DE3325567A1

DE3325567A1 - Process for the rapid output regulation of a power station block fired with solid fossil fuel and operated at variable pressure

Info

Publication number: DE3325567A1
Application number: DE19833325567
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 4223 Voerde Sauerland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1985-01-31

Abstract

In the process, in which the supplied fuel is ground in at least one grinding plant with a separator and coarse material return, and is fed by means of carrier air as a fuel stream to the furnace, air being additionally supplied to the furnace and water being supplied to the steam generator associated with the furnace, it is provided according to the invention, to prevent constant operating losses to support the frequency, that the control deviation to be associated with the output deviation is connected via a controller to the separator of the grinding plant, such that when there is a deficient output in relation to the reference value of the output, the fuel stream to the furnace is predominantly increased by a reduction of the quantity of coarse material returned, and when there is an excess output in relation to the reference value of the output, the fuel stream to the furnace is predominantly reduced by increasing the quantity of coarse material returned, until the control deviation has been equalised again by matching the fuel feed to the grinding plant, the carrier air, the additional combustion air of the flue gas discharge and/or of the water to the steam generator. <IMAGE>

Description

Verfahren zur schnellen Leistungsregelung eines mitMethod for fast power control of one with

festen fossilen Brennstoffen gefeuerten und im Gleitdruck betriebenen Kraftwerkblockes Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.solid fossil fuels fired and operated in sliding pressure Power plant blocks The invention relates to a method as described in the preamble of the claim 1 mentioned Art.

Aus dem Entwurf für die VDI/VDE-Richtlinie 3508 von Januar 1983 ist aus Bild 10 eine Regelstruktur für elektrische Netze "Modifizierter Gleitdruckbetrieb", Variante 2: mit Druckregelung und gleitendem Drucksollwert bekannt, die wegen der für die Netzfrequenzstützung erforderlichen Androsselung von ca. 5 % des Dampfdruckes vor den Turbineneinlaßventilen mit ständigen Betriebsverlusten behaftet ist. Durch Öffnung der Ventile kann der angestaute Dampf die Verzugszeit der Blockleistungsregelung überbrücken.From the draft for the VDI / VDE guideline 3508 from January 1983 from Figure 10 a control structure for electrical networks "Modified sliding pressure operation", Variant 2: known with pressure control and sliding pressure setpoint, which are due to the Reduction of approx. 5% of the steam pressure required for mains frequency support is afflicted with constant operating losses in front of the turbine inlet valves. By When the valves are opened, the accumulated steam can reduce the delay time of the block output control bridge.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der vorstehend genannten Art anzugeben, das nicht mit derartigen ständigen Betriebsverlusten behaftet ist.It is the object of the present invention to provide a method of the above specified type, which is not afflicted with such constant operating losses is.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,daß die der Leistungsabweichung zuzuordnende Regelabweichung über einen Regler-auf den Sichter der Mahlanlage geschaltet wird derart, daß bei Leistungsmangel gegenüber dem Leistungssollwert der Brennstoffstrom zur Feuerung vorübergehend durch Verminderung der Grießrücklaufmenge erhöht wird und bei Leistungsüberschuß gegenüber dem Leistungssollwert der Brennstoffstrom zur Feuerung vorübergehend durch Erhöhung der Grießrücklaufmenge vermindert wird, bis durch Anpassung der Brennstoffzufuhr zur Mahlanlage, der Tragluft, der zusätzlichen Verbrennungsluft des Rauchgasabzugs und/oder des Wassers zum Dampferzeuger die Regelabweichung wieder ausgeglichen worden ist.This object is achieved in that the power deviation The system deviation to be assigned is switched to the classifier of the grinding plant via a controller is such that when there is a lack of power compared to the power setpoint, the fuel flow for firing is temporarily increased by reducing the amount of semolina returned and if there is an excess of power compared to the power setpoint, the fuel flow to Firing is temporarily reduced by increasing the amount of semolina returned, until by adapting the fuel supply to the grinding system, the support air, the additional Combustion air of the flue gas exhaust and / or the water to the steam generator is the control deviation has been balanced again.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient die Grießrücklaufmenge als Energiespeicher. Bei Leistungsmangel wird der Mahlgutstrom vorübergehend zu Lasten der im Grießrücklauf befindlichen Menge erhöht, wobei eine etwas grobere Ausmahlung auftritt. Bei Leistungsüberschuß wird die Grießrücklaufmenge etwas vermindert und damit der Brennstoff etwas feiner ausgemahlen.In the method according to the invention, the amount of semolina recirculated serves as Energy storage. In the event of a lack of performance, the regrind flow is temporarily at the expense the amount in the semolina return is increased, with a somewhat coarser grinding occurs. If there is an excess of power, the amount of semolina returned is somewhat reduced and so that the fuel is ground a little finer.

Die kurzfristige unterschiedliche Ausmahlung beeinträchtigt den Betrieb der Feuerung nicht. Zum Ausgleich der Regelabweichung werden zusätzlich Regelbefehle auf die Tragluftmenge der Mahlanlage, auf die zugeführte Luftmenge, den Rauchgasabzug, auf die dem Dampferzeuger zugeführte Speisewassermenge und auf die der Mahlanlage zugeführte Kohlemenge gegeben.The short-term different grinding affects the operation the firing does not. To compensate for the system deviation, additional control commands are sent on the amount of air carried by the grinding system, on the amount of air supplied, on the smoke outlet, on the amount of feed water supplied to the steam generator and on that of the grinding system supplied amount of coal given.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders bei Regelung der Blockleistung zur Netzfrequenzstützung und ist geeignet bei anderen schnell erforderlichen Blockleistungsänderungen in Festbrennstoffgleitdruckkraftwerken, die bisher vorhandenen systemimmanenten Verzugszeiten zu überbrücken. Bei Anstieg der Generatordrehzahl über einen vorgegebenen Wert erfolgt vorzugsweise zusätzlich eine Drosselung der Dampfzufuhr in an sich bekannter Weise.The method according to the invention is particularly suitable for closed-loop control the block power for grid frequency support and is suitable for others fast required block capacity changes in solid fuel sliding pressure power plants, to bridge the previously existing system-immanent delay times. If there is an increase the generator speed above a predetermined value is preferably carried out in addition a throttling of the steam supply in a manner known per se.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun anhand der beigefügten Figuren bei Frequenz stützung genauer erläutert werden. Es zeigt: Figur 1 ein Blockschaltbild Figur 2 ein Zeit/Leistungsdiagramm Einem Blockleistungsregler 1 werden über einen ersten Sollwertgeber 2 der Blockleistungssollwert PEW1' über einen zweiten Sollwertgeber 3 der Wert für die zulässige Laständerungsgeschwindigkeit PGrad und über einen dritten Sollwertgeber 4 der Frequenzsollwert f vorgegeben, mit dem auf Anweisung von der Nennfrequenz abgewichen werden kann, um Zeitfehler auszugleichen. An einem von einer Turbine 5 angetriebenen Generator 6 werden mittels Meßeinrichtungen 7 und 8 die elektrische Leistung PG bzw. die Netzfrequenz f erfaßt. Die Frequenz f wird über einen Meßwertumformer 9 auf den Blockleistungsregler 1 gegeben, während die Generatorleistung mit Frequenzfluß PG über einen Meßwertumformer 10 auf den Blockleistungsregler gegeben wird. Der Blockleistungsregler bestimmt hieraus den verzögerten Blockleistungsollwert mit Frequenzeinfluß PEW2' der zusammen mit dem Istwert PG einem Vergleicher 11 mit nachgeschalteter Begrenzung zugeführt wird, der daraus die Regelabweichungn P bestimmt.The method according to the invention will now be based on the accompanying figures for frequency support are explained in more detail. It shows: figure 1 shows a block diagram; FIG. 2 shows a time / power diagram of a block power controller 1, the block power setpoint PEW1 'is transferred via a first setpoint generator 2 a second setpoint generator 3 the value for the permissible load change rate PGrad and the frequency setpoint f is specified via a third setpoint generator 4, which can be used to deviate from the nominal frequency when instructed to avoid time errors balance. At a driven by a turbine 5 generator 6 are means Measuring devices 7 and 8, the electrical power PG and the network frequency f detected. The frequency f is transmitted to the block power controller 1 via a transducer 9 given, while the generator power with frequency flow PG via a transducer 10 is given to the block power regulator. The block power controller determines from this the delayed block power setpoint with frequency influence PEW2 'der together with the actual value PG is fed to a comparator 11 with a downstream limitation which determines the system deviation n P from this.

Die Regelabweichung n P wird über einen PD-Regler 12 einem Antrieb 13 zur Verstellung der Klappen 14a eines Sichters 14 zugeführt. Anstelle von Klappensichtern können auch andere verstellbare Sichter eingestzt werden.The control deviation n P is transmitted to a drive via a PD controller 12 13 supplied to adjust the flaps 14a of a classifier 14. Instead of flap viewers other adjustable classifiers can also be used.

Der Sichter 14 ist einer Mahlanlage 15 nachgeschaltet, in die aus einem Bunker 16 über einen Zuteiler 17, der über ein Verstellgetriebe 18 von einem Motor 19 angetrieben wird, Kohle eingebracht wird. Die Regelabweichungn P wird weiterhin über einen PD-Regler 20 auf das Verstellgetriebe 18 geführt. Zusätzlich wird der Sollwert PEW2 als Führungsgröße über einen PI-Regler 21 dem Verstellgetriebe 18 zugeführt. In der Figur 1 ist der Brennstoffstrom von Zuteiler zur Mühle mit 15a, der vom Mahlwerk ausgetragene Brennstoffstrom mit 15b und der Grießrücklaufstrom mit 15c bezeichnet. Als Mahlanlagen kommen z. B.The classifier 14 is connected downstream of a grinding system 15 into which a bunker 16 via a feeder 17, which via an adjusting gear 18 of a Motor 19 is driven, coal is introduced. The control deviation n P continues via a PD controller 20 to the adjusting gear 18 guided. Additionally the setpoint PEW2 is sent as a reference variable via a PI controller 21 to the adjustment gear 18 supplied. The fuel flow from the feeder to the mill is shown in FIG 15a, the fuel flow discharged from the grinder with 15b and the semolina return flow labeled 15c. As grinding systems come z. B.

die Walzenschüsselmühlen vom MPS-Typ in Frage. Aus dem Sichter wird Brennstoff staub als Strom 15d einer Feuerung 22 zugeführt. Der Transport in den Strömen 15b und 15d wird mit Hilfe von Tragluft bewerkstelligt, die aus einen von einem Frischlüfter 23 angesaugten Verbrennungsluftstrom abgezweigt wird. Da die Erwärmung der Verbrennungsluft nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört sind die hierzu erforderlichen technischen Maßnahmen nicht mitdargestellt. Der Tragluftstrom 24 wird durch eine Klappe 25 eingestellt, deren Stellantrieb 26 ebenfalls die Größen P und PEW2 über einen PD-Regler 27 bzw. einen PI-Regler 28 zugeführt werden.the vertical roller mills of the MPS type in question. The sifter becomes Fuel dust fed to a furnace 22 as stream 15d. Transportation to the Streams 15b and 15d is accomplished with the aid of air support, which consists of one of a fresh fan 23 sucked in combustion air flow is branched off. Since the Heating of the combustion air does not belong to the subject of the present invention the technical measures required for this are not shown. The carrying air flow 24 is set by a flap 25, the actuator 26 of which also controls the sizes P and PEW2 are supplied via a PD controller 27 and a PI controller 28, respectively.

Aus der Feuerung wird das entstehende Rauchgas mittels eines Saugzugs 29 abgesaugt. Frischlüfter 23 und Saugzug 29 werden über Verstellgetriebe 30 von Motoren 31 angetrieben. Auf die Verstellgetriebe 30 werden die Signales P und PEW2 ebenfalls über einen PD-Regler 32 bzw. einen PI-Regler 33 parallel geführt.The resulting flue gas is extracted from the furnace by means of an induced draft 29 sucked off. Fresh air fan 23 and induced draft fan 29 are via adjusting gear 30 of Motors 31 driven. The signals P and PEW2 also performed in parallel via a PD controller 32 or a PI controller 33.

Der Feuerung 22 ist ein Dampferzeuger 34 zugeordnet, dem über ein Stellventil 35 Speisewasser zugeführt wird (dies entspricht einer vereinfachten Darstellung und dient alleine der Erläuterung der Regelung der Speisewasserzufuhr). Das Stellventil 35 wird ebenfalls über PD-Regler und PI-Regler 36 und 37 in derselben Weise beaufschlagt wie die bisher erwähnten Antriebe.The furnace 22 is assigned a steam generator 34, which has a Control valve 35 feed water is supplied (this corresponds to a simplified Illustration and serves solely to explain the regulation of the feed water supply). The control valve 35 is also via PD controller and PI controller 36 and 37 in the same Acted like the previously mentioned drives.

Schließlich ist in der vom Dampferzeuger 34 zur Tur- bine 5 führenden Dampfleitung ein Turbineneinlaßventil 38 angeordnet, das vom Blockleistungsregler 1 her angesteuert wird, wenn langsamere Blockleistungsänderungen zwischen verschiedenen Lastzuständen erfolgen sollen und/oder größere Netzstörungen berücksichtigt werden müssen. Die Regler 21,28,33,36 sind üblicherweise vorhanden; die Regler 20,27,32,37 müssen bei Einführung des Verfahrens in einen Block eingebaut werden.Finally, in the from the steam generator 34 to the tur- bine 5 leading steam line a turbine inlet valve 38 is arranged, which is from the block power regulator 1 is controlled when slower block power changes between different Load states are to take place and / or larger network disturbances are to be taken into account have to. The regulators 21,28,33,36 are usually present; the regulators 20,27,32,37 must be built into a block when the process is introduced.

Es fällt in den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Verstellgetriebe 17 und 30 in Fortfall kommen und in ihrer Drehzahl veränderliche Antriebsmotoren für den Betrieb des Zuteilers 17, des Frischlüfters 23 bzw. des Saugzugs 29 verwendet werden.It falls within the scope of the present invention when the variable speed gear 17 and 30 are omitted and variable speed drive motors used for the operation of the feeder 17, the fresh air fan 23 and the induced draft fan 29 will.

Wird am Vergleicher 11 ein Leistungsüberschuß festgestellt, führt die der Sichterregelung 13 über den PD-Regler 12 zugeführte Regelabweichung zu einer solchen Verstellung der Sichterklappen 14a, daß die im Grießrücklauf 15c geführte Menge erhöht wird. Damit wird der der Feuerung 22 zugeführte Brennstoffstrom 15d schnell vermindert, so daß die Feuerleistung und damit auch die Blockleistung schnell absinkt.If a power excess is determined at the comparator 11, leads the system deviation fed to the sifter control 13 via the PD controller 12 from a such adjustment of the sifter flaps 14a that guided in the semolina return 15c Amount is increased. Thus, the fuel flow supplied to the furnace 22 becomes 15d rapidly decreased, so that the fire output and thus also the block output quickly sinks.

Durch die Aufgabe der Signale PEW2 über PI-Regler und der Regelabweichung über PD-Regler mit den in der Figur angegebenen Vorzeichen wird erreicht, daß die Geschwindigkeit des Zuteilers 17, die Stellung der Klappe 25, die Drehzahl und Frischlüfter 23 und Saugzug 29 und die Stellung des Speisewasserventils 35 derart angepaßt werden, daß die aufgetretene Regelabweichung P P wieder ausgeglichen wird.By sending the PEW2 signals via PI controller and the control deviation A PD controller with the sign indicated in the figure ensures that the Speed of the feeder 17, the position of the flap 25, the speed and fresh fan 23 and induced draft 29 and the position of the feedwater valve 35 are adapted in such a way that that the control deviation P P that has occurred is compensated for again.

Bei Leistungsbedarf werden die Sichterklappen 14a so verstellt, daß im Grießrücklauf 1 5c die Grießrücklauf- menge vermindert wird. Auf diese Weise wird mehr Brennstoff, der zwar etwas gröber ausgemahlen ist, der Feuerung 22 zugeführt, so daß die Feuerleistung und somit auch die Blockleistung schnell ansteigen. Auch in diesem Falle werden die anderen für den Betrieb erforderlichen Mengenverhältnisse für Brennstoff, Tragluft, zugeführter Frischluft, abgezogenem Rauchgas und zugeführtem Speisewasser nachgeregelt.When power is required, the sifter flaps 14a are adjusted so that in the semolina return 1 5c the semolina return amount is reduced. In this way, more fuel, which is a little coarser ground, becomes the Furnace 22 is supplied, so that the fire output and thus also the block output rise rapidly. In this case, too, the others are required for operation Quantity ratios for fuel, support air, fresh air supplied, extracted Flue gas and supplied feed water readjusted.

Anhand der Figur 2 soll das Lastübergangsverhalten eines Kraftwerkblockes bei einem Lastsprung durch Frequenzeinbruch näher erläutert werden. Die Kurve a zeigt das Lastübergangsverhalten durch Öffnen von um ca.Using FIG. 2, the load transfer behavior of a power plant block is intended be explained in more detail in the event of a load change due to a frequency drop. The curve a shows the load transfer behavior by opening by approx.

5 % angestauten Turbinenventilen nach dem bekannten Verfahren. Der angestaute Dampf wird sofort in höhere Turbinenleistung umgesetzt, reicht aber bei Lastsprüngen im Bereich> 3 g nicht aus, die Verzugszeiten des Brennstoff-Leistungs-Regelkreises zu überbrücken, die wie die Kurve c zeigt mehrere Minuten betragen.5% built-up turbine valves according to the known method. Of the accumulated steam is immediately converted into higher turbine output, but is sufficient Load jumps in the range> 3 g do not count, the delay times of the fuel-power control loop which, as curve c shows, take several minutes.

Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich im Vergleich zur Verzugszeit des Brennstoff-Leistungs-Regelkreises ebenfalls eine im wesentlichen sofortige Erhöhung der Turbinen leistung. Die etwas längere Verzugszeit im Vergleich zur Kurve a ist nur bei geringfügigeren Frequenzabweichungen z. B +/- 30 rnHz von Nachteil. Dieser Nachteil kann aber durch einfache zusätzliche Androsselung des Ventils 38 z. B. um 2 % ausgeglichen werden. Gegenüber der wesentlich höheren üblichen Androsselung sind somit auch im Falle kleinerer Frequenzabweichungen durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wirtschaftliche Vorteile gegeben.When using the method according to the invention, a comparison results at the delay time of the fuel-power control loop also essentially one immediate increase in turbine output. The slightly longer delay time in comparison for curve a is only possible with minor frequency deviations z. B +/- 30 rnHz from Disadvantage. This disadvantage can be avoided by simply reducing the Valve 38 z. B. offset by 2%. Compared to the much higher usual Throttling are thus also in the case of smaller frequency deviations due to the use the inventive method given economic advantages.

Bei einem Versuch führte die Verstellung des Mühlensichters von 25 % auf 65 % Sichterleistung zu einer Leistungssteigerung von 70 MW in der Spitze und rd.In one attempt, the adjustment of the mill sifter from 25 % to 65% sifter output to an increase in output of 70 MW at the top and approx.

40 MW über 10 Minuten.40 MW over 10 minutes.

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Claims

Method for fast power control of a solid fossil fuel Fuel-fired and sliding pressure-operated power plant blocks claims 1. Method for the rapid power control of a solid fossil fuel fired and operated in sliding pressure power plant block, in which the supplied Grind the fuel in at least one grinding system with a sifter and grind return and is fed to the furnace as a fuel stream by means of support air and in the additional air to the furnace and water to the steam generator assigned to the furnace is supplied, characterized in that the power deviation to be assigned Control deviation is switched to the classifier of the grinding plant via a controller such that in the event of a lack of power compared to the power setpoint, the fuel flow for firing is temporarily increased by reducing the amount of semolina return-and if there is an excess of power compared to the power setpoint, the fuel flow to the furnace is temporarily reduced by increasing the amount of semolina returned until by adjustment the fuel supply to the grinding system, the carrying air, the additional combustion air the flue gas exhaust and / or the water to the steam generator the control deviation again has been balanced.

2. The method according to claim 1, characterized in that when there is an increase the generator speed over a predetermined value additionally a throttling of the Steam is supplied in a manner known per se.