DE3228996A1 - Verfahren und einrichtung zur leistungsregelung an einem kraftwerksblock - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur leistungsregelung an einem kraftwerksblock

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DE3228996A1
DE3228996A1 DE19823228996 DE3228996A DE3228996A1 DE 3228996 A1 DE3228996 A1 DE 3228996A1 DE 19823228996 DE19823228996 DE 19823228996 DE 3228996 A DE3228996 A DE 3228996A DE 3228996 A1 DE3228996 A1 DE 3228996A1
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steam generator
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Günter Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Kallina
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/20—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by combustion gases of main boiler
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT _^ _. Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 4436 DE
Verfahren und Einrichtung zur Leistungsregelung an einem Kraftwerksblock
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Leistungsregelung an einem aus Zwangsdurchlauf Dampferzeuger, Dampfturbine und Generator bestehenden Kraftwerksblock.
Bei dem bisher üblichen Regelverfahren wird die von der Turbine abgegebene elektrische Leistung von einem PI-Regler, dem Turbinenregler, geregelt. Er wirkt direkt auf das Turbineneinlaßventil.
Der Druck im Dampferzeuger vor dem Turbinenventil, der sogenannte Vordruck, wird von einem PID-Regler geregelt. Der Stelleingriff erfolgt in die Energiezufuhr der Dampferzeugung, also auf den Brennstoff- und Luftstrom oder auf Brennstoff-Luft- und Speisewasserstrom.
Die Regelstrecke ist insbesondere bei kohlebeheizten Dampferzeugern sehr träge und hat darüber hinaus integrales Verhalten. Die Folge ist, daß der Vordruckregler nur schwach aufgeschaltet werden darf, also mit kleiner Proportionalitätskonstante und großer Nachstellzeit, so daß Störungen sehr langsam ausgeregelt werden.
'Es besteht die Aufgabe, das bekannte Regel verfahr en so zu verbessern, daß es erheblich schneller auf Störungen bzw. Änderungen in der Regelstrecke reagiert.
Eine Lösung der gestellten Aufgabe wird in dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren gesehen. Durch die dynatnisehe Korrektur, in der das Speicherverhalten und Dampferzeugungsverhalten des Dampferzeugers nachgebildet ist, wird der Vordruck so vorgesteuert, daß die Regelstrecke
Sp 4 Sei / 30.07.1982
- Lj. _ VPA 82 P 4436 DE "Dampferzeuger und dynamisch vorgesteuerter Turbinenregelkreis" aus der Sicht des Leistungsreglers einfaches Verzögerungsverhalten mit einer geringen Zeitkonstante hat. Der Leistungsregelkreis ist folglich unkritisch und sehr schnell. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Nachstellzeit des Leistungsreglers etwa um den Faktor 100 verringert werden kann.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Beispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt und im folgenden beschrieben.
Der Kraftwerksblock besteht aus dem Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger 1, der Dampfturbine 2 und dem elektrischen Generator 3.
In dem Dampferzeuger 1 wird das über die Leitung 4 zugeführte Speisewasser mit Hilfe des über die Leitung 5 zugeführten Brennstoff- bzw. Brennstoff-Luftgemischs verdampft und mit dem Vordruck p. über das Einlaßventil 6 der Dampfturbine 2 zugeführt.
Die vom Generator 3 abgegebene elektrische Leistung P , i wird in einer Vergleichsstelle 7 mit einem in dem Sollwertsteiler 8 eingestellten, Leistungssollwert P ,s verglichen. Die resultierende Regeldifferenz dP , wird einem Leistungsregler 9 mit PID-Verhalten zugeführt, dessen Ausgangsgröße als Stellsignal yT auf ein in die Energiezufuhr 5 eingrei-
Lj
fendes Stellglied 10 und evtl. auf ein in den Speisewasserstrom eingreifendes Stellglied wirkt. Parallel dazu wird das Stellsignal yr des Leistungsreg-
Li
lers 9 dem Positiveingang eines Differenzglieds 11 und dem Eingang eines Ubertragungsgliedes 12 höherer Ordnung zugeführt, in welchem das Dampferzeugungsverhalten der Regelstrecke "Dampferzeuger" elektrisch nachgebildet wird. Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 12 ist dem Negativeingang des Differenzgliedes 11 aufgeschaltet, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Verzögerungsgliedes 13 erster
- / - v5- VPA 82 P 4436 DE
Ordnung verbunden ist, welches das Speieherverhalteη des Dampferzeugers elektrisch nachbildet.
Der das Druckkorrektursignal p, führende Ausgang des Verzögerungsgliedes 13 ist mit dem Negativeingang eines zweiten Differenzgliedes 14 verbunden, an dessen Positiveingang der Vordruck-Sollwert ρ geschaltet ist. Die auf die-
se Weise dynamisch korrigierte Führungsgröße "Vordruck" für die Turbinenregelung wird einem Vordruckregler 15 mit PI-Verhalten zugeführt, seine Regelgröße ist der an einer Druckmeßstelle 16 in der Dampfleitung zur Dampfturbine 2 gemessene Istwert p. des Vordrucks. Das Stellsignal y„ des Turbinenreglers 15 betätigt das Turbineneinlaßventil 6 und beeinflußt somit den Dampfdurchsatz durch die Turbine. Dieser Turbinenregelkreis ist. schnell und unkritisch, so daß in Verbindung mit dem Leistungsregelkreis, der ebenfalls schnell und unkritisch ist, ein weitgehend verzögerungsfreies Ansprechen der Gesamtregelung des Kraftwerksblocks auf änderungen der Führungs- bzw. Regelgröße "elektrische Leistung" erfolgt.
2 Patentansprüche
1 Figur
Leerseite

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    - /E - VPA 82 P 4436 DE
    ily Verfahren zur Leistungsregelung an einem aus Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger, Dampfturbine und Generator bestehenden Kraftwerksblock, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Generatorleistung über einen Stelleingriff in die Energiezufuhr des Dampferzeugers geregelt wird und daß in einer modellmäßigen . elektrischen Nachbildung der Regelstrecke "Dampferzeuger" aus der Stellgröße des Leistungsreglers ein die Führungsgröße "Druck" einer unterlagerten Turbinenregelung beeinflussendes Korrektursignal gebildet wird, wobei die Turbinenregelung mit der Regelgröße "Druck" und der Stellgröße "Dampfdurchsatz" betrieben wird.
  2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet"" durch
    a) einen Leistungsregler (9) mit PID-Verhalten, mit der Regeldifferenz (dP ,) der elektrischen GeneratorIeistung als Eingangsgröße, dessen Ausgangssignal als Stellsignal (yT) Stellglieder in den dem Dampferzeuger (1) zu-
    Li
    geführten Energiestrom betätigt,
    b) einen Turbinenregler (15) mit PI-Verhalten, dessen Ausgangssignal als Stellsignal (yT) auf die Turbineneinlaßventile (6) wirkt und dessen Eingängen ein am Ausgang des Dampferzeugers (1) gewonnenes Drucksignal (P-) als Regelgröße und ein Differenzsignal aus Drucksollwert (p ) und einem Druckkorrektur wert (P1.) als Fühs κ.
    rungsgröße aufgeschaltet ist,
    c) ein Übertragungsglied (12) höherer Ordnung, das das Dampferzeugungsverhalten der Regelstrecke "Dampferzeuger" nachbildet, und dessen Eingang mit dem Ausgang des Leistungsreglers (9) verbunden ist,
    d) ein erstes Differenzglied (11), dessen Positiveingang mit dem Ausgang des Leistungsreglers (9) und dessen Negativeingang mit dem Ausgang des Funktionsgenerators (12) verbunden ist,
    - $ ~2- VPA 82 P 4436 DE
    e) ein Verzögerungsglied erster Ordnung, das die Speicherwirkung des Dampferzeugers näherungsweise nachbildet und dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Differenzglieds (11) verbunden ist,
    f) ein zweites Differenzglied (14), dessen Positiveingang mit dem Sollwert (p ) der Regelgröße "Druck" des Türbinenreglers (15) und dessen Negativeingang mit dem Korrektursignal (Pk) aus dem Verzögerungsglied (13) beaufschlagt ist und dessen Ausgangssignal die Führungsgröße des Turbinenreglers (15) ist.
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