FI118929B - Menetelmä, järjestelmä ja ohjausyksikkö kattilan syöttövesivirtauksen säätämiseksi - Google Patents

Description

118929

Menetelmä, jäijestelmä ja ohjausyksikkö kattilan syöttövesivir-tauksen säätämiseksi

Keksinnön tausta 5 Keksintö liittyy voimalaitoksiin ja erityisesti höyryvoimalaitoksiin, joi den turbiinia pyörittää kuuma vesihöyry.

Syöttövesivirtauksen säätö

Voimalaitoksen toiminnan kannalta on tärkeää, että kattilaan tulevan 10 veden syöttö on mahdollisimman häiriötöntä ja varmistettua. Tämän vuoksi vesi varastoidaan ennen varsinaista lämmitysprosessia syöttövesisäiliöön. Syöt-tövesisäiliön tarkoituksena on turvata se, että kattilan lieriössä on vettä kaikissa tilanteissa. Kattilan lieriön tilavuus ei ole kovin suuri, minkä vuoksi lieriön vesimäärän säädön on toimittava moitteettomasti ja estettävä esimerkiksi iieri-15 ön pinnan laskeminen nk. kuivakeittorajan alapuolelle. Häiriöistä seuraa tehon vaihtelua, joka aiheuttaa muutoksia lieriön paineeseen ja sitä kautta sen pin-nanmittaukseen.

Syöttövesipumppu syöttää jatkuvasti vettä lieriöön. Syöttövesivirtauksen säätö on toteutettu tunnetussa tekniikassa kattilan lieriön pinnankorkeu-: V 20 teen perustuen. Aikaisempien säätöjen hyvyyttä onkin arvioitu lähinnä sillä :T: kuinka hyvin kattilan lieriön pinta pysyy paikoillaan.

: Yksipistesäädössä mitataan lieriön vedenpinnan korkeus ja säätö ··♦ ♦ : suoritetaan lieriön vedenpinnan mukaan. Kaksipistesäädössä säätöön vaikut- : .·. taa säiliön vedenpinnan lisäksi syöttöveden virtaus. Kolmipistesäädössä sää- "··’ 25 töön vaikuttaa lieriön vedenpinnan korkeus, lieriöstä lähtevä höyryvirtaus ja • · syöttöveden virtaus.

.. Perinteisesti höyrykattilassa on käytetty kolmipistesäätöä. Tunnetut * · · säätöjärjestelmät ovat sinänsä kyllä toimivia, mutta käytännössä ne yliohjaavat tai aliohjaavat syöttöveden virtausta jatkuvasti, sillä voimalaitoksessa tällaisen 30 säädön aikavakiot ovat suuria. Keskiarvoisesti esitettynä tunnetun tekniikan • « ····. mukaiset säädöt näyttävät antavan hyviäkin säätötuloksia, mutta yhden syklin aikainen heilunta voi olla merkittävää. Tunnettujen säätöjen ongelmana onkin • · · *·* [ säädön epävakaus, heilunta ja epästabiilisuus.

• · 2 118929

Ruiskujen virtaussäätö

Voimalaitoksessa syöttövesi pumpataan syöttövesisäiliöstä kattilan lieriöön. Lieriöstä vesi johdetaan luonnonkierrolla tulipesän seinien jäähdytys-putkiin, joissa syntynyt höyry erotetaan lieriön pisaraerottimessa. Siitä höyry 5 ohjataan useampivaiheiselle tulistimelle, jossa lämpötilan säätö tapahtuu tulis-tinvaiheiden välissä ruiskutusjäähdyttimillä. Ruiskutusvetenä käytetään kattilan syöttövettä.

Ruiskutuksen tarkoituksena on pitää yllä haluttu höyryn loppulämpö-tila sekä vaimentaa prosessin häiriöistä johtuvia lämpötilan nopeita muutoksia. 10 Säätö voidaan lukea nk. kriittisten säätöjen joukkoon, koska kattilan teho määräytyy pitkälti juuri höyryn lämpötilan ja massavirran mukaan. Myös kattilan turvallinen ajo edellyttää höyryn lämpötilan tarkkaa säätöä, sillä liian nopeat lämpötilanvaihtelut voivat heikentää ratkaisevasti höyryputkiston kestävyyttä. Turbiini saattaa myös vaurioitua, mikäli lämpötila muuttuu liian nopeasti. Lisäk-15 si on pidettävä huolta siitä, että turbiiniin ei tule vesipisaroita, koska nämä aiheuttavat voimakasta kulumista.

Kattilassa on oltava riittävä määrä tulistimia, jotta sitä voidaan ajaa myös osakuormalla. Tällöin höyryn määrää on lisättävä ruiskutusvedellä. Sellaista tilannetta, jossa viimeisen ruiskun osuus höyryn lämpötilan säädöstä on 20 merkittävä, on vältettävä. Tällöin pienikin virhe säädössä näkyy heti höyryn ·1 ·** loppulämpötilassa.

»·1 : Tulistetun höyryn lämpötilan säätö on haasteellista pitkistä aikavaki- • · * öistä ja erityisesti biokattiloissa epäsäännöllisestä polttoaineen syötöstä johtu- en. Kattilalaitoksen balansoinnin kannalta ruiskutussäätö on yhtä tärkeä kuin • 25 lieriön pinnan säätö. Värähtelevä ruiskutussäätö vaikuttaa tulistimien kes-··♦ · toikään ja ääritapauksissa höyryputkiston ja turbiinin kestoikää lyhentävästi. Vesitaseessa tapahtuvat massavirran muutokset ovat merkittävä häiriötekijä kattilan painesäätöön ja sitä kautta polttoainesäätöön ja nämä yhdessä saatta- • ♦ · vat vahvistaa häiriötekijää voimalaitosprosessiin.

• ♦ *:1 30 ♦ ♦ • · « • ·♦ • « ··· • · * · ·1» • ·♦ • · ♦ • » · # ♦ 3 118929

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestelmä ja ohjausyksikkö siten, että yllä mainittuja ongelmia saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä, järjestelmällä ja 5 ohjausyksiköllä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Yksi keksinnön kohde on varustaa menetelmä kattilan syöttövesivir-tauksen säätämiseksi.

10 Toinen keksinnön kohde on varustaa järjestelmä kattilan syöttö- vesivirtauksen säätämiseksi.

Kolmas keksinnön kohde on varustaa ohjausyksikkö kattilan syöttö-veslvirtauksen säätämiseksi.

Keksinnössä syöttövesivirtaus pyritään pitämään mahdollisimman 15 tasaisena. Vaikka lieriön pinta olisi korkealla, ei syöttöveden virtausta vähennetä kuitenkaan voimakkaasti. Jos syöttövettä vähennettäisiin voimakkaasti, kiehuminen lieriössä voimistuisi, jolloin höyrykuplat syrjäyttäisivät lisää vettä, ja pinta nousisi. Keksinnön mukainen menetelmä ei säädä lieriön pintaa, vaan hyödyntää lieriön pintatietoa syöttövesivirtauksen säädössä rajoitetusti. Kek- , 20 sinnön mukainen säätö perustuukin taselaskentaan. Taselaskennan avulla • · · : saapuvan syöttöveden massavirta pyritään pitämään samana kuin lieriöstä läh- v : tevän höyryn massavirta.

• · i.i: Menetelmässä poistetaan lieriön pinnan säädöstä kolmipistesäädön periaatteellinen virhe, jossa pinnan korkeudella on virheellisesti liian suuri mer-: 25 kitys. Pinnan korkeudella on keksinnön mukaisessa menetelmässä jä järjes- telmässä säätöä avustava merkitys. Keksinnön mukainen menetelmä ottaa ·· · huomioon, että lieriön pinnankorkeuden muutokset riippuvat myös höyrykup- . v. lien määrästä ja tiheydestä höyrystimessä.

• · «

Keksinnön mukaisen ohjausyksikön ohjelmisto ei ole järjestelmäriip- *:** 30 puvainen. Ohjelmisto voi toimia olemassa olevassa automaatiojärjestelmässä • · \*·· tai itsenäisesti esim. JAVA-sovelluksena. Keksinnön mukainen ohjelmisto muuttaa ruiskutussäädöt ja lieriön pintasäädön matemaattisiksi malleiksi, jotka .·!·. eivät ole parametririippuvaisia.

« · · ] . Menetelmä on automaattisesti itseoppiva ja sen avulla stabiloidaan 35 prosessia, jolloin kattilan ylösajoissa voidaan oleellisesti pienentää energia-hukkaa ja parantaa laitoksen käytettävyyttä sekä vähentää päästöjä.

4 118929

Tasesäätömenetelmän kehitys lähti liikkeelle oivalluksesta kehittää vesien syöttöjärjestelmää biokattilalaitoksessa. Siellä oli suuria vaikeuksia, etenkin käynnistysvaiheessa, jolloin lieriö käsin ohjattuna aiheutti tahattomia alasajoja. Useiden polttoaineiden käyttö lisäsi myös hankaluuksia, koska perin-5 teiset säädöt viritetään toimimaan tietyillä kiinteillä toimintapisteillä, eivätkä nämä säädöt huomioi oppimalla eri tilanteiden muutoksia.

Biokattilassa polttoaineen lämpöenergian määrä vaihtelee huomattavasti, sillä kattilassa poltetaan samanaikaisesti sekä hiiltä, että puu- ja met-sätähteitä ja turvetta. Kattilan toiminnan kannalta on ensiarvoisen tärkeää, että 10 kattila toimii vakaasti, eikä siihen tule kovin suuria ja kuluttavia huojuntoja.

Seisokkien jälkeen ylösajoissa joudutaan tilanteisiin, joissa kattilaa pitää tuulettaa toistuvasti ja se joudutaan käynnistämään uudelleen öljyllä. Kat-tilavesikierron häiriöt, kuten lieriössä tapahtuva kuohahdus aiheuttivat tahattomia alasajoja, jolloin oli lähdettävä aina nollatilanteesta. Lieriökattilassa tapah-15 tuu veden ja höyryn tilavuuden vaihteluita, jotka aiheuttavat vesitaseeseen merkittäviä massavirran muutoksia. Nämä ovat häiriötekijöitä kattilan pai-nesäätöön ja sitä kautta polttoainesäätöön ja yhdessä ne saattavat vahvistaa häiriöitä voimalaitosprosessissa.

Lieriön tilavuus, pinnan mittauksen labiilisuus sekä perinteinen kol-20 mipistesäätö, jolla lieriön pintaa hallitaan, eivät aina kykene säätämään tilantei-.. . ta, joita esiintyy vaikeasti hallittavissa kattilaprosesseissa. Lieriön pinnan mit- taus on siis joissain tilanteissa labiili ja kun syöttövettä lisätään, niin kiehumi- • · ♦ I**,* nen vähenee ja pinnanmittaus tulkitsee tämän lieriön pinnan laskuna, vaikka :·:: todellisuudessa vettä on lisätty.

« : 25 Ylösajossa höyrystymisen alkaessa lieriön pinta myös karkaa hel- : posti, ja nopeassa kuormanmuutoksessa tapahtuu ns. "kuohahdus”. Tämä voi johtaa turvalaukaisuun ja polttimet sammutetaan, jonka jälkeen palamattomat kaasut on tuuletettava pois kattilasta, jolloin kattila myös jäähtyy ja varattu energia on tuuletettu taivaan tuuliin. Öljyä poltettaessa taloudelliset menetykset .···. 30 ja päästöt ovat isoja. Esimerkiksi ensimmäinen käynnistys tasesäätömenetel- T mällä säästi noin 60 000 litraa öljyä kyseisen voimalaitoksen aikaisempiin V·: käynnistyksiin verrattuna.

«··

Keksintö hyödyntää nykyaikaisten ohjausjärjestelmien laskennallisia ominaisuuksia siten, että kyetään hallitsemaan kattilan suljettua kiertovesipiiriä 35 ja että kaikki eri tilanteet ja ilmiöt voidaan ottaa huomioon ja "opettaa” ne sää-töjärjestelmälle.

118929 5

Tasesäädön konseptiin liittyy luonnollisesti myös ruiskusäätöjen hallinta. Perinteisesti tulistimien ruiskuventtiilejä ohjaa lämpötilasäädin. Nykyisin lämpötila mitataan tulistuksen jälkeen, jolloin säätötapahtuma on aina myöhässä ja tämä saa aikaan huojuntaa säädöissä.

5 Esimerkkinä yhdessä kattilassa havaittiin ruiskujen huojunnan vai kuttavan höyryntuottoon jopa 5 kg/s, joka on 2,5% kattilan tehosta. Tasesää-döllä toteutettiin matemaattinen malli, jolloin tulistimiin ruiskutettava vesimäärä on aina lähellä oikeaa.

Ruiskutussäätöjen laskentamalli on itseoppiva ja se myös koijaa 10 säätöventtiileissä esiintyvän ja mahdollisesti muuttuvan epälineaarisuuden. Lisäksi havaittiin myös, että jäännöshapen keskihajonta puolittui 0,8:sta 0,4:ään, eli vaikutus näkyy suoraan päästöjä vähentävästi. Tasesäätö vakauttaa prosessia ja lisää turvallisuutta vähentämällä hätätapaus-alasajoja. Suunnittelematon alasajo on aina turvallisuusriski, koska prosessi on tällöin hetken täysin 15 hallitsemattomassa tilanteessa.

Voimakattilahan on käytännössä perustoiminnoiltaan hidas, mutta sielläkin tapahtuu hyvin nopeita muutoksia varsinkin lieriössä. Säätimen toiminnot on saatava toimimaan nopeasti, ja näiden parametrien yhteen saaminen optimaalisesti on tärkeää. Keksinnön mukainen menetelmä ei ole perin-20 teistä säätötekniikkaa, vaan parametrien ohjaamisen niputtamista.

.. . Merkittävää on, että sama menetelmä toimii kaikissa lieriökattiloissa • · · **...·1 polttoaineesta riippumatta. Menetelmä toimii erityisen hyvin myös biokattilois- • · · /*.1 sa, joissa polttoaineen laatu vaihtelee huomattavasti, j" : Keksinnön mukaisella tasesäätöohjelmistolla myös kattilan ylösajo : 25 voidaan hoitaa automaattisesti. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan ιοί.: * teuttaa kaikissa kattiloissa, joissa on nykyaikainen tietokonepohjainen ohjaus- :***: järjestelmä, oli kattilatyyppi sitten mikä tahansa. Menetelmä sopii siis kaiken tyyppisiin kattilalaitoksiin; jätteenpoltosta soodakattiloihin.

Kattilan ylösajo tapahtuu raskaalla polttoöljyllä ennen kuin kiinteään .1··. 30 polttoaineen polttoon voidaan siirtyä. Tasesäätö on menetelmä lieriökattiloiden • · [·1' ylös- ja alasajon nopeuttamiseksi sekä höyryntuotannon vaihtelujen tasaami- seksi polttoaine- ja tehotransienteissa sekä säätöjen huojunnasta aiheutuvien *•1 laite- ja tuotantokustannusten pienentämiseksi.

• ·· * · · • a · • · 6 118929

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 esittää periaatekuvion voimalaitoksen vesi-höyry -taseen 5 säädöstä ja yhden ruiskutusveden säädöstä;

Kuvio 2A esittää tuiistimien ruiskusäädön rakennetta ja toimintaa; Kuvio 2B esittää kuvion 2A mukaisen järjestelmän tuiistimien tulis-tusasteen laskennan esimerkin;

Kuvio 3 esittää syöttöveden ja tuorehöyryn massavirtojen vaihtelun 10 tavanomaisessa kolmipistesäädössä;

Kuvio 4 esittää syöttöveden ja tuorehöyryn massavirtojen vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 5 esittää lieriön pinnan vaihtelun tavanomaisessa kolmipistesäädössä; 15 Kuvio 6 esittää lieriön pinnan vaihtelun keksinnön mukaisessa ta sesäädössä;

Kuvio 7 esittää tasojen vaihtelun turbiinitripin aikana;

Kuvio 8 esittää lieriön pinnan tason vaihtelun turbiinitripin aikana; Kuvio 9 esittää käytetyn öljymäärän turbiinitripin aikana; ... 20 Kuvio 10 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun • « m :4>** perinteisellä kolmipistesäädöllä; : Kuvio 11 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun • » : keksinnön mukaisessa tasesäädössä; ;.· : Kuvio 12 esittää tilanteen perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaili*: 25 sella tasesäädöllä, jossa laitoksen tehoa on alennettu yön ajaksi; :***: Kuvio 13 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun perin teisellä säädöllä;

Kuvio 14 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun keksin- • · · .·*·· nön mukaisessa tasesäädössä; • · * • · **’ 30 Kuvio 15 esittää esimerkin höyryn lämpötilojen vaihteluista tavan- • m :.**i omaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 16 esittää esimerkin sekundäärisen ruiskun ruiskutusmäärien .···, vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa ta- • · · sesäädössä; 35 Kuvio 17 esittää esimerkin kattilan savukaasujen Ortasoista tavan omaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä; 7 118929

Kuvio 18 esittää esimerkin vaadituista maksimitehoista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä;

Kuvio 19 esittää esimerkin tehoeroista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä; 5 Kuvio 20 esittää esimerkin kattilan polttoainetehoeroista perinteisel lä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Viitaten kuvioon 1, jossa esitetään periaatekuvio voimalaitoksen vesi-höyry -taseen säädöstä ja yhden ruiskutusveden säädöstä.

10 KATTILAN VESI-HÖYRY -TASEEN SÄÄTÖ TASESÄÄTÖJEN RAKENNE

Lieriön 10 pinnansäätö perustuu lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran tasapainoon. Sen ytimen muodostaa kaksi säädintä, jotka ovat lieriön pintasäädin 11 ja syöttöveden virtaussäädin 12. Varsinainen prosessiin 15 vaikuttava ohjaus on pintasäätimen lähtö, jolla ohjataan sekä syöttövesiventtii-lejä 13 että syöttövesipumppua 14 ajotilanteesta riippuen.

PINTASÄÄTIMEN RAKENNE

:*·*: Lieriön pintasäädin 11 saa mittaukseksi lieriön pinnan korkeuden.

• ·

Lieriön pintasäätimen 11 remote-asetusarvo määritetään lieriön 10 paineen : .·. 20 funktiona seuraavalla kaavalla: t « ·

Ml I t · • · ·

!#J S j J

Γ!\ Κ = ^Ρι + 33^ >missä • · · Sr Q A 1 *3

··· · J J

Lsp =asetusarvo lieriön pintasäätimelle [mm] p, = lieriön paine [bar].

:Y: 25 • ·

Pintasäädin 11 voi olla joko remote- tai lokaali-tilassa. Lokaali- ··* tilassa operaattori voi antaa halutun asetusarvon. Remote valinnalla asetusar-*;.]· vo tulee kattilan ominaisuuksien mukaan asetetusta pisteparitaulukosta. Pin- ·«* tasäädin 11 ja virtaussäädin 12 toimivat inkrementti-moodissa. Tämä tarkoitti*: 30 taa, että uudesta säätimen laskemasta ohjauksesta vähennetään edellinen oh- ·:**· jaus ja tämä erotus lisätään takaisinluettuun ohjaukseen.

118929

O

con = Δ con + conb ,missä con = uusi ohjaus Aeon = ohjauksen muutos 5 conb = takaisinluettu ohjaus

Takaisinluettu ohjaus eli conb saa joka suorituskerralla arvoksi nollan, eli säätimen lähdöksi luetaan suoraan ohjauksien muutos.

Pintasäätimen 11 ohjaus on sekä maksimi- että minimirajoitettu. Viγιο taussäätimen 12 eroarvon ollessa tiettyä prosessikohtaista arvoa pienempi ja lieriön pinnan ollessa tiettyä arvoa suurempi, maksimirajoltetaan pintasäätimen 11 ohjaus arvoon -0,03. Kriittisen eroarvon suuruus riippuu puolestaan lieriön 10 paineesta seuraavasti: 15 e fr =-15, kun lieriön paine p, £ 3 bar e fr = -20, kun lieriön paine p, < 3 bar.

Silloin kun toinen tai molemmat säätöventtiileistä 13 ovat automaatilla ja niiden jälkeinen sulkuventtiili kiinni, rajoitetaan tästä tietyn ajan, esimer-20 kiksi 300 sekunnin kuluttua, pintasäätimen 11 ohjauksen maksimi nollaan. Täl-löin myös pintasäätimen 11 minimi on rajoitettu nollaan, eli säädin ei säädä.

• I

Jos lieriön 10 pinta on yli raja-arvon, esimerkiksi 350 mm, rajoite-.* / taan pintasäätimen 11 lähtö arvoon -1. Silloin siis venttiiliä ajetaan kiinni no- |*V peudella 1%/suorituskierros.

••s * 25 Tilanteessa, jossa kattilassa ei ole tulta, syöttöveden virtaus on yli !.:: 30 kg/s ja lieriön pinta on alle 350 mm, rajoitetaan pintasäätimen 11 lähdön ··· maksimi nollaksi. Pintasäätimen 11 ohjauksen minimirajana toimii normaalisti suoraan virtaussäätimen 12 ohjaus.

• · • · ·

*.\Y VIRTAUSSÄÄTIMEN RAKENNE

• ♦ • · 30 Virtaussäädin 12 on aina silloin automaatilla kun pintasäädinkin 11.

Se on aina remote-tilassa, eli operaattori ei voi asettaa asetusarvoa, vaan se • ·· tulee laskennan kautta. Virtaussäädin 12 saa mittaukseksi suoraan syöttöve-den virtauksen. Virtaussäätimen 12 asetusarvo saadaan seuraavalla lasken- • · · nalla. Jos tuli on kattilassa, käytetään asetusarvon laskennan lähtökohtana lie- • · 9 118929 riön 10 massavirran tasetta, eli sitä mitä lieriöstä 10 lähtee ja mitä sinne tulee. Jos tulta ei ole kattilassa, laskennassa on vain syöttöveden massavirta.

mloul = m,h - - mn2 + .missä 5 mlout = lieriöstä lähtevä massavirta [kg/s] m,h = tuorehöyryn massavirta tulistinten jälkeen [kg/s] mM = primääriruiskujen massavirta [kg/s] m„2 =sekundääriruiskujen massavirta [kg/s] mup = lieriön ulospuhalluksen massavirta [kg/s].

10

Edellä lasketusta lieriöstä 10 lähtevästä massavirrasta samoin kuin lieriöön 10 tulevasta massavirrasta lasketaan määrätyltä ajanjaksolta, esimerkiksi 15 minuutin ajanjaksolta, keskiarvoja nämä vähennetään toisistaan. Laskentaan summataan pieni luku, jonka arvo riippuu lieriön pintasäätimen 11 15 eroarvosta. Jos tämä eroarvo on suurempi tai yhtä suuri kuin -120 mm, summattava arvo on 3 kg/s, jos taas pienempi kuin -120 mm, arvo on 12 kg/s. On huomattava, että eroarvon raja-arvot ja summattavat arvot voivat vaihdella kyseessä olevan prosessin mukaan. Kaava on seuraava: 20 = «Μ* - + < .missä ·· * • ♦ · ^kaerom lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvo- * · · • · · jen lisävedellä korjattu erotus [kg/s] : Mkaiout = lieriöstä lähtevä 15 min. keskiarvo [kg/s] : 25 mmin = lieriöön tuleva 15 min. keskiarvo mh =lisävesi (3 tai 12) [kg/s].

··· ♦ · • t ··«

Seuraavaksi hetkellisestä lieriöstä lähtevästä massavirrasta vähen-netään massavirtaerotuksen keskiarvo: • m »•t _ _ 30 ™sp = rhlout - .missä • · · • * * • · *·« msp =virtaussäätimen asetusarvo [kg/s] :T: mlout = lieriöstä lähtevä massavirta [kg/s] 35 = lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvo jen lisävedellä korjattu erotus [kg/s].

118929 10

Saatu arvo menee virtaussäätimen 12 remote-asetusarvoon. Säätö-venttiilien ollessa automaatilla ohjauksen minimi on rajoitettu seuraavan kaavan mukaan: 5 F = L -1 .missä contain con 9

Feon min =virtaussäätimen ohjauksen minimirajoitus

Lcon = lieriön pintasäätäjän ohjaus.

10 Virtaussäädintä 12 pakko-ohjataan silloin, kun molemmat syöttöve- den säätöventtiilit ovat käsiohjauksella tai kun lieriön 10 pinta on korkeampi kuin yläraja, esimerkiksi 280 mm. Virtaussäätimen 12 pakko-ohjauksen ollessa päällä, saa säätimen ohjaus arvoksi -1. Tämä kulkeutuu siten myös pintasää-timen 11 ohjauksen minimirajaksi. Massataselaskennan tarkoituksena on pitää 15 lauhde- ja syöttövesipiirin virtaukset tasaisena. Näin turvataan turbiinin ja generaattorin tasainen teho sekä vältytään vesi-höyry -piirin turhilta säätötoimenpiteiltä.

RUISKUJEN VIRTAUSSÄÄTÖ TULISTIMIEN RAKENNE

** * : V 20 Kuvio 2A esittää tulistimien ruiskusäädön rakennetta ja toimintaa.

• o v : Höyryn lämmitys tapahtuu yleensä useassa sarjaan asennetussa tulistimessa 20. Ne nimetään yleensä höyryn kulkusuunnan mukaan primääri-, sekundääri-jj': ja tertiääritulistimeksi. Höyry kulkee tulistinten 20 kautta kahta putkilinjaa (va- • ;·; sen ja oikea) myöten. Linjojen tasapainon varmistamiseksi ajetaan kattilaa ··· * .··*. 25 yleensä symmetrisesti, niin että molemmat linjat saavat suunnilleen saman lämpötehon. Höyryn lämpötilan säätö huolehtii siitä, että viimeisen tulistimen >Vi jälkeen linjoista tulee halutunlämpöistä höyryä. Lisäksi linjat on usein kytketty ristiin siten, että edellisen jakotukin oikeasta päästä mennään seuraavan jako-*·.··’ tukin vasempaan päähän ja päinvastoin. Tämä parantaa höyryn tasaista tulis- 30 tumista. Säätö koostuu siis kahdesta identtisestä kokonaisuudesta (vasen ja oikea höyrylinja). Ruiskujen ohjaus on toteutettu kaskadisäädöllä eli ylemmän t.|.a säätäjän ohjaus menee alemman tason säätäjän asetusarvoksi.

i · S

♦ • · 118929 11

YKSITYISKOHTAINEN RUISKUTUSSÄÄDÖN RAKENNE

Ruiskutussäädöt toimivat keskenään samalla tavalla. Ainoastaan kaskadin ylemmän tason säätäjälle operaattorin antama asetusarvo on eri suuruinen. Operaattori antaa asetusarvona halutun lämpötilan tulistimen jälkeen.

5 Yläsäätäjän ohjaus on rajoitettu sopivalle välille riippuen höyryn maksimimas-savirrasta. Tähän ohjaukseen summataan luku, joka lineaarisesti riippuu yläsäätäjän asetusarvon ja mittauksen eroarvosta. Summaus tehdään vain silloin, kun eroarvo ylittää tietyn raja-arvon.

Tämän lisäksi säätimen ohjaukseen summataan termi, joka on saa-10 tu lähtemällä liikkeelle ruiskutuksen energiataseesta. Lähtökohtana laskennassa on se, että pyritään määrittämään sekä mittauksilla että laskennallisesti se energiamäärä, jolla höyryn loppulämpötila saavuttaa sille asetetun asetusarvon. Käytännössä höyryn energiasisältöä siis lasketaan ennen viimeistä tulis-tusvaihetta ruiskuttamalla höyryn sekaan vettä.

15 Laskenta perustuu höyryn massavirran mittaukseen. Jotta mittaus olisi mahdollisimman luotettava, käytetään virtausmittaukseen lämpötila- ja painekompensointia. Höyryn massavirtamittaus on rajoitettu tietylle välille riippuen voimalaitoksen tehosta. Kertomalla höyryn massavirta sen käyrästöstä saadulla ominaislämpökapasiteetilla saadaan se energiamäärä tiettyä aikayk-20 sikköä kohti, joka muuttaa höyryn lämpötilaa yhden asteen verran. Seuraa-vassa on esitetty kyseinen kaava: ··· • · · • · ·

Qe = cmh .missä

• · S

• M · • ·

St* ;,:t! 25 Qc =energiavirta astetta kohti [kJ/s°C] * · · T.: c =tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [kJ/kg°C] mh =tuorehöyryn massavirta [kg/sj.

φ * :*v Energiavirralle astetta kohti suoritetaan kaksi laskentaa. Molemmat ··· 30 perustuvat siihen, mikä energiavirta olisi ruiskutusveden mukana höyryyn lisät-:\j tävä/vähennettävä, jotta saavutetaan sen haluttu loppulämpötila. Tämän lisäksi .*··.* toisen tehtävänä on huolehtia siitä, että höyryn lämpötila ei ylitä tulistimien ra- τ' kenteellista lämpötilaa, joka on tulistinkohtainen. Tätä laskentaa varten Qc :l!e *·*: voidaan antaa minimiraja. Tämä tehostaa ruiskun toimintaa.

35 12 118929

Laskenta suoritetaan seuraavalia kaavalla:

Qi * (T2 - Tr)Qc -missä 5 Q2 = energiavirta [kJ/s] T2 = lämpötila ruiskun jälkeen [°C]

Tr =tulistimen rakenteellinen lämpötila [°C]

Qc - energiavirta astetta kohti [kJ/s°C].

10 Energiavirralle suoritettava toinen laskenta käyttää höyryn lämpöti lan mittaukseen anturia, joka on ennen ruiskua. Lisäksi laskenta saa höyryn tavoitearvoksi lämpötilan, joka on saatu vähentämällä yläsäätimen aktiivisesta asetusarvosta höyryn tulistusaste. Se on höyryn massavirran funktio, ja riippuu tulistimen rakenteesta. Energiavirta saadaan siis kaavasta: 15 Ö, ={TX-T,)QC ,missä

Qj = energiavirta [kJ/s] Γ, =s lämpötila ennen ruiskua [°C1 20 Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C] Ö = energiavirta astetta kohti [kJ/s°CJ.

« · • · ♦ ·* • · « • « t Höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta lasketaan seuraavalia kaa- i’Y valla: « * · • · · :*·.* 25 ί” i Tt =Tspa -Tta .missä i·· « · • · V··

Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C] :Y: Tspa = lämpötilasäätimen aktiivinen asetusarvo [°C] 30 Γ = höyryn tulistusaste [°C], • · • · · • ·· .···] Edellä saadut energiavirrat summataan seuraavassa laskennassa, * · jotta saadaan se kokonaisenergiavirta, jolla höyryn energiaa tulee muuttaa sen M· V : tavoitelämpötilan saavuttamiseksi. Koska höyryn lämpötilaa muutetaan vesi- '***! 35 ruiskuilla, täytyy kokonaisenergiavirta muuttaa vielä veden massavirraksi käyt tämällä laskennassa veden energiasisältöä eli entaipiaa. Ruiskutusvesi ote- 13 118929 taan kattilan syöttövedestä. Jos laitoksen syöttöveden lämpötila on lähes vakio, voidaan sen entalpialle käyttää kiinteää arvoa. Jos sen sijaan syöttöveden lämpötila vaihtelee, joudutaan sen energiasisällön laskentaa varten mittaamaan syöttöveden lämpötila. Vaadittava ruiskutusveden massavirta saadaan 5 seuraavalla kaavalla: m = + .missä

K

mv - ruiskutusveden massavirta [kg/s] 10 QI2 = energiavirta [kJ/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kgj.

Saatu ruiskutusveden massavirta summataan säätäjän ulostulon ja sen eroarvosta laskettavaan lisätermiin, jotka edelleen summataan alasäätäjä-15 nä toimivan virtaussäätimen remote-asetusarvoon. Virtaussäätimen ulostulo ohjaa suoraan alueella 0-100 % ruiskutusveden säätöventtiiliä. Ruiskutusveden virtaussäädin saa mittauksena lämpötilakompensoidun ruiskutusveden vir-tausmittauksen. Tämä mittaus joudutaan suhteuttamaan tulistimen sekä vasemman- että oikeanpuoleisen ruiskutusventtiilin asentotiedolla silloin, jos vir-: v. 20 tausmittaus on yhteinen molemmille puolille.

···

V : RUISKUTUSSÄÄDÖN TULISTUSASTEEN OPETUS SÄÄDÖLLE

• · « « · ··*/ Ruiskusäädöt perustuvat matemaattisiin malleihin, joiden mukaan ··· : veden ja tuorehöyryn tiedetään käyttäytyvän. Koska prosessi ei ole koskaan !.!: kuitenkaan ideaalinen, tarvitaan mallien lisäksi säätimiä, jotka korjaavat malleja ·*.,.·* 25 ja parametreja. Esimerkiksi tulistimien tulistusaste muuttuu paitsi höyryn mas- savirran, myös ajan funktiona johtuen lähinnä likaantumisesta. Myös valmista-: V: jalta saatu tieto tulistumisasteesta voi poiketa siitä, mikä se todellisuudessa on.

• 9 .**·. Siksi on tarpeen opettaa säädölle, mikä tulistimen tulistusaste milloinkin on.

/ ( Tämä tapahtuu käyttämällä hyväksi lämpötilan koijaussäätäjän ulostuloa. Sen “ 30 poikkeaminen nollasta tarkoittaa sitä, että määritetty tulistusaste poikkeaa senhetkisestä todellisesta tulistusasteesta. Koska korjaussäätimen ohjaus on »*·*. suoraan summattava tekijä alasäätäjän asetusarvoon, voidaan siitä suoraan • laskea käyrän antaman ja todellisen tulistusasteen ero ko. höyryvirtauksella ja 14 118929 päivittää oikea tulistusaste taulukkoon. Opetus on syytä tehdä hitaasti, jotta saadut arvot ovat todellisia eivätkä johdu hetkellisistä häiriöistä.

Tulistusasteen opettaminen lähtee liikkeelle käytännössä päinvastoin kuin säätölaskenta. Nyt tiedettäessä lämpötilan korjaussäätimen ohjaus, 5 voidaan siitä laskea ko. ohjausta vastaavan höyryn lämpötilan muutos. Tällä muutoksella päivitetään säädön käyttöönottovaiheessa annettua tulistus-käyrää. Laskentakaava on seuraava: ATh = (mv hv) / (mh c) ,missä 10 ATh = säätimen laskeman veden massavirran aiheuttama muutos höyryn lämpötilaan [C] mv = säätimen laskema veden massavirta [kg/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg] 15 mh = säätimen laskema veden massavirta [kJ/kg] c = tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [KJ/kgC], Säädön käyttöönoton yhteydessä on annettu tulistimien suuntaa antavat arvoparit (x,y), jotka ovat siis höyryn massavirta ja höyryn lämpötilan 20 muutos tulistimessa. Määritetty höyryn massavirran alue on jaettu osiin siten, ··,·. että kukin määritetty piste on osan keskellä. Osia on esimerkissä neljä, mutta • · niiden lukumäärää ja leveyttä voidaan vaihdella käyttökohteen mukaan. Pisteet .***.’ voivat olla kuvion 2B mukaisesti esimerkiksi seuraavat. 60, 120, 180, ja 230 • · · j‘:,: kg/s. Jako on tällöin tehty seuraavasti: • · * ί·ί : 25 • · M : 30 kg/s < Höyryn massavirta < 90 kg/s ··· 90 kg/s < Höyryn massavirta <150 kg/s 150 kg/s < Höyryn massavirta <210 kg/s 210 kg/s < Höyryn massavirta < 250 kg/s.

so • Il ,* , Edellä esitetyn kaavan tuloksesta lasketaan 30 minuutin keskiarvo

f « I

samoin kuin tuorehöyryn virtauksesta. Laskentoja on sama määrä kuin on alu-*···: eitä. Kun lämpötilan muutoksen keskiarvossa tapahtuu muutos, Hipaisee se :7: laskennan, jossa käyrän antamaan tuiostusasteeseen lisätään edellisen kaa- ·...: 35 van lämpötilaeron keskiarvo. Kaava on seuraava: 15 118929

Tta=Tw+AThka ,missä

Tiu = höyryn uusi tuiistusaste [C]

Ttv = höyryn vanha tuiistusaste [C] 5 AThka = säätimen ohjauksen aiheuttaman höyryn lämpötilamuutok- sen 30 min keskiarvo.

Tämä laskenta suoritetaan vain sillä alueella, johon höyryn senhetkinen massavirta kuuluu. Tämä on esitetty kuviossa 2B. Jos höyryn massavirta 10 on esimerkiksi 70 kg/s, se kuuluu esimerkissä alueelle 30-90 kg/s. Sen alueen keskiarvoa vastaavaan tulistusasteeseen 40C° lisätään siis laskennasta saatu lämpötilan muutos. Uusi laskettu tuiistusaste ei kuitenkaan siirry käyrään sellaisenaan, vaan se suodatetaan ensimmäisen kertaluvun suodattimena siten, että muutos on rauhallinen.

15 Kuvio 3 esittää syöttöveden ja tuorehöyryn massavirtojen vaihtelun tavanomaisessa kolmipistesäädössä. Kolmipistesäädön ollessa käytössä havaitaan selvä siniaaltomainen vaihtelu syöttöveden massavirrassa. Vaihtelu on jopa 55 kg/s. Signaalilla on tietty prosessiviiveestä johtuva vaihesiirto.

Kuvio 4 esittää syöttöveden ja tuorehöyryn massavirtojen vaihtelun 20 keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Uudella tasesäädöllä ei ole havaittavis-sa kuvion 3 mukaista selvää siniaaltomaista vaihtelua syöttöveden massavir- • · rassa. Vaihtelu on tässä esimerkissä vain 12 kg/s.

Kuvio 5 esittää lieriön pinnan vaihtelun tavanomaisessa kolmipis- • · · y\: tesäädössä. Kolmipistesäädön ollessa käytössä havaitaan selvä siniaaltomai- ·« ί 25 nen vaihtelu lieriön pinnassa. Lieriön pinnan vaihtelu on jopa 275 mm.

: Kuvio 6 esittää lieriön pinnan vaihtelun keksinnön mukaisessa ta- ··· sesäädössä. Uudella tasesäädöllä ei ole havaittavissa kuvion 5 mukaista korkeaa siniaaltomaista vaihtelua lieriön pinnassa. Lieriön pinnan vaihtelu on täs-sä esimerkissä vain 110 mm.

· ·"·. 30 Kuvio 7 esittää tasojen vaihtelun turbiinitripin aikana. Turbiinia en- ··· .*. nen oleva venttiili sulkeutuu, jolloin höyryn massavirta loppuu. Paine lieriössä * · » nousee, jolloin kiehuminen lakkaa ja lieriön pinta laskee. Myöhemmin avataan *···: starttiventtiili, jolloin höyryn paine laskee, tapahtuu kiehumista ja lieriön pinta nousee.

9 35 Kuvio 8 esittää lieriön pinnan tason vaihtelun turbiinitripin aikana.

Kuviosta voidaan havaita, että lieriön pinta vaihtelee turbiinitripin aikana jopa 16 118929 noin 490 mm, mutta lieriön pinta pysyy koko tripin ajan hallinnassa, eikä se aiheuta muita trippejä. Tavanomaisella säädöllä turbiinitrippi aiheutti aina myös kattilatripin.

Kuvio 9 esittää käytetyn öljymäärän turbiinitripin aikana. Turbiinitri-5 pin jälkeen kiinteää polttoainetta ei voida käyttää, joten kattilaa lämmitetään öljyllä. Tällöin lieriön paine nousee, kiehuminen lakkaa ja lieriön pinta laskee. Kuvioista 7-9 voidaan havaita, että keksinnön mukaiset vesi-/höyrypiirit ovat stabiileja myös ajettaessa öljyllä ja polttoaineen katkosyötöllä.Kuvio 10 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun perinteisellä kolmipis-10 tesäädöllä ja kuvio 11 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Kuvioista voidaan havaita miten syöttöveden massavirran vaihteluväli on huomattavasti pienempi kuin kuvion 10 perinteisessä kolmipistesäädössä. Perinteisen säädön värähtely lisääntyy erityisesti käytettäessä epähomogeenisiä polttoaineita. Polttoaineen syötön 15 heilunta lisääntyy, koska sen avulla pyritään kompensoimaan syöttöveden heilunnasta johtuvaa paineenvaihtelua.

Kuvio 12 esittää tilanteen perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä, jossa laitoksen tehoa on alennettu yön ajaksi. Pienemmällä teholla ajettaessa on yleistä, että lieriön pinta on rauhattomampi kuin suurilla 20 tehoilla ajettaessa. Kuitenkin uudella tasesäädöllä tämä lieriön heilunta on mel-.. .t ko riippumatonta laitoksen tehosta.

Lieriön pinnat ovat esitettynä tässä 10 min keskiarvoina. Vanhalla • · · *·*/ säädöllä tässä havaitaan selvä siniaaltomainen heilunta, jonka säätö itse aihe- : uttaa. Uudella säädöllä tämä heilunta on huomattavasti pienempää ja se joh- • ♦ : 25 tuu pääasiassa polttoaineen epätasaisesta syötöstä.

* Kuvio 13 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun perin- teisellä säädöllä. Kuvio 14 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Tasesäädössä primäärisenä tavoitteena :v; on pitää höyryn energiasisältö halutussa arvossa. Vanha säätö perustuu suo- .···. 30 raan höyryn lämpötilan säätöön. Ruiskutusvesimäärän vaihtelu vaikuttaa tuo- [·'' tettuun höyrymäärään ja sitä kautta kattilan painesäätöön.

:.**i Kuvio 15 esittää esimerkin höyryn lämpötilojen vaihteluista tavan- t · * omaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Kuvi-osta voidaan selvästi havaita, että höyryn lämpötilojen vaihtelut ovat uudella 35 säädöllä selvästi vähäisempiä kuin tavanomaisessa säädössä. Höyryn lämpöti- • · 17 118929 lojen vaihtelut rasittavat tulistin- ja höyryputkia sekä vaikuttavat koko voimalaitoksen hyötysuhteeseen.

Kuvio 16 esittää esimerkin sekundäärisen ruiskun ruiskutusmäärien vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa ta-5 sesäädössä. 5 kg/s ruiskutus voi vastata esimerkiksi noin 2,5 %:ia kattilan tehosta, joten alhaisempi ruiskutusmäärä parantaa laitoksen hyötysuhdetta.

Kuvio 17 esittää esimerkin kattilan savukaasujen 02-tasoista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Höyry-kattilan vesitaseen balansoinnilla on suora yhteys polttoaineen määrän sää-10 töön ja siitä taas vaikutus kattilan savukaasujen CMasoon ja kattilan hyötysuhteeseen.

Kuvio 18 esittää esimerkin vaadituista maksimitehoista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä. Keksinnön mukaisen tasesää-dön vaatimat tehot ovat perinteistä säätöä alhaisemmat.

15 Kuvio 19 esittää esimerkin tehoeroista perinteisellä säädöllä ja kek sinnön mukaisella tasesäädöllä, kun syöttöveden massavirran vaihtelu on ± 10 kg/s tai ± 2 kg/s.

Kuvio 20 esittää esimerkin kattilan polttoainetehoeroista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä. Perinteisellä säädöllä tur-20 biinitehon vaihtelu on esimerkissä välillä 577,5 - 641,4 MW. Uudella tasesää- .. . döllä vastaava tehovaihtelu on esimerkissä 603 - 615,9 MW. Täten keksinnön · · mukaisen säädön avulla voidaan ajaa lähempänä maksimitehoa, jolloin myös • · 1 sähkötehon menetykset vähenevät.Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tek-: nilkan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin.

• · : 25 Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

··· ♦ · • · *·· « · • · · • · · * 1 ··· • 1 • I ··1 « • · • 1 · • · · • · «·· • 1 • · • · · • · · · • · · • · ·

Claims (9)

18 118929

1. Menetelmä kattilan syöttövesivirtauksen säätämiseksi, missä: - määritetään lieriöön tuleva massavirta - määritetään lieriöstä lähtevä massavirta, tunnettu siitä, että 5 menetelmässä: - lasketaan lieriöstä (10) lähtevän massavirran ja lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson arvojen keskiarvot τηΜοιύ, mmn - lasketaan lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus wteeroftiS vähentämällä lieriöstä lähtevän mas- 10 savirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvosta m,^BUt lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvo mja lisätään tähän erotukseen pintasäätimen (11) eroarvosta riippuva lisävesi mh, kaavalla: mkaerotus ~ mkahta ~ mkalin + mb> 15 - lasketaan virtaussäätimen (12) asetusarvo vähentämällä lieriöstä (10) lähtevästä massavirrasta massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus, kaavalla: 20 msp = mloul • · · • · · • · • · - asetetaan laskettu virtaussäätimen asetusarvo virtaussäädön uu- « φ · : deksi asetusarvoksi. • · ·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • * ♦ 25 tä, että ennakkoon määrätty ajanjakso on jokin arvo väliltä 10-40 min.

3. Patenttivaatimuksen 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lieriöstä (10) lähtevä massavirta mlout määritetään kaavalla: VV K* = mth - mM - mn2 + ήιψ • · · : 30 .·. : , missä mIout - lieriöstä lähtevä massavirta[kg/s] *·;·* mth =tuorehöyryn massavirta tulistinten jälkeen [kg/s] :T: mnX = primääriruiskujen massavirta [kg/s] ····· 35 mn2 =sekundääriruiskujen massavirta [kg/s] mup = lieriön ulospuhalluksen massavirta [kg/s]. 19 118929

4. Järjestelmä kattilan syöttövesivirtauksen säätämiseksi, järjestelmän käsittäessä: - ensimmäiset mittausvälineet määrittää lieriöön tuleva massavirta - toiset mittausvälineet määrittää lieriöstä lähtevä massavirta ja 5. virtaussäätimen (12), tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää edelleen ohjausyksikön, joka on sovitettu laskemaan lieriöstä lähtevän massavirran ja lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson arvojen keskiarvot mkahut , ^ kalin i 10. laskemaan lieriöstä (10) lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus /wtoero,u, vähentämällä lieriöstä lähtevän massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvosta mkohul lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvo mja lisäämään tähän erotukseen lisävesi mh, kaavalla: 15 mkaerolus = mkohut ~ mkalin + mh - laskemaan virtaussäätimen (12) asetusarvo vähentämällä lieriöstä (10) lähtevästä massavirrasta massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu 20 erotus, kaavalla: • · · • · p ~ ™hu! ~~ ^kaemim ' • « * • · · • · * • · : - lähettämään laskettu virtaussäätimen asetusarvo virtaussäädön • · : 25 uudeksi asetusarvoksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu sii- .*·*. tä, että lisäveden mharvo on lieriön pintasäätimen (11) eroarvosta riippuva. »»

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, tunnet-t u siitä, että ennakkoon määrätty ajanjakso on jokin arvo väliltä 10-40 min. .···. 30

7. Patenttivaatimuksen 4-6 mukainen järjestelmä, tunnettu **:** siitä, että lieriöstä lähtevä massavirta mlari määritetään kaavalla: • · • · · * ·· • · = mth --mn2 + mup m ·· • · t • · · 35. missä mloul = lieriöstä lähtevä massavirta[kg/s] 20 118929 m„, = tuorehöyryn massavirta tulistinten jälkeen [kg/s] mn,} =primääriruiskujen massavirta [kg/s] 2 =sekundääriruiskujen massavirta [kg/s] mlip -lieriön ulospuhalluksen massavirta [kg/s]

8. Ohjausyksikkö kattilan syöttövesivirtauksen säätämiseksi, tunnettu siitä, että ohjausyksikön käsittää: - välineet vastaanottaa mittaustietoja lieriöön tulevan massavirran ja lieriöstä lähtevän massavirran määrittämiseksi - ohjausvälineet virtaussäätimen asetustiedon lähettämiseksi 10 ohjausyksikön käsittäessä: - ensimmäisen toimilohkon laskemaan lieriöstä lähtevän massavirran ja lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson mittaustietojen arvojen keskiarvot , mkalln , - toisen toimilohkon laskemaan lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan 15 massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus mkacrolm vähentämällä lieriöstä lähtevän massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvosta mkahlll lieriöön tulevan massavirran ennakkoon määrätyn ajanjakson keskiarvo mkalln ja lisäämään tähän erotukseen lisävesi mh, kaavalla:

20 Mkaeram ~ ^kaloul ~ ^ katin ™lv i ... - kolmannen toimilohkon laskemaan virtaussäätimen asetusarvo • · · vähentämällä lieriöstä lähtevästä massavirrasta massavirran keskiarvojen lisä- ]·1 1 vedellä korjattu erotus, kaavalla: • ♦ · i 1 · • •I · 25 ήιψ = mhut -mkaerolm, * ohjausvälineiden ollessa sovitettuja lähettämään laskettu virtaussäätimen asetusarvo virtaussäätimen uudeksi asetusarvoksi. • · ·

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen ohjausyksikkö, tunnettu siitä, että toisen toimilohkon lisäveden mlvarvo on lieriön pintasäätimen (11) • · · .1·1. 30 eroarvosta riippuva. • 1 • · • tl * ·· • · • »· • · • • · · • · tl • · · I · · * 21 118929