CS205615B1 - Zapojení elektronického regulátoru otáček tepelných turbin - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení elektronického regulátoru otáček tepelných turbin.

Regulace otáček tepelných turbin je nutným předpokladem jejich provozu. Používá se regulace mechanické, hydraulické pneumatické a elektrické, případné jejich kombinací.

V poslední době je nejvíce užívána regulace hydraulická a elektrohydraulioká, přičemž vývoj směřuje k regulacím elektrickým.

Elektrická regulace tepelných turbin totiž umožňuje z hlediska výroby podstatně jednodušeji řešit požadavky na kvalitu regulované veličiny, než regulace skládající se z mechanických, pneumatických či hydraulických členů. Při přísnějších požadavcích na kvalitu regulace, které poslední dobou provozovatelé turbin uplatňují, vyžaduje výroba dílů a členů mechanických, pneumatických a hydraulických regulací speciální technologie výroby a velmi přesné zpracování. I přes složitou výrobu mechanických dílů se musí počítat β určitým rozptylem požadovaných cha rakteristik, který potom s výrobními rozptyly charakteristik regulované soustavy, tj. turbiny zapříčiňují sníženou jakost regulace.

Hledání příčin a jejich odstraňování bývá často velmi složité. Naproti tomu, jsou-li veličiny potřebné pro regulaci měřeny a zpracovávány elektronicky, jak tomu u elektrických a elektrohydraulických regulací je, lze poměrně snadno výrobní tolerance eliminovat a jed205 615

205 015 noduohými zásahy dosáhnout optimálnějších průběhu regulované veličiny.

Mezi jiné, podstatné výhody regulací elektrických a elektrohydrauliokých patři mimo jiné možnost snadného rozšíření jednoparametrové regulace na víceparametrovou, jednoduchá regulace paralelně pracujících turbin, popřípadě mnohem snazší možnost řízení provozu jednotek tepelných turbin počítačem.

Protože značným problémem čistě elektrické regulace je vhodný akční člen (pro ovládáni přívodu pracovního mádla je často třeba poměrně velkých přestavných sil a elektrická servopohony zde mnohdy svými dynamickými vlastnostmi nevyhovují) používá většina výrobců jako např. Woodward, Gneral Elektio, Westinghaus aj. elektrohydrauliokých regulací, kde ee měří a zpracovává regulovaná veličina v elektronická části a přenos mezi elektronickou a hydraulickou částí zprostředkovává elektrohydraulický převodník. Ve většině případů je to zařízení, kde elektrická veličina, např. proud prochází cívkou nebo systémem cívek a vyvozuje sílu, působící pohyb elementu, který ladí regulační olej. Tyto elektrohydraullcké regulace přejímají však nevýhody hydraulických regulací, vyplývajících např. z výrobní náročnosti vlastního elektrohydraulického převodníku, potřeby oleje v regulačním pochodu atd.

Použití krokového motoru jako pohonu akčního členu umožňuje u spalovacích turbin většinou čistě elektrickou regulaci. U parních turbin, tedy při potřebě velkých přestavných sil na ovládání přívodu pracovního média slouží ve spojení s hydraulickým zesilovačem jako elektrohydraulioký převodník* Elektrohydraulického převodníku tohoto typu se však týkají dříve uvedená nevýhody hydraulických nebo elektrohydrauliokých převodníků obvyklého typu v menší míře pro jeho menší výrobní náročnost*

Parametry krokového motoru je určena mimo jiná konečná rychlost přestavování ovládacího členu turbiny, např. palivového ventilu. Dynamická vlastnosti krokového motoru umožňují kvalitní regulaci ve všech pracovních stavech, ale jsou ve větší či menší míře (podle typu turbiny) nedostačující, má-li turbina vyregulovat při výpadku z plného výkonu. Schopnost regulace vyregulovat při výpadku turbiny z plného výkonu bývá obvykle požadována a je důležitým parametrem při posuzování jakosti regulace turbin.

Uvedená nevýhody odstraňuje zapojení elektronického regulátoru otáček s krokovým motorem podle vynálezu. Podstata vynálezu záleží v tom, že Člen žádaná hodnoty a otáčkoměr současně s blokem měření a vyhodnocení polohy regulačního ventilu přes první vyhodnocovací člen odchylky otáček turbiny a polohy regulačního ventilu je zapojen na regulátor a druhý vyhodnocovací člen kladného nárůstu ryohlosti regulační odchylky otáček, který přes hrad- : lovaoí blok je zapojen na krokový motor s řídícími a silovými obvody, na který je současně zapojen i regulátor a který přes regulační ventil je zapojen na turbinu a blok měření a vyhodnocování polohy regulačního ventilu, přičemž na hradlovací blok jsou současně zapojeny generátor pulsů a třetí vyhodnocovací člen překročení skutečné hodnoty otáček nad procentálně zvýšenou hodnotu otáček, na který je zapojen otáčkoměr a člen žádané hodnoty·

203 013

Je výhodné regulační ventil opatřit pružinou pro jeho rychlé vrácení do uzavřené polohy.

Zapojení podle vynálezu umožňuje snazší vyrobitelnost, opravitelnost paralelní regulace víoe turbin, napojení na počítač atd. a navíc umožňuje oproti dosud známým regulacím vyregulovat otáčky turbiny při náhlé změně odebíraného výkonu*

Příklad provedení zapojení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, představujícím schéma zapojení podle vynálezu.

člen 1 žádané hodnoty je zapojen současně na první vyhodnocovací člen 2 a třetí výhod nocovací člen 12 překročení skutečné hodnoty otáček nad procentuálně zvýšenou hodnotu žádaných otáček. Na tyto vyhodnocovací členy 2, 12 je současně zapojen též otáčkoměr Jg a na první vyhodnocovací člen 2 je zapojen ještě blok J měření a vyhodnocení polohy regulačního ventilu 2 turbiny jj. První vyhodnocovací člen 2 odchylky otáček turbiny a polohy regulačního ventilu je paralelně zapojen na druhý vyhodnocovací člen £ nárůstu rychlosti regulační odchylky otáček a přes regulátor J na krokový motor £ s řídícími a silovými obvody, který je zapojen na regulační ventil 5 s vratnou pružinou 13 řídící přívod pracovního média do turbiny 6, přičemž regulační ventil £ a vratnou pružinou 13 je současně zapojen na blok J měření a vyhodnocování polohy regulačního ventilu.

Třetí vyhodnocovací člen 12 překročení skutečné hodnoty otáček nad procentuálně zvýše nou hodnotou žádaných otáček je zapojen přes hradlovací blok 10 na krokový motor s řídícími a silovými obvody, přičemž na hradlovací blok 10 jsou současně zapojeny generátor 11 pulsů a druhý vyhodnocovací člen £ kladného nárůstu rychlosti regulační odchylky otáček.

členem 1 žádané hodnoty je nastavována dektrioká veličina, jejíž parametr je úměrný žádaným otáčkám. Tato veličina je porovnávána prvním vyhodnocovacím členem 2, vyhodnocujícím odchylky otáček turbiny 6 a polohy palivového ventilu jednak s elektrickou veličinou z výstupu otáčkoměru Q, jednak s výstupem blokuj měření a vyhodnocování polohy regulačního ventilu. Veličina z prvního vyhodnocovacího členu 2, jejíž parametr je úměrný regulační odchylce, která v sobě zahrnuje informaci o otáčkách turbiny 6 a poloze regulačního « ventilu 2 ⁸ vratnou pružinou 13 je přivedena na vstup regulátoru 3, kde je upravována a měřena dle statických a dynamických požadavků regulované soustavy. Takto získaná akční veličina je přivedena na krokový motor £ s řídícími a silovými obvody, který pomocí regulačního ventilu 2 ⁸ vratnou pružinou 13 ovládá přívod hnacího média pro turbinu 6.

Zlepšení dynamických vlastností regulovaná soustavy je dosaženo přívodem signálu z generátoru 11 pulsů, jehož frekvence je nad hranicí přípustné frekvence pro běžný provoz krokového motoru 4, přes hradlovací blok 10. Na vstup krokového motoru £ s řídícími a silovými obvody. Přivedením takového signálu je dosaženo ztráty kroutícího momentu krojového motoru £ a uzavírání regulačního ventilu je pomocí vratné pružiny značně zrychleno.

Hradlovací blok 10 řídí přívod signálu z generátoru 11 pulsů v závislosti na stavu výstupu druhého vyhodnocovacího členu J kladného nárůstu rychlosti regulační odchylky otá205 015

Sek nebo v závislosti na stavu výstupu třetího vyhodnocovacího Sienu 12 překročení skutečné hodnoty otáček nad procentuálně zvýšenou hodnotu žádaných otáček·

Claims (2)

1. Zapojení elektronického regulátoru otáSek tepelných turbins krokovým motorem, vyznačená tím, že člen (1) žádaná hodnoty a otáčkoměr (8) současně s blokem (7) měření a vyhodnocení polohy regulačního ventilu (5) přes první vyhodnocovací člen (2} odchylky otáček turbiny (6) polohy regulačního ventilu (5) je zapojen na regulátor (3) a druhý vyhodnocovací člen (9) kladného nárůstu rychlosti regulační odchylky otáček, který přes hradlovaoí blok (10) je zapojen na krokový motor (4) β řídícími a silovými obvody, na který je současně zapojen i regulátor (3) a který přes regulační ventil (5) je zapojen na turbinu (6) a blok (7) měření a vyhodnocení polohy regulačního ventilu (5)· přičemž na hradlovaoí blok (10) jsou současně zapojeny generátor (11) pulsů a třetí vyhodnooovaoí člen (12) překročení skutečné hodnoty otáSek nad procentuálně zvýšenou hodnotu otáček, na který je zapojen otáčkoměr (8) a člen (1) žádaná hodnoty.

2. Zapojení zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že regulační ventil (5) je opatřen vratnou pružinou (13).