CS207992B1 - Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin - Google Patents

Description

(54) Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin

Vynález se týká zapojení elektronického reguί lačního systému parních turbin s použitím pro jakékoliv parní turbiny.

Dosud jsou známy elektronické regulační systé' my parních turbin, které obvykle řeší dílčí regulace i turbiny, jako samostatné regulační obvody. Zapo^: jení jednotlivých regulačních obvodů a vazeb mezi ; obvody je často nesystémové a postrádá jednotné funkční, ovládací i ochranné řešení. Z uvedeného uspořádání vyplývají obvykle i nejednotné zásady pro výrobu, zkoušení a seřízení jednotlivých regulačních zařízení. Nevýhody tohoto uspořádání vyniknou zvláště se vzrůstem požadavků na ovládací logiku celého systému a se začleněním nadřazených řídicích systémů. Uvedené nedostatky mají vliv na pracnost při výrobě, zkoušení, seřizování ' a opravy zařízení na elektrárně a mají vliv na spolehlivost provozu turbiny. Současné analogové systémy parních turbin jsou obvykle uspořádány tak, že nejnižším stavebním prvkem je elektronická jednotka, která presentuje jednu nebo více elektronických funkcí. Při návrhu regulačního systému jsou elektronické jednotky vzájemně propojovány tak, aby celek splňoval stanovené požadav[ ky na regulaci soustavy. Takové řešení regulačního systému vyžaduje značné nároky na stadium návrhu systému, ale i jeho zkoušení a uvádění do provozu. Nevýhody řešení zvláště vyniknou má-li být vyprojektován regulační systém v krátké době. Výše uvedené nedostatky mají nepříznivý ekonomický dopad.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení elektronického regulačního systému parních turbin podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že funkční celek logické řízení je připojen jednak na funkční celek základní regulace turbiny, jednak na funkční celek regulace přepouštěcích stanic, jednak na funkční celek regulace teplotního namáhání kovu turbiny a jednak je připojen na funkční celek otáčkoměru turbiny a současně na funkční celek separátních regulací turbiny, a že vstupy — výstupy funkčního celku základních regulací turbiny a funkčního celku regulací přepouštěcích stanic a funkčního celku regulace teplotního namáhání kovu turbiny a funkčního celku otáčkoměru turbiny a funkčního celku separátních regulací turbiny, jsou vzájemně propojeny a připojeny na výstupy — vstupy.

Je výhodné, když u funkčního celku základní regulace turbiny je na první vstup modulu ručního ovládání ventilů připojen výstup modulu regulace tlaku páry, na druhý vstup modulu ručního ovládání ventilů je připojen výstup modulu regulace výkonu, na třetí vstup modulu ručriífio óvládání ventilů je připojen výstup modulu regulace otáček a výstup modulu regulace teploty topné vody je připojen na čtvrtý vstup modulu ručního ovládání ventilů, jehož jeden výstup je připojen na vstup modulu turbinového polohového ovladače a druhý výstup modulu ručního ovládání ventilů je připojen na vstup modulu výkonových výstupů na regulační ventily a současně na vstup modulu výkonových výstupů na záchytné ventily.

Dále je výhodné, když u funkčního celku regulace přepouštěcích stanic je výstup modulu regulace tlaku vysokotlakých přepouštěcích stanic připojen na první vstup modulu výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu regulace teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic a výstup modulu regulace teploty topné vody je připojen na třetí vstup modulu výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic, a že výstup modulu reguláfce tlaku nízkotlakých přepouštěcích stanic je připojen na první vstup modulu výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu regulace teploty nízkotlakých přepouštěcích stanic.

Dále je ještě výhodné, když u funkčního celku regulace teplotního namáhání kovu turbiny je první výstup modulu vyhodnocování teplotního namáhání připojen na vstup modulu ukazovacího přístroje teplotního namáhání a druhý výstup modulu vyhodnocování teplotního namáhání je připojen na vstup modulu regulace teplotního namáhání jehož výstup je připojen na vstup modulu generace trendu teploty.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní výše uvedené nevýhody a má přednosti proti dřívějším systémům. Velkou výhodou je systémové rozdělení regulačního obvodů turbiny na funkčně samostatné celky, jenž umožňuje jednoznačně vymezit funkci jednotlivých celků a vazby mezi nimi a umožňuje zahrnout celky pod jednotné logické řízení respektující uvedené vztahy. Nejnižším stavebním celkem regulačního systému podle vynálezu je modul, který je z regulačního hlediska samostatným celkem. Např. regulátor otáček, regulátor výkonu, vyhodnocování teplotního namáhání, regulátor teploty apod. Systémovým rozčleněním regulačních obvodů na jednotlivé moduly a jejich vhodným propojením se z funkčního, projekčního i obchodního hlediska zjednoduší a značně zpřehlední celý regulační systém. Variabilita systému umožňuje časové efektivní projektování nových variant regulačních systémů, což je značný přínos s ohledem na rozmanitost požadavků na funkční vlastnosti turbinových regulátorů pro různé elektrárny. Modulovost uspořádání umožňuje zrychlit a zkvalitnit zkoušení regulačního systému a jeho uvádění do provozu. Pro logické řízení modulů je možno použít pevně prodrátovaný nebo volně programovatelný systém. Pro tento účel jsou moduly vybaveny typisovanými vstupy. V oblasti softwarových prostředků se výhody uvedeného řešení projeví možností modulového řešení programů případně bloků pevné logiky. Vhodným uspořádáním modulů byly záměrně odděleny obvody, které nevyžadují logické ovládání. Jsou to ty moduly, které zajišťují základní úroveň ovládání turbiny a které by bylo neúčelné vybavovat ovládací logikou. Řešení podle vynálezu přináší ekonomické úspory v celém procesu využití systému od návrhu až po jeho údržbu na elektrárně. Má přímý vliv na spolehlivost provozu energetického bloku.

Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin podle vynálezu je zřejmé z připojených vyobrazení. Na obr. 1 je kompletní blokové schéma. Na obr. 2 je blokové schéma základní regulace turbiny. Na obr. 3 je blokové schéma regulace přepouštěcích stanic. Na obr. 4 je blokové schéma regulace teplotního namáhání.

Regulační obvody parní turbiny jsou rozděleny podle systémových vazeb do šesti základních funkčních celků, viz. obr. 1, kterými jsou funkční celek 2 základní regulace turbiny, funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic, funkční celek 4 regulace teplotního namáhání kovu turbiny, funkční celek 5 otáčkoměru turbiny a funkční celek 6 separátní regulace turbiny. Všechny tyto funkční celky jsou ovládány funkčním celkem 1 logické řízení. Funkční celky 2, 3, 4, 5, 6 jsou propojeny i vzájemně, aby byla možná jejich spolupráce a jsou připojeny na výstupy — vstupy b technologického zařízení, kterými jsou čidla, akční členy, jiná spolupracující regulační zařízení a pod. Ovládání funkčních celků je zprostředkováno přes funkční celek 1 logického řízení pomocí vstupů - výstupů a, kterými jsou ovládací pult blokové dozorny, signály spolupracujících řídících systémů a pod.

Funkční celek 2 základní regulace turbiny tzv. CONTURS, reguluje otáčky turbiny, výkon turbiny, tlak páry před turbinou a další veličiny pomocí elektrohydraulických a elektrohydraulicko mechanických akčních členů a regulačních a záchytných ventilů turbiny. Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic tzv. BYCON, reguluje tlak a teplotu vysokotlakých a nízkotlakých přepouštěcích stanic, Funkční celek 4 regulace teplotního namáhání kovu turbiny tzv. TENSOGARD, vyhodnocuje teplotní namáhání kovu tubiny a vhodnou formou znázorňuje na ovládacím pracovišti. Rovněž zpracovává signál pro regulaci teplotního namáhání a generuje korigující signály pro jiné regulace, např. kotelní regulace a pod. Funkční celek 5 otáčkoměru turbiny tzv. DISIT měří otáčky turbiny, vyhodnocuje strmost nárůstu otáček a signalisuje dosažení předvolených hladin otáček. Funkční celek 6 separátní regulace turbiny tzv. SECON reguluje samostatné technologické celky důležité pro provoz turbiny jako je regulace ucpávkové páry, regulace teploty oleje, vyhřívání přírub a pod. Funkční celek 1 logické řízení řídí funkci obvodů ve funkčních celcích 2, 3, 4, 5, 6 a spolupracuje logikou uvnitř modulů. Zajišťuje styk s ovládacím pracovištěm v blokové dozorně, se spolupracujícími regulačními a vyhodnocovacími obvody a s vyššími řídícími systémy.

Funkční celky podle vynálezu, jsou složeny z menších regulačních celků — modulů a z dalších pomocných obvodů, které jsou nutné pro správnou činnost modulů. Jsou to obvody upravující signál z čidel na normalisovanou úroveň, obvody pro signalisaci, diagnostiku, simulaci a pod.

Funkční celek 2 základní regulace turbiny sestává podle obr. 2 z modulu 7 regulace tlaku páry, modulu 8 regulace výkonu, modulu 9 regulace otáček, modulu 10 regulace teploty topné vody, modulu 11 ručního ovládání ventilů, modulu 12 výkonových výstupů na regulační ventily, modulu 13 výkonových výstupů na záchytné ventily, modulu 14 turbinového polohového ovladače. Moduly 7,

8, 9, 10 funkčního celku 2 základní regulace turbiny zpracovávají signály z čidel tlaku páry, výkomturbiny, otáček turbiny příp. z dalších čidel.

Z takto zpracovaných signálů je v modulu 11 ručního ovládaní ventilů podle určitých kritérií vybrán jeden signál, který je po výkonovém zesílení a přizpůsobení přiveden na elektrohydraulické akční členy ovládající ventily turbiny. Funkční celek 2 základní regulace turbiny může být doplněn regulacemi takových veličin, které jsou ovlivňovány polohou ventilů turbiny.

Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic sestává podle obr. 3 z modulu 15 regulace tlaku vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 16 regulace teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 17 regulace teploty topné vody, z modulu 18 regulace teploty nízkotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 19 regulace tlaku nízkotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 20 výkonových výstupců vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 21 výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic. Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic umožňuje regulovat tlak a teplotu vysokotlakých a nízkotlakých

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin, vyznačené tím, že funkční celek (1) logické řízení je připojen jednak na funkční celek (2) základní regulace turbiny, jednak na funkční celek (3) regulace přepouštěcích stanic, jednak na funkční celek (4) regulace teplotního namáhání kovu turbiny a jednak je připojen na funkční celek (5) otáčkoměru turbiny a současně na funkční celek (6) separátních regulací turbiny, a že vstupy-výstupy funkčního celku (2) základních regulací turbiny a funkčního celku (3) regulací ; přepouštěcích stanic a funkčního celku regulace (4) teplotního namáhání kovu turbiny a funkčního i celku (5) otáčkoměru turbiny a funkčního celku (6) separátních regulací turbiny, jsou vzájemně propojeny a připojeny na výstupy—vstupy.
2. 2. Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin podle bodu 1, že u funkčního celku (2) základní regulace, turbiny je na první j vstup modulu ručního ovládání ventilů připojen ' výstup modulu (7) regulace tlaku páry, na druhý ; vstup modulu (11) ručního ovládání ventilů je přepouštěcích stanic. Moduly 15,16,17 zpracovávají signál z čidel tlaku a teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic a po výkonovém zesílení a korekci v modulu 20 výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic ovládají ventily vysokotlakých přepouštěcích stanic přes elektrohydraulické akční členy. Moduly 18,19 zpracovávají signál z čidel nízkotlakých přepouštěcích stanic a po výkonovém zesílení a korekci v modulu 2l výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic ovládají ventily nízkotlakých přepouštěcích stanic přes elektrohydraulické akční členy. Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic lze dále doplnit regulacemi takových veličin, které jsou ovlivňovány polohou ventilů přepouštěcích stanic.

   Funkční celek 4 regulace teplotního namáhání sestává podle obr. 4 z modulu 22 vyhodnocování teplotního namáhání, z modulu 23 ukazovacího přístroje teplotního namáhání, z modulu 24 regulace teplotního namáhání, z modulu 25 generace trendu teploty. V modulu 22 vyhodnocování teplotního namáhání je zpracován signál z čidla teploty tělesa turbiny a přiveden jednak na modul 23 ukazovacího přístroje teplotního namáhání, který informuje obsluhu o okamžitém stavu a rezervách teplotního namáhání a jednak na modul 24 regulace teplotního namáhání, který zpracovává signál pro účely regulace teplotního namáhání. Tento signál pak prostřednictvím funkčního celku 2 základní regulace turbiny ovlivňuje otevření ventilů turbiny. Modul 25 generace trendu teploty generuje korigující signály pro jiné regulace, např. regulace kotle a pod.

   Výše popsané zapojení elektronického regulačního systému parních turbin lze použít pro jakoukoliv regulaci parních turbin.

   VYNÁLEZU připojen výstup modulu (8) regulace výkonu, na třetí vstup modulu (11) ručního ovládání ventilů je připojen výstup modulu (9) regulace otáček a výstup modulu (10) regulace teploty topné vody je připojen na čtvrtý vstup modulu (11) ručního ovládání ventilů, jehož jeden výstup je dále připojen na vstup modulu (14) turbinového polohového ovladače a druhý výstup modulu (11) ručního ovládání ventilů je připojen na vstup modulu (12) výkonových výstupů na regulační ventily a současně na vstup modulu (13) výkonových výstupů na záchytné ventily.
3. 3. Zápojem elektronického regulačního systému parních turbin podle bodu 1, vyznačené tím, že u funkčního celku (3) regulace přepouštěcích stanic je výstup modulu (15) regulace tlaku vysokotlakých přepouštěcích stanic připojen na první vstup modulu (20) výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stánic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu (16) regulace teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic a výstup modulu (17) regulace teploty topné vody je připojen na třetí vstup modulu (20) výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic, a že výstup modulu (19) regulace tlaku nízkotlakých přepouštěcích stanic je připojen na první vstup modulu (21) výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu (18) regulace teploty nízkotlakých přepouštěcích stanic.
4. 4. Zapojení elektronického regulačního systé, mu parních turbin podle bodu 1, vyznačené tím, že i u funkčního celku (4) regulace teplotního namáhá, ní kovu turbiny je první výstup modulu (22) i vyhodnocování teplotního namáhání připojen na i vstup modulu (23) ukazovacího přístroje teplotního namáhání a druhý výstup modulu (22) vyhodnocování teplotního namáhání je připojen na vstup ! modulu (24) regulace teplotního namáhání, jehož výstup je připojen na vstup modulu (25) generace ’ trendu teploty.