DK164711B

DK164711B - REGULATOR FOR A FLOW MACHINE

Info

Publication number: DK164711B
Application number: DK537287A
Authority: DK
Inventors: Miroslav Nypl; Rainer Nuernberger
Original assignee: Gutehoffnungshuette Man
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1992-08-03
Also published as: YU184587A; SE8703833L; NL193328B; DK537287A; DK164711C; NL8702069A; NL193328C; DE3635037C2; ATA272087A; SE464985B; SE8703833D0; AT391564B; DE3635037A1; DK537287D0

Description

iin

DK 164711 BDK 164711 B

Opfindelsen angår en regulator til påvirkning af en eller flere regulatororganer i en fluidførende ledning i en strømningsmaskine, især en dampturbine, med en indgang til indstillingsværdibegrænsning opadtil og en indgang til ind-5 stillingsværdibegrænsning nedadtil.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to a regulator for actuating one or more regulator means in a fluid-conducting conduit of a flow engine, in particular a steam turbine, with an input value setting limit upwards and an input value setting limit downwards.

Ved regulering af varmedamp- eller procesdampstrømine styrer regulatorens indstillingsværdi dampstrøramen gennem turbinen eller gennem en del af turbinen fra små til store dampmængder. De derved optrædende termiske spændinger gør 10 det nødvendigt kontinuerligt at begrænse indstillingshastigheden af regulatororganerne, såsom indstillingsventiler eller indstillingsklapper, modsvarende en ved spændingsfri tilstand eller modsvarende en ud fra en model udregnet tilladelig indstillingshastighed.When regulating a hot steam or process steam stream, the controller's setting value controls the steam stream frame through the turbine or through a portion of the turbine from small to large volumes of steam. The resulting thermal stresses make it necessary to continuously limit the setting speed of the regulating means, such as setting valves or adjusting valves, corresponding to an allowable setting speed calculated from a model without voltage or equivalent.

15 Det er eksempelvis kendt direkte at begrænse indstil lingshastigheden af regulatororganernes indstillingsdrev.For example, it is known to directly limit the setting speed of the adjusting drive adjusting means.

Det er en ulempe, at også små ændringer af indstillingsværdien kun kan udføres med begrænset hastighed.It is a disadvantage that even small changes to the set value can only be performed at a limited speed.

Det er således formålet med den foreliggende opfin-20 delse at tilvejebringe en regulator, hvormed hurtige ændringer af indstillingsværdien er mulig indenfor småsignal-området, medens den forud fastsatte begrænsning af indstillingshastigheden indenfor storsignalområdet virker uændret.Thus, it is the object of the present invention to provide a regulator by which rapid changes of the set value are possible within the small signal range, while the predetermined limitation of the set speed within the large signal range appears unchanged.

Det angivne formål opnås gennem opfindelsen ved, at 25 regulatorindgangen for den øvre indstillingsværdibegrænsning af den med en fastlagt værdi Δ forhøjede udgangsværdi er forbundet med en styret efterløbende integrator og at regulatorindgangen for den nedre indstillingsværdibegrænsning af den med en fastsat værdi Δ formindskede udgangsværdi 30 er forbundet med den førnævnte eller en anden styret efterløbende integrator. Gennem de ved opfindelsen tilvejebragte foranstaltninger kan der, indenfor et område omkring en midterste indstillingsværdi, hvilket område kan udvælges eller kan være forud givet ud fra en anden værdi, foretages 35 hurtige ændringer af indstillingsværdien svarende til en optimal reguleringsdynamik. Udover det forud fastlagte områdeThe stated object is achieved by the invention in that the regulator input for the upper setting value limitation of the output value with a fixed value Δ is connected to a controlled subsequent integrator and that the regulator input for the lower setting value limitation of the associated value Δ is reduced output value 30 with the aforementioned or other controlled after-flow integrator. Through the measures provided by the invention, within a range around a middle setting value, which range may be selected or may be predetermined from another value, 35 rapid changes to the setting value corresponding to an optimal control dynamic can be made. In addition to the predetermined area

DK 164711 BDK 164711 B

2 gående indstillingsværdiændringer forløber med den indenfor det tilladelige omfang begrænsede ændringshastighed.2 changes in the set value change proceed with the limited rate of change within the permissible scope.

En eksempelvis udførelsesform af opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på 5 hvilken: fig. 1 er et funktionsdiagram for en regulator med en styret, efterløbende integrator, fig. 2 er et funktionsdiagram af en regulator med to styrede, efterløbende integratorer.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which: FIG. 1 is a functional diagram of a controller with a controlled, running integrator; FIG. 2 is a functional diagram of a controller with two controlled, subsequent integrators.

10 1 er en regulator, hvis ene indgang påvirkes af et signal x^, som modsvarer differensen for den værdi, som skal reguleres, f.eks. dampgennemstrømningen. Udgangssignalet fra regulatoren 1 føres på den ene side som indstil 1 ingsvær-disignal y over ledningen 2 til drevet (som ikke er nærmere 15 angivet) på et regulatororgan, som en regulatorventil, en regulatorklap eller lignende indretning, og på den anden side over ledningen 3 uden forsinkelse til den ene indgang på en styret, efterløbende integrator 4. Udgangssignalet fra integratoren 4 føres over ledningen 5 uden forsinkelse 20 til den første indgang på et additionsled 6, hvis anden indgang tilføres den fra en blok 12 A tilvejebragte værdi + Δ uden forsinkelse over ledningen 7. Udgangen fra additionsleddet 6 er over ledningen 14 forbundet med indgangen Έ0 til begrænsning af indstillingsværdien opadtil. Udgangs-25 signalet fra integratoren 4 ledes yderligere over ledningen 9 til positivindgangen på et additionsled 10, hvis negativ-indgang over ledningen 11 er forbundet med udgangen på en blok 12B, hvorfra tilvejebringes værdien -s-A. Udgangen på additions leddet 10 er over ledningen 13 forbundet med ind-30 gangen Eu til begrænsning af indstillingsværdien nedadtil.10 1 is a regulator whose single input is influenced by a signal x ^ which corresponds to the difference of the value to be controlled, e.g. steam flow. The output of the controller 1 is transmitted, on the one hand, to set a response value signal y across the line 2 to the drive (which is not specified) on a regulating means, such as a control valve, a regulator flap or similar device, and on the other hand over the line 3 without delay to one input of a controlled, running integrator 4. The output of integrator 4 is passed across line 5 without delay 20 to the first input of an addition link 6, the second input of which is supplied with the value provided by a block 12 A + Δ without delay over conduit 7. The output of the addition conduit 6 is connected above conduit 14 to the input Έ0 to limit the setting value upwards. The output 25 of the integrator 4 is further passed across line 9 to the positive input of an addition line 10, the negative input of line 11 being connected to the output of a block 12B from which the value -s-A is provided. The output of the addition link 10 is connected above the line 13 to the input Eu for limiting the setting value downwards.

Den førnævnte styrede, efterløbende integrator 4 er et apparat eller en koblingsindretning, hvis udgangsværdier følger indgangsværdierne med en udefra forud fastlagt hastighed. Integratoren 4 er tilvejebragt med to yderligere 35 indgange til styreværdien (tilladelig transient opad) xwl og til styreværdien (tilladelig transient nedad) xw2, idetThe aforementioned controlled, running integrator 4 is an apparatus or coupling device whose output values follow the input values at an outside predetermined speed. The integrator 4 is provided with two additional inputs to the control value (allowable transient downward) xw1 and to the control value (allowable transient downward) xw2, with

DK 164711 BDK 164711 B

3 de udefra tilførte styreværdier xwi og xw2 fastlægger den tilladelige integrationshastighed (ændringshastighed af udgangsværdien) opad henholdsvis nedad. Opbygningen af en styret, efterløbende integrator 4 er i sammenhæng med en 5 udefra tilført styreværdi xw kendt fra DE offentliggørelsesskrift 35 00 482.3 the control values xwi and xw2 supplied from the outside determine the permissible integration speed (change rate of the output value) upwards and downwards respectively. The construction of a controlled, subsequent integrator 4 is known in conjunction with an outside value of control value xw from DE publication specification 35 00 482.

Der kan også anvendes flere styrede, efterløbende integratorer. Eksempelvis kan, som vist i fig. 2, additionsleddet 10 også være forbundet med udgangen på en separat, 10 dvs. en af integrator en 4 uafhængig integrator 4'. I dette tilfælde påvirkes hver af integratorerne med de to styrevær-dier xwl, xw2.Several controlled, subsequent integrators can also be used. For example, as shown in FIG. 2, the addition link 10 may also be connected to the output of a separate 10, ie. one of integrator a 4 independent integrator 4 '. In this case, each of the integrators is affected by the two control values xwl, xw2.

Den til signalet fra integratoren 4 adderede værdi A og den fra signalet fra integratoren subtraherede værdi A 15 fastlægges alt efter reguleringsopgaven således, at spontane indstillingsværdiændringer af regulatoren omkring værdien Δ kan tolereres af reguleringsområdet eller af de af reguleringsværdien umiddelbart påvirkede parametre.The value A added to the signal from the integrator 4 and the value A 15 subtracted from the signal from the integrator is determined according to the control task so that spontaneous setting value changes of the controller around the value Δ can be tolerated by the control range or by the parameters immediately affected by the control value.

Ved dampturbineregulering tilvejebringes værdien Δ 20 f.eks. således, at indstillingsværdiændringer < Δ fra en ligevægtstilstand ikke fører til en for stor termisk belastning af dampturbinehuset. Skal større indstillingsværdiændringer gennemføres på grund af referenceværdiændringer eller reguleringsværdiændringer, kan indstillingsværdien 25 omkring størrelsen Δ spontant forandres, medens derpå følgende yderligere ændringer kun kan ske så hurtigt, at de forløber langs spændingsgrænsen.For steam turbine control, the value Δ 20 is obtained e.g. so that setting value changes <Δ from an equilibrium state do not lead to excessive thermal loading of the steam turbine housing. If larger set value changes are to be made due to reference value changes or set value changes, the set value 25 around the magnitude Δ can change spontaneously, while the subsequent additional changes can only occur so quickly that they run along the voltage limit.

Værdierne + A og -f A kan også ved dertil egnede anvendelsestilfælde være forudfastsat som variable parametre.The values + A and -f A can also be predetermined as variable parameters in suitable use cases for this purpose.

3 0 De kan også ved en matematisk funktion være forbundet med den tilladelige indstillingsværdiændringshastighed.They can also be associated with the permissible set value change rate by a mathematical function.

Det ved opfindelsen tilvejebragte anlæg kan også anvendes ved regulering af ydelsen fra en strømningsmaskine, hvis en begrænsning af ændringer i arbejdsmiddel-massestrøm 35 er ønskelig.The system of the invention may also be used in controlling the performance of a flow machine if a restriction of changes in working-mass flow 35 is desired.

Et andet anvendelsestilfælde vil være regulering afAnother use case would be regulation of

DK 164711 BDK 164711 B

4 pumpebegrænsningerne i kompressorer, hvor der opstår vanskeligheder, når reguleringen af grænserne griber ind. Med den ved opfindelsen tilvejebragte indretning kan overgås til begrænset indstillingshastighed allerede før man når til 5 grænsekurve, således at indgreb fra grænseregulatoren kan tilvejebringes blødere.4 The pump restrictions in compressors, where difficulties arise when the control of the limits intervenes. With the device provided by the invention, it is possible to switch to a limited setting speed even before reaching the 5 limit curve, so that intervention from the limit controller can be softer.

Den ved opfindelsen tilvejebragte reguleringsudformning virker som følger: I udlignet tilstand er indstillingsværdien for regu-10 latoren 1 og udgangsværdien fra integratoren 4 henholdsvis udgangsværdien fra integratoren 4,4' lige store, således, at indstillingsværdien ved hurtige svingninger (ændringer) af reguleringsværdien eller føringsværdien kan følge den ønskede dynamik af regulatoren, indtil de - på udgangen af 15 integratorerne 4,4' tilvej ebragte - grænseværdier + Δ eller -ί- A er nået. Udgangen af integratoren henholdsvis af integratorerne følger reguleringsindstillingsværdierne med den tilladte hastighed og antager herved en middelværdi af indstillingsværdien og begrænser ved indstillingsværdiændringer, 20 som ville nå ud over værdierne ±A, indstillingshastigheden til den i integratoren tilvejebragte tilladelige ændrings-hastighed, henholdsvis til de i integratorerne tilvejebragte tilladelige ændringshastighed.The control design provided by the invention works as follows: In the equalized state, the set value of the controller 1 and the output value of the integrator 4 and the output value of the integrator 4,4 ', respectively, are equal, so that the set value at rapid oscillations (changes) of the control value or the guide value can follow the desired dynamics of the controller until - at the end of the 15 integrators 4,4 'provided - limit values + Δ or -ί- A are reached. The output of the integrator or integrators, respectively, follows the control setting values at the permissible speed, thereby assuming a mean value of the setting value and, by setting value changes 20, which would exceed the values ± A, the setting speed of the permissible integrator speed of the integrator and the permissible change rates respectively. provided allowable rate of change.

Claims

1. A regulator for actuating one or more regulating means in a fluid-conducting conduit of a flow engine, in particular a steam turbine, with an upward adjustment of the value setting and a downward adjustment of the value setting, characterized in that the regulating input for the upper limit of setting values is applied. with a set value (Δ) increased output value from a controlled, running integrator (4) and the regulator-10 input for lower limiting setting values is applied to the reduced output value from the aforementioned (4) or another controlled, post-run integrator (41).

Regulator according to claim 1, characterized in that the determined value (Δ) constitutes 10% of the output value of the controlled, running integrator (4) and of the output values of the controlled running integrators (4, 4 ') respectively.