DD141938A1 - METHOD FOR OPERATING TURBO AGGREGATES WITH REGULATED STEAM TAKING - Google Patents
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Abstract
Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren, das eine schnelle automatische und kontinuierliche Aenderung der Wirkleistung von Kraftwerksbloecken mit Entnahme-Kondensationsturbinen gestattet. Bei Entnahme-Kondensationsturbinen, die fuer den Verbraucher zwei Energiearten (Waerme und Elektroenergie) liefern, besteht die Moeglichkeit, je nach Bedarf die eine oder andere Energieart mehr oder weniger zu erzeugen, ohne die Zufuhr der Primaerenergie zur Anlage selbst zu veraendern, indem man den Energiefluss innerhalb der Turbine umverteilt. Das geschieht durch eine Regelung im Bereich des Stellmotors der Ueberstroemventile. Durch das Zusammenwirken der Turbinenregelung und eines Regelleistungsrechners wird ein geaenderter Dampfdurchsatz im Niederdruckteil und ein geaenderter Entnahmedampfdruck bei einer geaenderten Turbinenleistung eingestellt.The subject matter of the invention relates to a method which allows a fast automatic and continuous change of the active power of power plant blocks with extraction condensing turbines. In extraction condensing turbines, which provide the consumer with two types of energy (heat and electric energy), there is the possibility, as needed, one or the other type of energy more or less to produce, without changing the supply of primary energy to the plant itself by the Energy flow redistributed within the turbine. This is done by a control in the range of the servomotor of the overflow valves. Through the interaction of the turbine control and a control power calculator, a changed steam flow rate in the low-pressure part and a changed extraction steam pressure are set with a changed turbine power.
Description
Verfahren zum Betreiben von Turlpoaggregaten mit geregelter DampfentnahmeMethod for operating turbo-charging units with controlled steam extraction
Anwendungsgebiet der Erfindung Application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Leistungsänderung eines Turboaggregates mit einer Kondensat! c-nsdanipf turbine, welche eine oder mehrere geregelte Dampf entnahmen hat.The invention relates to a method for automatic power change of a turbo unit with a condensate! c-nsdanipf turbine, which has one or more regulated steam taken.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Gewährleistung einer stabilen und optimalen Fahrweise eines Elektroenergiesystems ist es erforderlich, die elektrische Leistung der in das Elektroenergiesystem (EES) einspeisenden Kraftwerksblöcke zu regeln· Diese Regelung der Kraftwerksblöcke erfolgt über Fahrplan- und Dispatcheranweisungen sowie über automatische Einrichtungen, !Für eine automatische Regelung werden normalerweise nur große Kondensationskraftwerksblöcke verwendet. Aufgrund der geringeren Einheitsleistung von Turboaggregaten mit Entnahme-Kondensationsturbinen (EK-Turbinen) wurden sie bisher für die automatische Regelung des EES nicht einbezogen·Characteristic of known technical solutions In order to ensure a stable and optimal operation of an electrical energy system, it is necessary to regulate the electric power of the power unit blocks feeding into the electric energy system (EES). · This power plant block is controlled by schedule and dispatch instructions as well as by automatic devices! For automatic control, only large condensing power unit blocks are normally used. Due to the lower unit performance of turbochargers with extraction condensing turbines (EK turbines), they have not been included in the automatic control of the EES so far.
Es ist bereits ein Verfahren aus der UdSSR bekannt, welches sich mit der Steuerung von EK-Turbinen zur elektrischen Reserveleistung serhöhung befaßt. Die hierbei vorgeschlagene Steuereinrichtung wird der schon vorhandenen Turbinenregelung zugeordnet. Dabei wird der Dampfdurchsatz im. Niederdrückten (M)-Teil) einer EK-Turbine nach einem Signal einer Antihavarieautomatik erhöht* Diese Steuereinrichtung wurde entwickelt,There is already known a method from the USSR, which deals with the control of EK turbines for electrical reserve power increase ser. The proposed here control device is assigned to the already existing turbine control. Here, the steam flow in the. Depressed (M) part) of an EK turbine after a signal of anti-havar control increased * This control device has been developed
_ ρ - — - ~ — w_ ρ - - - ~ - w
um Havarieabschaltungen bei Leistungsdefiziten im KES zu vermeiden· Sie kann aber für eine kontinuierliche, automatische Leistungsregelung nicht genutzt werden.to prevent breakdowns due to performance deficits in the KES · However, it can not be used for a continuous, automatic power control.
Weiter ist ein Verfahren zur Beeinflussung der elektrischen Leistung eines Kondensationskraftwerksblockes bekannt geworden, in dem die schnelle Änderung der Wirkleistung durch Veränderung der Anzapfdampfmengen für die regenerative Speisewasservorwärmung beschrieben wird· Das Prinzip der Leistungsregelung besteht in der Hauptsache darin, daß der Kondensatmassenstrom in den regenerativen Speisewasservorwärmern der Kondensatpumpe am Kondensator und dem Speisewasserbehälter verändert wird. Dabei werden entsprechend größere oder kleinere Dampfmengen aus den Anzapfungen der Turbine entnommen, was wiederum ein entsprechendes Absinken oder Ansteigen der Turbinenleistung zur Folge hat» Bei diesem Verfahren werden die damit erhöhten regelungstechnischen Aufwendungen und wirtschaftlichen Nachteile in Kauf genommen. Ein ökonomischer Nachweis der Investitionen konnte nicht eindeutig erbracht werdenοFurthermore, a method for influencing the electric power of a condensing power plant unit has been disclosed, in which the rapid change of the active power is described by changing the tap steam quantities for the regenerative feedwater preheating. The principle of power control consists essentially in that the condensate mass flow in the regenerative feedwater preheaters of the Condensate pump on the condenser and the feed water tank is changed. In this case, correspondingly larger or smaller amounts of steam are taken from the taps of the turbine, which in turn has a corresponding decrease or increase in turbine performance result »In this method, the increased control technical expenses and economic disadvantages are accepted. An economic proof of the investments could not be clearly provided
Die beschriebenen bekannten Verfahren haben die Nachteile, daß sie entweder nur eine Steuerung in Richtung der Leistung serhöhung im Havariefall und keine kontinuierliche, automatische Leistungsregelung gestatten oder einen relativ kleinen Leistungsregelbereich bei unvertretbar hohem Investitionsaufwand besitzen· The described known methods have the disadvantages that they allow either only a control in the direction of performance serhöhung in case of accident and no continuous, automatic power control or have a relatively small power control range at unreasonably high capital expenditure ·
_Ziel der Erfindung _The goal of the invention
Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, welches die schnelle, automatische, kontinuierliche Änderung der Wirkleistung von Kraftwerksblöcken mit EK-Turbinen gestattet und einen geringen Investitionsaufwand bei einem großen elektrischen Leistungsregelbereich aufweist,The purpose of the invention is to develop a method which allows the rapid, automatic, continuous change of the active power of power units with EK turbines and has a low capital expenditure with a large electric power control range,
Darlegung des Lesens der Erfindung Explanation of the reading of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß bei EK-Turbinen, die für die Verbraucher zwei Energiearten (">ärme-.und Elektroenergie) mit unterschiedlichen Forderungen an dieThe object of the invention is achieved in that in EK turbines, the consumer for two types of energy ("> poor-. And electric energy) with different demands on the
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Einhaltung ihrer Parameter liefern, die Möglichkeit besteht, je nach Bedarf die eine oder andere Energieart mehr oder weniger zu erzeugen, ohne die Zufuhr der Primärenergie(Frischdampf) zur Anlage selbst zu verändern. Deshalb erscheint es zweckmäßig, die "latente" heiße Reserve der EK-Turbinen auszunutzen, indem man den Energiefluß innerhalb der Turbine sinnvoll umverteilt. Infolge einer Änderung des Dampfdurchsatzes durch den KD-Teil einer EK-Turbine kann man die Wirkleistung dieser Turbine in bestimmten Grenzen verändern. Da. der KD-Teil der SK-Turbinen die überwiegende Betriebszeit mit einem geringeren Dampfdurchsatz als seine maximale Schluckfähigkeit arbeitet, kann je nach Bedarf die elektri-") sehe Turbinenleistung in beiden Richtungen verändert werden. Um die Veränderung der Turbinenleistung auf diese Weise zu ermöglichen, ist ein Eingriff in die vorhandene Turbinenregelung im Bereich des Stellmotors der Überströmventile (Regelventile) des HD-Teils am zweckmäßigsten. Dazu ist eine spezielle automatische Recheneinrichtung erforderlich, die als Zusatzeinrichtung zum bestehenden Regelungssystem der Turbine arbeiten muß. Diese automatische Recheneinrichtung - Regelleistungsrechner (RLR) - hat die Aufgabe, entsprechend dem Betriebszustand des Turboaggregates (!frisch- und Entnahmedampfmenge, Entnähmedruck, Netz- und Inselbetrieb des Generators usw.) und dem Wert des aufgeschalteten Führungssignals vom Elektroenergiesystem (Netzfrequenz und/oder FÜ-Signal), den Stellmotor der ND-Regelventile so zu verstellen, daß durch die Niederdruckteilstufen die erforderliche Dampfmenge strömt. Durch die Verstellung der ITD-Regelventile wird der Entnähmedampfdruck p-p verändert. Damit wird der Entnahmedampfdruckregler ansprechen und eine Verstellung der HD- und KD-Regelventile bewirken. Die geforderte Turbinenleistungsänderung kann nicht erbracht werden. Um das zu vermeiden, ist es nötig, die auf diese Weise hervorgerufene Entnahmedampfdruckänderung durch eine gleichzeitige Sollwertkorrektur des Entnahmedaapfdruckes zu kompensieren. Auf diese Weise wird durch das Zusammenwirken der vorhandenen Turbinenregelung und des Regelleistungsrechners ein geänderterTo comply with their parameters, the possibility exists, depending on the need to produce one or the other type of energy more or less, without changing the supply of primary energy (live steam) to the plant itself. It therefore seems appropriate to exploit the "latent" hot reserve of the EK turbines by meaningfully redistributing the energy flow within the turbine. As a result of a change in the steam flow through the KD part of an EK turbine, one can change the active power of this turbine within certain limits. There. If the KD part of the SK turbines operates for the majority of its operation time with a lower vapor flow rate than its maximum absorption capacity, the electrical turbine output can be changed in both directions, as required.To enable the turbine output to change in this way This requires a special automatic computing device, which must work as an additional device to the existing control system of the turbine This automatic computing device - control power calculator (RLR) - has the task, according to the operating status of the turbo aggregate (! fresh and withdrawal steam quantity, Entnähmedruck, grid and island operation of the generator, etc.) and the value of the connected guide signal from the electric power system (grid frequency and / or FÜ signal), the servomotor of ND Control valves like that to adjust that flows through the Niederdruckteilstufen the required amount of steam. By adjusting the ITD control valves, the Entnähmedampfdruck p-p is changed. Thus, the extraction steam pressure regulator will respond and cause an adjustment of the HD and KD control valves. The required turbine power change can not be provided. In order to avoid this, it is necessary to compensate for the withdrawal vapor pressure change produced in this way by a simultaneous setpoint correction of the withdrawal tap pressure. In this way, a change is made by the interaction of the existing turbine control and the control power computer
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Dampfdurchsatz im ND-Teil und ein geänderter Entnahmedampfdurck bei einer geänderten Turbinenleistung eingestellt. Dadurch wird erreicht, daß der frischdampfdurchsatz und folglich damit die .gesamte Dampferzeugerseite, die ein schwaches Glied in der Kette der Leistungsregelung der Wärmekraftwerke darstellt, unbeeinflußt bleibt.Steam flow rate in the ND part and a changed extraction steam pressure with a changed turbine output set. This ensures that the fresh steam flow rate, and thus thus the. Total steam generator side, which is a weak link in the chain of power control of the thermal power plants, unaffected.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich folgende technische und technisch-ökonomische VorteilesWhen applying the method according to the invention, the following technical and technical-economical advantage results
Das Verfahren gestattet eine schnelle, automatische, kontinuierliche Änderung der Wirkleistung von Kraftwerksblöcken mit M-Turbinen bei unveränderter Frischdampfzufuhr.The method allows a fast, automatic, continuous change of the active power of power plant blocks with M-turbines with unchanged live steam supply.
Durch Einsatz dieses Verfahrens an den EK-Turbinen wird eine automatische Bereitstellung von Regelleistung ohne zusätzliche Investitionsaufwendungen für installierte Leistung im EES gewonnen.By using this method on the EK turbines, an automatic provision of control power is obtained without additional capital expenditures for installed power in the EES.
Auf Grund der schnellen Bereitstellung dieser Regelleistung wirkt sie als automatische Havariereserveleistung und trägt damit zur Verringerung der zu installierenden Havariereserveleistung im SES bei«Due to the rapid provision of this control power, it acts as an automatic emergency response service and thus contributes to the reduction of the emergency power to be installed in the SES «
Infolge dieser EK-Turbinen-Regeileistung kann der Einsatz von Spitzenleistungsaggregaten u.U. ersetzt und damit hochwertiger Brennstoff - Heizöl, Gas u. ä. - eingespart werden.As a result of this EK turbine power output, the use of peak power units may be required. replaced and thus high-quality fuel - fuel oil, gas u. Ä. - Saved.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei diesem Verfahren der automatischen Leistungsänderung an EK-Turbinen die thermischen Beanspruchungen der Turbinenteile geringer sind als bei Kondensationsturbinen, die ebenfalls mit automatischer Leistungsänderung betrieben werden« Die geringeren thermischen Beanspruchungen sind darauf zurückzuführen, daß diese im niederen Temperaturbereich (Temperaturänderungen nur im HD-Teil) erfolgen.Another advantage is that in this method of automatic power change to EK turbines, the thermal stresses of the turbine parts are lower than in condensing turbines, which are also operated with automatic power change «The lower thermal stresses are due to the fact that they are in the low temperature range ( Temperature changes only in the HD part).
Bei automatischen Leistungsänderungen nach diesem Verfahren werden die zu den EK-Turbinen gehörenden Dampferzeuger im Gegensatz zu denen der Kondensationskraftwerksblöcke nicht beansprucht. ..-'..In automatic power changes according to this method, the steam generators belonging to the EK turbines are not stressed in contrast to those of the condensing power unit blocks. ..- '..
Mit den sehr guten dynamischen Eigenschaften dieser automati-With the very good dynamic properties of this automatic
sehen Regelleistung kann die statische Kennlinie des EES verbessert werden*see control power, the static characteristic of the EES can be improved *
Die Bereitstellung von Wirkleistung wird durch die Möglichkeit der Einbeziehung von Wärmespeichern in die v/ärmeVersorgungsnetze vergrößert«The provision of active power is increased by the possibility of including heat storage in the supply networks. «
!Trotz der relativ niedrigen Sinheitsleistung der EK-Turbinen ist bei der Anwendung des Verfahrens der Regelleistungsanteil bezogen auf ihre Nennleistung höher als bei den großen Kondensationskraftwerksblocken. Infolgedessen ist rentabel, die EK-Turbinen entsprechend kleinerer Leistungseinheiten als die Kondensationsturbinen an die Wirkleistüngsregelung anzuschließen.In spite of the relatively low sinusoidal power of the EK turbines, in the application of the method the control power fraction is higher in relation to its rated power than in the case of the large condensation power plant blocks. As a result, it is profitable to connect the EK turbines according to smaller power units than the condensing turbines to the Wirkleistüngsregelung.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:
Figur 1i Schema des Rechengerätes zur Bestimmung und Einstellung der Regelleistung einer EK-TurbineFigure 1i Scheme of the computing device for determining and adjusting the control power of an EK turbine
Figur 2: Vereinfachtes Regelungsschema einer EK-Turbine mit Ein- und Ausgangsgrößen'für ein Rechengerät zur Bestimmung und Einstellung der Wirkleistung.FIG. 2: Simplified control scheme of an EK turbine with input and output variables for a computing device for determining and setting the active power.
Aus Figur 1^erkennt man, daß die Netzfrequenzabweichung f und/oder die Führungsgröße Wwn 1 vom Zentralregler in der Hauptlastverteilung zum Regelleistungsrechner der EK-Turbine auf den Eingang des Funktionsbausteins FB1 7 aufgeschaltet v/erden. Der Funktionsbaustein FB1 7 enthält die Einstellmöglichkeiten für die zulässige Laständerungsgeschwindigkeit sowie für den Schnellverstellbereich (analog der Realisierung an Kondensationskraftwerksblöcken) und bildet das Füiirungssignal ^ 14. Der Funktionsbaustein FB2 8 erzeugt das Signal 2max "^' welches von dem Frischdampfdurchsatz Dp 3» Entnahmedampfdurchsatz D,~, 2 und dem Entnahme druck p_, 4 abhängig ist und die maximal mögliche £urbinenleistungserhöhung unter den momentan herrschenden Bedingungen darstellteFrom Figure 1 ^ it can be seen that the mains frequency deviation f and / or the reference variable Wwn 1 switched from the central controller in the main load distribution to the control power of the EK turbine on the input of the function block FB1 7 v / ground. The function block FB1 7 contains the setting options for the permissible load change speed and for the quick adjustment range (analogous to the realization of condensation power plant blocks) and forms the Füiirungssignal ^ 14. The function block FB2 8 generates the signal 2max "^ 'which of the live steam flow rate Dp 3» extraction steam flow rate D, ~, 2 and the extraction pressure p_, 4 dependent and represents the maximum possible turbine power increase under the currently prevailing conditions
_· 6 - β· ν 8 5 8 _ · 6 - β · ν 8 5 8
Der Entnahme dampf durchs atz 2 wird als Punktion der Differenz der Stellung von ED- und HD-Regelventilen berechnet. Der Punktionsbaustein FB3 9 erzeugt das Signal 2min' ^6 welches ebenfalls vom Frischdampfdurehsatz D« 3» Entnahmedampfdurchsatz Dg 2 und dem Entnähmedruck ρ™ 4 abhängig ist und die maximal mögliche Turbinenleistungsminderung unter den momentan herrschenden Bedingungen darstellt· Das SteuersignalThe extraction of vapor through atz 2 is calculated as a puncture of the difference in the position of ED and HP control valves. The puncture block FB3 9 generates the signal 2min '^ 6 which is also dependent on the live steam draft D «3» extraction steam flow rate Dg 2 and the Entnähmedruck ρ ™ 4 and represents the maximum possible turbine power reduction under the currently prevailing conditions · The control signal
^ 14 und die Begrenzungssignale 2max ^ un(i 2tnin ^6 werden in dem Begrenzerbaustein 12 entsprechend verarbeitet. Das Ausgangssignal 17 des Begrenzerbausteins 12 wird auf den Verstärkerbaustein 13 geschaltet· Der Verstärkerbaustein •13 wirkt auf den elektrohydraulisch^ Umformer EHQ 11· Das Signal 6 vom EHU 11 verändert mittels Stellmotor die Stellung der Regelventile 23 des ND-Teils 19 ο Bei unverändertem Frischdampfdurchsatz im PID-Teil 18 und der infolge der Verstellung dieser Regelventile geänderten Dampfentnahme 20 ändert sich auch die Turbinenieistung, bis das entsprechende Begrenzersignal 2max ^ °äer 2min ^5 den KuH^ert er~ reicht· Infolge des geänderten Dampfdurchsatzes durch den ND-Teil 19 bei konstantem Frischdampfdurchsatz würde der Entnahmedampfdruckregler ansprechen und eine Verstellung der HD- und !©-Regelventile 24, 23 hervorrufen. Um das zu verhindern, wird aus dem Signal nach dem Verstärkerbaustein I3 im Punktionsbaustein FB4 10 das Korrektursignal 5 berechnet und dem Entnahmedruckregler 22 zugeführt (Sollwertkorrektur). lenn die Führungsgröße W^ oder f nicht ansteht, wird keine Turbinenleistungsänderung erfolgen.^ 14 and the limit signals 2max ^ un (i 2tnin ^ 6 are processed accordingly in the limiter block 12. The output signal 17 of the limiter block 12 is switched to the amplifier module 13 The amplifier module 13 acts on the electrohydraulic converter EHQ 11 The signal 6 from the EHU 11 changed by means of servomotor the position of the control valves 23 of the LP section 19 ο With unchanged live steam flow in the PID part 18 and the changed due to the adjustment of these control valves steam extraction 20, the turbine power changes until the corresponding limiter signal 2max ^ ° äer 2min ^ 5 the Ku H ^ he ert ~ ranges · As a result of the changed steam flow rate through the ND-part 19 at constant steam flow rate would appeal the extraction steam pressure regulator and an adjustment of the HD and! © Control Valves 24, cause 23rd to prevent this, from the signal to the amplifier module I3 in the puncture block FB4 10 the correction signal l 5 calculated and supplied to the extraction pressure regulator 22 (setpoint correction). lf the reference variable W ^ or f is not present, no turbine power change will take place.
Auf Figur 2 sind die an einer EK-Turbine vorhandenen Regelungen für die Drehzahl η (SG) 21 und den Entnahmedampfdruck pE (PG) 22 dargestellt. Vieiterhin sind aus Figur 2 die Ein- und Ausgang sgröiSen für das Rechengerät zur Bestimmung und Einstellung der Regelleistung zu erkennen. .FIG. 2 shows the regulations for the rotational speed η (SG) 21 and the withdrawal steam pressure p E (PG) 22 present on an EK turbine. Vieiterhin are seen from Figure 2, the input and output sgröiSen for the computing device to determine and adjust the control power. ,
Die Eingangsgrößen sind:The input variables are:
- die Netzfrequenzabweichung f und/oder die Führungsgröße W-py CDiO 1, diese Eingangsgrößen werden als Führungsgrößen auf den Funktionsbaustein FB 7 (s. Figur 1) aufgeschaltet,the network frequency deviation f and / or the reference variable W-py CDiO 1, these input variables are applied to the function block FB 7 as reference variables (see FIG.
- die Stellung der HD-Regelventile 24 als Maß für den Frischdampf durchs atz Bp (Di2) 3ι- The position of the HD control valves 24 as a measure of the live steam by atz Bp (Di2) 3ι
- 'die Stellung der ND-Regelventile 23 als Maß für den Dampfdurchsatz durch den ND-Ieil D^0 <Di3),the position of the LP control valves 23 as a measure of the steam flow through the ND-Ieil D ^ 0 <Di3),
- der Entnahme druck p-g (Di4) 4 und die Ausgangsgrößen sind:- The extraction pressure p-g (Di4) 4 and the output variables are:
- das Signal 6 (s· !figur 1) zur Änderung der Stellung der KD-Regelventile (Do1) 23,the signal 6 (see FIG. 1) for changing the position of the KD control valves (Do1) 23,
-das Signal 5 (s· "Figur 1) zur Korrektur des Sollwertes vom Entnahmedruckregler (Do2) 25othe signal 5 (see FIG. 1) for correcting the setpoint value from the extraction pressure regulator (Do2) 25o
Damit ist die Kopplung des Rechengerätes zur technologischen Anlage einer EK-Turbine mit ihren vorhandenen Regelungseinrichtungen gegeben*Thus, the coupling of the computing device to the technological system of an EK turbine with its existing control devices is given *
Claims (4)
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Family Applications (1)
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|---|---|
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