспечивает поиск максимума критери  оптимальности , воздейству  на вход задающего преобразовател  9,

Результатом действи  регул тора 17  вл етс  восстановление оптимального положени  клапанов. Регул тор 17 встзгпает в работу при существенных изменени х условий эксплуатации. Третий решил характерен тем, что при определенном и неизменном значении нагрузки турбогенератора (cMoyt/ 2 на фиг. 4, 5) и соответственно посто нной производительности котлоагрегата необходимо совершить автоматический скачкообразный переход от одного значени  давлени  до другого. Этот перехож осуществл ют соответствзгющим скачкообразным изменением положени  клапанов без существенного динамического изменени  нагрузки турбоге нератора и производительности котла Поскольку регул тор 12 давлени  пара в этом режиме работает ложно ,(при увеличении сигнала задатчика мощности происходит уменьшение сиг нала задающего преобразовател , т.е. у леньшение заданного давлени  пара ниже его действительного значени ) , действие его блокируют с помощью переключающего блока II. Дл  раосмотре ных пршлеров реализащга задающего преобразовател  9 и переключающего блока II третий режтм работы возникает при срабатывании реле 19, когда сигнал элемента 18 сравнени  достигает уровн  срабатывани  этого реле. Пр малом увеличении сигнала задатчика 3 мощности и срабатывании реле 19 последнее при помощи контакта 20 отключает усилитель 23, измен   те саыт задание регул тору 12 а кон тактом 21 подает скачкообразный сигнал на вход дифференциатора 25 (смиТжг З),срабатывает реле 35 и СБОИЛ контактом 36 подготавливает цепь сшлоподхвата реле 27«Исчезающий С1Ггыал с дифференциатора 25 поступает на регул тор 4 мощности, что приводит к некоторому перере« гулирова ию по нагрузке. По вление сигнала на выходе дифференциатора 25 вызывает также срабатывание реле 27g которое контактом 28 становитс  на самоподхват, а контактами 29-33 блокирует работу регул тора 12 давлени  пара. Блокировка работы регул тора происходит путем обч хвата регул тора 12 отрицательной обратной св зью контактом 32, разрыва его входных цепей контактами 2&-3I и подключени  на вход сигнала задатчика 3 мощности, В этом режиме выходной сигнал регул тора 12 давлени  пара соответствует сиг налу задатчика 3 мощности. Посколь ку задание регул тору 4 мощности временно увеличено сигналом дифференциатора 25 и превышает производительность котла, регул тор 4 на-, чинает открывать клапаны 7, воздейству  на них через синхронизатор 5 и сервомотор 6. Когда давление пара становитс  пра|:тически равным заданию, малый сигнал на выходе .сумматора 34 вызывает размыкание реле 35, которое контактом 36 разрывает цепь самоподхвата реле 27. К этому времени выходной сигнал дифференциатора 25 уже не может удержать реле 27 во включенном состо нии, оно размыкает контакты 32, 33, 36, замыкает контакты 29-31 и тем самым восстанавливает коммутацию регул тора 12 давлени . В системе регулировани  предусмотрена статишска  св зь от задащего преобразовател  9 к регул тору 15 температзгры среды в промежу точной точке паровод ного тракта котла (через корректирующее устрой ство 16). Эта св зь необходима дл  компенсации эффекта самопроизвольного изменени  нагрузки котлоагреата при переводе его на пониженное давление. При снижении давлени  и неизменном теплоподводе температура пара в промежуточной точке тракта падает. При отсутствии статической св зи регул тор 15,  вл  сь, например , регул тором топлива, восстановил бы температуру, увеличив нагрузку котлоагрегата. Статическа  св зь мен ет задание регул тору 15, обеспечива  с помощью корректирующего устройства 16 автономность работы регул тора 15 от действи  системы оптимизации давлени . Например , при снижении заданного давлени  статическа  св зь уменьшает заданное значение температуры. Статическа  ср зь активно действует во втором и третьем режимах работы системы регулировани  нагрузки блока , ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Система регулировани  блока котел-турбина-генератор, содержаща  регул тор мощности, ко входам которого подключены задатчик мощности и датчик активной мощности генератора, а выход соединен с синхронизатором турбины, регул тор давлени  пара, ко входам которого подключены датчик давлени  пара перед турбиной и залатчик мощности

через зедашщй преобразователь оптимального давлени , а выход соединен о регул торами котла, и дифференциатор , вклшенный ме ду задатчгасом мощности и регул тором давлени  пара, отлнчаща с  тем, что,с пельв повышени  экономичности работы блока, ко входу задающего преобразовател  дополнительно подключен экстремальный регул тор с датчиками величины критери  оптимальности, например к.п.д. .блока , а на входе регул тора давлени  предусмотрен переклйчащий блок, снабженный элементом сравнени , ко входам которого подключены задапций преобразователь и датчик давлени , а выход соединен с исполнительными реле во входных цепнх регул тора давлени , и каналом фороировки с дополнительным дифференциатором, выход которого соединен о регул тором мощности.

От

7 &

(put 1 дотчинов

/7

19

HJOulS

Ik

23

21

От nocmopOHHeto

НЬиунреренииатору источника 25

Фиг. 2 On nocmopoHнего и cm04 Г (оJ o (PutJ / 28 /

yVj N Mf

NHUHC N Cpi/t.

Рмакс

X

/vj /VY y

N

Фиг.5

/vfM Л см, I flnW

N

(Риг.6 .