FI119075B2 - Menetelmä, järjestelmä ja ohjausyksikkö kattilan ruiskutusta varten - Google Patents

Description

Menetelmä, järjestelmä ja ohjausyksikkö kattilan ruiskutusta varten

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy voimalaitoksiin ja erityisesti höyryvoimalaitoksiin, joiden turbiinia pyörittää kuuma vesihöyry.

Syöttövesivirtauksen säätö

Voimalaitoksen toiminnan kannalta on tärkeää, että kattilaan tulevan 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 lieriön 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-teen perustuen. Aikaisempien säätöjen hyvyyttä onkin arvioitu lähinnä sillä kuinka hyvin kattilan lieriön pinta pysyy paikoillaan.

Yksipistesäädössä mitataan lieriön vedenpinnan korkeus ja säätö suoritetaan lieriön vedenpinnan mukaan. Kaksipistesäädössä säätöön vaikuttaa säiliön vedenpinnan lisäksi syöttöveden virtaus. Kolmipistesäädössä säätöön 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 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. i

Ruiskujen virtaussäätö

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

Ruiskutuksen tarkoituksena on pitää yllä haluttu höyryn loppulämpö-tila sekä vaimentaa prosessin häiriöistä johtuvia lämpötilan nopeita muutoksia. 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. Lisäksi 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 merkittävä, on vältettävä. Tällöin pienikin virhe säädössä näkyy heti höyryn loppulämpötilassa.

Tulistetun höyryn lämpötilan säätö on haasteellista pitkistä aikavakioista ja erityisesti biokattiloissa epäsäännöllisestä polttoaineen syötöstä johtuen. Kattilalaitoksen balansoinnin kannalta ruiskutussäätö on yhtä tärkeä kuin lieriön pinnan säätö. Värähtelevä ruiskutussäätö vaikuttaa tulistimien kestoikään ja ääritapauksissa höyryputkiston ja turbiinin kestoikää lyhentävästi. Vesitaseessa tapahtuvat massavirran muutokset ovat merkittävä häiriötekijä kattilan painesäätöön ja sitä kautta polttoainesäätöön ja nämä yhdessä saattavat vahvistaa häiriötekijää voimalaitosprosessiin.

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 ohjausyksiköllä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patent- tivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Yksi keksinnön kohde on varustaa menetelmä kattilan ruiskutusta varten. Toinen keksinnön kohde on varustaa järjestelmä kattilan ruiskutusta varten. Kolmas keksinnön kohde on varustaa ohjausyksikkö kattilan ruiskutusta varten.

Keksinnön mukainen säätömenetelmä muuttaa ruiskutussäädön matemaattisiksi malliksi, joka ei ole parametririippuvainen. Säätöventtiiliit ovat epälineaarisia. Erityisesti ruiskusäätö on epälineaarinen.

Yhden keksinnön kohteen suoritusmuodon mukaan menetelmässä: - mitataan höyryn massavirtaus mh - lasketaan energiavirta astetta kohti Qc - lasketaan energiavirta Q2, joka olisi ruiskutusveden mukana höyryyn lisättävä/vähennettävä, jotta saavutetaan sen haluttu loppulämpötila - lasketaan ennen tulistinta oleva energiavirta Qx - lasketaan ruiskutusveden massavirta mv kaavalla:

.missä mv = ruiskutusveden massavirta [kg/s] QV2 = energiavirta [kJ/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg] - säädetään ruiskutuksen virtaussäädintä lasketun ruiskutusveden massavirtauksen avulla.

Massavirtauksen mittauksessa voidaan käyttää lämpötila- ja paine-kompensointia. Massavirran mittausväli voi olla rajoitettu voimalaitoksen tehosta riippuvasti. Energiamäärä astetta kohti Qc .lasketaan kaavalla:

.missä

Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C] c=tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [kJ/kg°C] mh =tuorehöyryn massavirta [kg/s].

Energiavirta Q2 lasketaan kaavalla:

.missä Q2 = energiavirta [kJ/s] T2 = lämpötila ruiskun jälkeen [°C]

Tr =tulistimen rakenteellinen lämpötila [°C]

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

Energiavirta 0i saadaan siis kaavasta:

,missä 0, = energiavirta [kJ/s]

Tx = lämpötila ennen ruiskua [°C]

Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C] 0C = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C]. Höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta Tt lasketaan kaavalla:

missä

Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C]

Tspa = lämpötilasäätimen aktiivinen asetusarvo [°C]

Tta = höyryn tulistusaste [°C].

Saatu ruiskutusveden massavirta mv summataan säätäjän ulostulon ja sen eroarvosta laskettavaan lisätermiin, jotka edelleen summataan alasäätä-jänä toimivan virtaussäätimen asetusarvoon.

Toisen keksinnön kohteen suoritusmuodon mukaan järjestelmässä on välineet toteuttaa menetelmän mukaiset vaiheet virtauksen säädön toteuttamiseksi.

Kolmannen keksinnön kohteen suoritusmuodon mukaan ohjausyksikkö on sovitettu laskemaan menetelmän mukaiset laskennat säätöä varten. Ohjausyksikkö ei ole järjestelmäriippuvainen. Ohjausyksikkö voi toimia olemassa olevassa automaatiojärjestelmässä tai itsenäisesti esim. JAVA-sovel-luksena.

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä kattilan ruiskutusta varten käytettävän tulistusastetaulukon päivittämiseksi, jossa - mitataan lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvo - lasketaan senhetkinen todellinen tulistusaste korjaussäätäjän ulostulon arvon perusteella - verrataan laskettua senhetkistä todellista tulistusastetta tulistusastetaulukon määrittämään tulistusasteeseen kyseessä olevalla höyryvirtauksella - päivitetään lasketut tulistimen arvoparit (x,y) tulistusastetauluk-koon, jotka arvoparit ovat höyryn massavirta (x) ja höyryn lämpötilan muutos tulistimessa (y). Todellinen tulistusaste voidaan laskea tarvittaessa, esimerkiksi silloin jos korjaussäätäjän ulostulon arvo on erisuuri kuin nolla. Päivityksessä opetetaan säädölle, mikä tulistimen tulistusaste milloinkin on. Tämä tapahtuu käyttämällä hyväksi lämpötilan korjaussäätäjän ulostuloa. Sen poikkeaminen nollasta tarkoittaa sitä, että määritetty tulistusaste poikkeaa senhetkisestä todellisesta tulistusasteesta.

Kuvioiden lyhyt selostus

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

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

Kuvio 2A esittää tulistimien ruiskusäädön rakennetta ja toimintaa;

Kuvio 2B esittää kuvion 2A mukaisen järjestelmän tulistimien tulis-tusasteen laskennan esimerkin;

Kuvio 3 esittää syöttöveden ja tuorehöyryn massavirtojen vaihtelun tavanomaisessa kolmipistesäädössä;

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

Kuvio 5 esittää lieriön pinnan vaihtelun tavanomaisessa kolmipistesäädössä;

Kuvio 6 esittää lieriön pinnan vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 7 esittää tasojen vaihtelun turbiinitripin aikana;

Kuvio 8 esittää lieriön pinnan tason vaihtelun turbiinitripin aikana;

Kuvio 9 esittää käytetyn öljymäärän turbiinitripin aikana;

Kuvio 10 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun perinteisellä kolmipistesäädöllä;

Kuvio 11 esittää kattilan tehon ja syöttöveden massavirran vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 12 esittää tilanteen perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä, jossa laitoksen tehoa on alennettu yön ajaksi;

Kuvio 13 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun perinteisellä säädöllä;

Kuvio 14 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 15 esittää esimerkin höyryn lämpötilojen vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 16 esittää esimerkin sekundäärisen ruiskun ruiskutusmäärien vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

Kuvio 17 esittää esimerkin kattilan savukaasujen 02-tasoista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä;

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

Kuvio 19 esittää esimerkin tehoeroista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä;

Kuvio 20 esittää esimerkin kattilan polttoainetehoeroista perinteisellä säädöllä ja keksinnön mukaisella tasesäädöllä.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

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

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 vaikuttava ohjaus on pintasäätimen lähtö, jolla ohjataan sekä syöttövesiventtiilejä 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 funktiona seuraavalla kaavalla:

.missä

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

Pintasäädin 11 voi olla joko remote- tai lokaali-tilassa. Lokaali-tilassa operaattori voi antaa halutun asetusarvon. Remote valinnalla asetusarvo tulee kattilan ominaisuuksien mukaan asetetusta pisteparitaulukosta. Pintasäädin 11 ja virtaussäädin 12 toimivat inkrementti-moodissa. Tämä tarkoittaa, että uudesta säätimen laskemasta ohjauksesta vähennetään edellinen ohjaus ja tämä erotus lisätään takaisinluettuun ohjaukseen.

,missä con = uusi ohjaus

Acon = ohjauksen muutos 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. Vir-taussäätimen 12 eroarvon ollessa tiettyä prosessikohtaista arvoa pienempi ja lieriön pinnan ollessa tiettyä arvoa suurempi, maksimirajoitetaan pintasäätimen 11 ohjaus arvoon -0,03. Kriittisen eroarvon suuruus riippuu puolestaan lieriön 10 paineesta seuraavasti:

kun lieriön paine p,> 3 bar

kun lieriön paine p,< 3 bar.

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

Jos lieriön 10 pinta on yli raja-arvon, esimerkiksi 350 mm, rajoitetaan pintasäätimen 11 lähtö arvoon -1. Silloin siis venttiiliä ajetaan kiinni nopeudella 1 %/suorituskierros.

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.

VIRTAUSSÄÄTIMEN RAKENNE

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 laskennalla. Jos tuli on kattilassa, käytetään asetusarvon laskennan lähtökohtana lieriön 10 massavirran tasetta, eli sitä mitä lieriöstä 10 lähtee ja mitä sinne tulee. Jos tulta ei ole kattilassa, laskennassa on vain syöttöveden massavirta.

.missä mlout = lieriöstä lähtevä massavirta [kg/s] mth =tuorehöyryn massavirta tulistinten jälkeen [kg/s] ήιηγ = primääriruiskujen massavirta [kg/s] mn2 =sekundääriruiskujen massavirta [kg/s] mup = lieriön ulospuhalluksen massavirta [kg/s].

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 eroarvosta. Jos tämä eroarvo on suurempi tai yhtäsuuri 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:

.missä ™kaerotus = lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus [kg/s] ™kaiout = lieriöstä lähtevä 15 min. keskiarvo [kg/s] M/caiin = lieriöön tuleva 15 min. keskiarvo mlv =lisävesi (3 tai 12) [kg/s].

Seuraavaksi hetkellisestä lieriöstä lähtevästä massavirrasta vähennetään massavirtaerotuksen keskiarvo:

,missä msp =virtaussäätimen asetusarvo [kg/s] mhul = lieriöstä lähtevä massavirta [kg/s] ™kaerotus = lieriöstä lähtevän ja sinne tulevan massavirran keskiarvojen lisävedellä korjattu erotus [kg/s].

Saatu arvo menee virtaussäätimen 12 remote-asetusarvoon. Säätö-venttiilien ollessa automaatilla ohjauksen minimi on rajoitettu seuraavan kaavan mukaan:

.missä

Fconmm = virtaussäätimen ohjauksen minimirajoitus

Lcon = lieriön pintasäätäjän ohjaus.

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 lauhde- ja syöttövesipiirin virtaukset tasaisena. Näin turvataan turbiinin ja generaattorin tasainen teho sekä vältytään vesi-höyry -piirin turhilta säätötoimenpiteiltä.

RUISKUJEN VIRTAUSSÄÄTÖ TULISTIMIEN RAKENNE

Kuvio 2A esittää tulistimien ruiskusäädön rakennetta ja toimintaa. Höyryn lämmitys tapahtuu yleensä useassa sarjaan asennetussa tulistimessa 20. Ne nimetään yleensä höyryn kulkusuunnan mukaan primääri-, sekundääri-ja tertiääritulistimeksi. Höyry kulkee tulistinten 20 kautta kahta putkilinjaa (vasen ja oikea) myöten. Linjojen tasapainon varmistamiseksi ajetaan kattilaa yleensä symmetrisesti, niin että molemmat linjat saavat suunnilleen saman lämpötehon. Höyryn lämpötilan säätö huolehtii siitä, että viimeisen tulistimen 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 tulistumista. Säätö koostuu siis kahdesta identtisestä kokonaisuudesta (vasen ja oikea höyrylinja). Ruiskujen ohjaus on toteutettu kaskadisäädöllä eli ylemmän säätäjän ohjaus menee alemman tason säätäjän asetusarvoksi.

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. 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 saatu 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.

Laskenta perustuu höyryn massavirran mittaukseen. Jotta mittaus olisi mahdollisimman luotettava, käytetään virtausmittaukseen lämpötila-ja pai-nekompensointia. Höyryn massavirtamittaus on rajoitettu tietylle välille riippuen voimalaitoksen tehosta. Kertomalla höyryn massavirta sen käyrästöstä saadulla ominaislämpökapasiteetilla saadaan se energiamäärä tiettyä aikayksikköä kohti, joka muuttaa höyryn lämpötilaa yhden asteen verran. Seuraavassa on esitetty kyseinen kaava:

,missä

Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C] c = tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [kJ/kg°C] mh = tuorehöyryn massavirta [kg/s].

Energiavirralle astetta kohti suoritetaan kaksi laskentaa. Molemmat perustuvat siihen, mikä energiavirta olisi ruiskutusveden mukana höyryyn lisät-tävä/vähennettävä, jotta saavutetaan sen haluttu loppulämpötila. Tämän lisäksi toisen tehtävänä on huolehtia siitä, että höyryn lämpötila ei ylitä tulistimien rakenteellista lämpötilaa, joka on tulistinkohtainen. Tätä laskentaa varten Qc :lle voidaan antaa minimiraja. Tämä tehostaa ruiskun toimintaa.

Laskenta suoritetaan seuraavalla kaavalla:

.missä Q2 = energiavirta [kJ/s] T2 = lämpötila ruiskun jälkeen [°C]

Tr =tulistimen rakenteellinen lämpötila [°C]

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

Energiavirralle suoritettava toinen laskenta käyttää höyryn lämpötilan 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:

.missä Q, = energiavirta [kJ/s]

Tj = lämpötila ennen ruiskua [°C]

Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C]

Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C]. Höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta lasketaan seuraavalla kaavalla:

.missä

Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C]

Tspa =lämpötilasäätimen aktiivinen asetusarvo [°C]

Tta = höyryn tulistusaste [°C].

Edellä saadut energiavirrat summataan seuraavassa laskennassa, jotta saadaan se kokonaisenergiavirta, jolla höyryn energiaa tulee muuttaa sen tavoitelämpötilan saavuttamiseksi. Koska höyryn lämpötilaa muutetaan vesi-ruiskuilla, täytyy kokonaisenergiavirta muuttaa vielä veden massavirraksi käyttämällä laskennassa veden energiasisältöä eli entalpiaa. Ruiskutusvesi otetaan 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 seuraavalla kaavalla:

.missä mv = ruiskutusveden massavirta [kg/s]

Qh2 = energiavirta [kJ/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg].

Saatu ruiskutusveden massavirta summataan säätäjän ulostulon ja sen eroarvosta laskettavaan lisätermiin, jotka edelleen summataan alasäätäjä-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-tausmittaus on yhteinen molemmille puolille.

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 ja parametreja. Esimerkiksi tulistimien tulistusaste muuttuu paitsi höyryn mas-savirran, myös ajan funktiona johtuen lähinnä likaantumisesta. Myös valmistajalta saatu tieto tul istu misasteesta voi poiketa siitä, mikä se todellisuudessa on.

Siksi on tarpeen opettaa säädölle, mikä tulistimen tulistusaste milloinkin on. Tämä tapahtuu käyttämällä hyväksi lämpötilan korjaussäätäjän ulostuloa. Sen 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 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, voidaan siitä laskea ko. ohjausta vastaavan höyryn lämpötilan muutos. Tällä muutoksella päivitetään säädön käyttöönottovaiheessa annettua tulistus-käyrää. Laskentakaava on seuraava:

.missä ATh = säätimen laskeman veden massavirran aiheuttama muutos höyryn lämpötilaan [C] mv = säätimen laskema veden massavirta [kg/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg] 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 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 kg/s. Jako on tällöin tehty seuraavasti: 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.

Edellä esitetyn kaavan tuloksesta lasketaan 30 minuutin keskiarvo samoin kuin tuorehöyryn virtauksesta. Laskentoja on sama määrä kuin on alueita. Kun lämpötilan muutoksen keskiarvossa tapahtuu muutos, Hipaisee se laskennan, jossa käyrän antamaan tulostusasteeseen lisätään edellisen kaavan lämpötilaeron keskiarvo. Kaava on seuraava:

,missä

Ttu = höyryn uusi tulistusaste [C]

Ttv = höyryn vanha tulistusaste [C] 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 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 tulistusaste ei kuitenkaan siirry käyrään sellaisenaan, vaan se suodatetaan ensimmäisen kertaluvun suodattimena siten, että muutos on rauhallinen.

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 keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Uudella tasesäädöllä ei ole havaittavissa kuvion 3 mukaista selvää siniaaltomaista vaihtelua syöttöveden massavirrassa. Vaihtelu on tässä esimerkissä vain 12 kg/s.

Kuvio 5 esittää lieriön pinnan vaihtelun tavanomaisessa kolmipistesäädössä. Kolmipistesäädön ollessa käytössä havaitaan selvä siniaaltomainen vaihtelu lieriön pinnassa. Lieriön pinnan vaihtelu on jopa 275 mm.

Kuvio 6 esittää lieriön pinnan vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Uudella tasesäädöllä ei ole havaittavissa kuvion 5 mukaista korkeaa siniaaltomaista vaihtelua lieriön pinnassa. Lieriön pinnan vaihtelu on tässä esimerkissä vain 110 mm.

Kuvio 7 esittää tasojen vaihtelun turbiinitripin aikana. Turbiinia ennen 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.

Kuvio 8 esittää lieriön pinnan tason vaihtelun turbiinitripin aikana. Kuviosta voidaan havaita, että lieriön pinta vaihtelee turbiinitripin aikana jopa 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. Turbiinitripin 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-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 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 tehoilla ajettaessa. Kuitenkin uudella tasesäädöllä tämä lieriön heilunta on melko riippumatonta laitoksen tehosta.

Lieriön pinnat ovat esitettynä tässä 10 min keskiarvoina. Vanhalla säädöllä tässä havaitaan selvä siniaaltomainen heilunta, jonka säätö itse aiheuttaa. Uudella säädöllä tämä heilunta on huomattavasti pienempää ja se johtuu pääasiassa polttoaineen epätasaisesta syötöstä.

Kuvio 13 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun perinteisellä säädöllä. Kuvio 14 esittää kattilan tehon ja ruiskutusmäärien vaihtelun keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Tasesäädössä primäärisenä tavoitteena on pitää höyryn energiasisältö halutussa arvossa. Vanha säätö perustuu suo raan höyryn lämpötilan säätöön. Ruiskutusvesimäärän vaihtelu vaikuttaa tuotettuun höyrymäärään ja sitä kautta kattilan painesäätöön.

Kuvio 15 esittää esimerkin höyryn lämpötilojen vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Kuviosta voidaan selvästi havaita, että höyryn lämpötilojen vaihtelut ovat uudella säädöllä selvästi vähäisempiä kuin tavanomaisessa säädössä. Höyryn lämpötilojen vaihtelut rasittavat tulistin- ja höyryputkia sekä vaikuttavat koko voimalaitoksen hyötysuhteeseen.

Kuvio 16 esittää esimerkin sekundäärisen ruiskun ruiskutusmäärien vaihteluista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä. 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 (Vtasoista tavanomaisessa ruiskutussäädössä ja keksinnön mukaisessa tasesäädössä. Höyry-kattilan vesitaseen balansoinnilla on suora yhteys polttoaineen määrän säätöön ja siitä taas vaikutus kattilan savukaasujen 02-tasoon 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.

Kuvio 19 esittää esimerkin tehoeroista perinteisellä säädöllä ja keksinnön 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-biinitehon vaihtelu on esimerkissä välillä 577,5 - 641,4 MW. Uudella tasesäädöllä vastaava tehovaihtelu on esimerkissä 603 - 615,9 MW. Täten keksinnön mukaisen säädön avulla voidaan ajaa lähempänä maksimitehoa, jolloin myös sähkötehon menetykset vähenevät.Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (18)

1. Patenttivaatimukset [korjattu 20.12.2011]

   1. Menetelmä kattilan ruiskutusta varten, jossa - mitataan höyryn massavirtaus mh - lasketaan energiavirta astetta kohti Qc - lasketaan energiavirta Q2, joka olisi ruiskutusveden mukana höyryyn lisättävä tai vähennettävä, jotta saavutetaan sen haluttu loppulämpötila - lasketaan ennen tulistinta oleva energiavirran muutos Qx - lasketaan ruiskutusveden massavirta mv kaavalla:

   , missä mv = ruiskutusveden massavirta [kg/s] Ql2 = energiavirta [kJ/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg] - säädetään ruiskutuksen virtaussäädintä lasketun ruiskutusveden massavirtauksen avulla, jossa virtaussäädin muodostaa hyödynnettävän kas-kadisäädön alemman tason säätäjän, - mitataan kaskadisäädön ylemmän tason säätäjän muodostavan tu-listimen jälkeisen lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvo, - lasketaan lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvoa vastaava höyryn lämpötilan muutos, - verrataan lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvosta laskennallisesti määritettävää senhetkistä todellista tulistusastetta ruiskutusveden massavirtauksen asetusarvon laskennassa käytettyyn höyryn tulistusasteeseen ja - päivitetään lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvon perusteella määritetty tulistimen todellinen tulistusaste laskennassa käytettäväksi tulis-tusasteeksi, menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheet:, joissa ennen todellisen tulistusasteen vertaamista aikaisemmin laskennassa käytettyyn tulistusasteeseen: lämpötilan korjaussäätäjän laskeman veden massavirran aiheuttama muutos höyryn lämpötilaan ATh lasketaan kaavalla:

   , missä ATh = lämpötilan korjaussäätimen laskeman veden massavirran aiheuttama muutos höyryn lämpötilaan [°C] mv = lämpötilan korjaussäätäjän laskema veden massavirta [kg/s] hv = ruiskutusveden entalpia [kJ/kg] mh = tuorehöyryn massavirta [kg/s] c = tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [kJ/kg°C] - lasketaan lämpötilan korjaussäätäjän ulostulon arvoa vastaavalle höyryn lämpötilan muutokselle 30 minuutin välein päivitettävä keskiarvo, ja - lasketaan tuorehöyryn massavirtaukselle 30 minuutin välein päivitettävä keskiarvo, jonka jälkeen - tulistimen todellinen tulistusaste päivitetään laskennassa käytettäväksi tulistusasteeksi tulistusastetaulukkoon, jonka arvoparit ovat tuorehöyryn massavirta ja höyryn lämpötilan muutos tulistimessa, siten, että höyryn massa-virta on jaettu osiin jossa kukin määritetty arvoparin piste on osan keskellä, - päivitys suoritetaan tulistusastetaulukon sille tuorehöyryn massa-virtauksen alueelle, jolle tuorehöyryn massavirtauksen laskettu keskiarvo sijoittuu, lisäämällä lämpötilan korjaussäätäjän ohjauksen arvoa vastaava höyryn lämpötilan muutoksen keskiarvo tulistusastetaulukon antamaan tuorehöyryn vanhaan tulistusasteeseen.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyryn uusi tulistusaste Ttu lasketaan kaavalla:

   , missä Ttu = höyryn uusi tulistusaste [°C] Ttv = höyryn vanha tulistusaste [°C] AThka = lämpötilan korjaussäätäjän ohjauksen aiheuttaman höyryn lämpötilamuutoksen 30 min keskiarvo.
3. 3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massavirtauksen mittauksessa käytetään lämpötila-ja painekompensointia.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, massavirran mittausväli on rajoitettu voimalaitoksen tehosta riippuvasti.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä,että energiamäärä astetta kohti Qc, lasketaan kaavalla:

   ,missä Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C] c =tuorehöyryn ominaislämpökapasiteetti [kJ/kg°C] mh = tuorehöyryn massavirta [kg/s],
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiavirta Q2 lasketaan kaavalla:

   , missä Q2 = energiavirta [kJ/s] T2 = lämpötila ruiskun jälkeen [°C] Tr =tulistimen rakenteellinen lämpötila [°C] Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C].
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiavirta (^saadaan siis kaavasta:

   , missä Qx = energiavirta [kJ/s] Tx = lämpötila ennen ruiskua [°C] Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C] Qc = energiavirta astetta kohti [kJ/s°C].
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta Tt lasketaan kaavalla:

   missä Tt = höyryn tavoitelämpötila ennen tulistinta [°C] Tspa = lämpötilasäätimen aktiivinen asetusarvo [°C] Tta = höyryn tulistusaste [°C] missä Tta on höyryn massavirran funktio.
9. 9. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, fit tunnettu siitä, että saatu ruiskutusveden massavirta v summataan säätäjän ulostulon ja sen eroarvosta laskettavaan lisätermiin, jotka edelleen summataan alasäätäjänä toimivan virtaussäätimen asetusarvoon. Patentkrav [patentkrav 20.12.2011]
10. 1. Förfarande för insprutning i en panna, där man - mäter ångans massflöde mh - beräknar energiflödet per grad Qc - beräknar energiflödet Q2 som borde tillföras eller minskas i ångan med insprutningsvattnet för att uppnå dess önskade sluttemperatur - beräknar en förändring av energiflödet Q1 före överhettaren - beräknar insprutningsvattnets massflöde mv med formeln:

    , där mv = insprutningsvattnets massflöde [kg/s] QV2 = energiflödet [kJ/s] hv = insprutningsvattnets entalpi [kJ/kg] - reglerar insprutningens flödesregulator med hjälp av det beräknade massflödet för insprutningsvatten, varvid flödesregulatorn utgör den underordnade regulatorn i den utnyttjade kaskadregelringen, - mäter värdet för temperaturkorrigeringsregulatorns utgång efter överhettaren, vilken temperaturkorrigeringsregulator utgör kaskadregelringens överordnade regulator, - beräknar ångans temperaturförändring som motsvarar värdet för temperaturkorrigeringsregulatorns utgång, - jämför den från värdet för temperaturkorrigeringsregulatorns utgång beräknade dåvarande verkliga överhettningsgraden med den överhett-ningsgrad Tta som använts vid beräkningen av insprutningsvattnets massflöde, och - uppdaterar den verkliga överhettningsgraden beräknade från värdet för temperaturkorrigeringsregulatorns utgång att användas som överhett-ningsgrad vid beräkningen, vilket förfarande är k ä n n e t e c k n a t av att det ytterligare omfattar steg för att man förrän att jämföra den verkliga överhettningsgraden med överhettningsgraden använd tidigare i beräkningen: - den av regulatorn beräknade förändringen av ångans temperatur ATh förorsakad av vattnets massaflöde beräknas med formeln:

    , där ATh = den förändring i ångtemperaturen som orsakas av vattenmassaflödet och är beräknad av regulatorn [°C] mv = vattnets massaflöde beräknad av regulatorn [kg/s] hv = insprutningsvattnets entalpi [kJ/kg] mh = färskångans massaflöde [kg/s] c = färskångans specifika värmekapacitet [kJ/kg°C], - beräknar ett medelvärde som uppdateras var 30 minut för ångans temperaturförändring som motsvara värdet för temperaturkorrigerings-regulatorns utgång och - beräknar ett medelvärde som uppdateras var 30 minut för färskångans flöde, varefter man - uppdaterar överhettarens verkliga överhettningsgrad att användas som överhettningsgrad vid beräkningen till överhettningsgradstabell, vilken har värdepar som utgörs av färskångans flöde och ångans temperaturförändring i överhettaren sålunda, att ångans flöde är uppdelad i delar där var och en av de punkter som anges av värdeparet ligger i delens mitt, - uppdateringen utförs i överhettningsgradstabellen i färskångans det flödesområde i vilket det beräknade medelvärdet för färskångans flöde ligger, genom att addera medelvärdet för ångans temperaturförändring som motsvarar värdet för temperaturkorrigeringsregulatorns utgång till färskångans gamla överhettningsgard angiven av överhettningsgradstabellen.
11. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att ångans nya överhettningsgrad Ttu beräknas med formeln:

    , där Ttu = ångans nya överhettningsgrad [°C] Ttv = ångans tidigare överhettningsgrad [°C] AThka = 30 min medelvärde för ångans temperaturförändring förorsakad av regulatorns styrning.
12. 3. Förfarande enligt något tidigare patentkrav, kännetecknat av att vid mätningen av massflödet används temperatur- och tryckkompensering.
13. 4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 -2, kännetecknat av att mätintervallet för massflödet har begränsats beroende på kraftverkets effekt.
14. 5. Förfarande enligt något av patentkraven 1 -2, kännetecknat av att energimängden per grad Qc beräknas med formeln

    , där Qc = energiflödet per grad [kJ/s°C] c = färskångans specifika värmekapacitet [kJ/kg°C] mh = färskångans massflöde [kg/s],
15. 6. Förfarande enligt något av patentkraven 1 -2, kännetecknat av att energiflödet Q2 beräknas med formeln:

    , där Q2 = energiflöde [kJ/s] T2 = temperatur efter insprutning [°C] Tr =överhettarens strukturella temperatur [°C] Qc = energiflöde per grad [kJ/s°C].
16. 7. Förfarande enligt något av patentkraven 1 -2, kännetecknat av att energiflödet Ql således erhålls med formeln:

    , där Ql = energiflöde [kJ/s] Tx = temperatur före insprutning [°C] Tt = avsedd temperatur för ånga före överhettaren [°C] Qc = energiflöde per grad [kJ/s°C].
17. 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att ångans avsedda temperatur före överhettaren 7) beräknas med formeln:

    där Tt = avsedd temperatur för ånga före överhettaren [°C] Tspa = temperaturregulatorns aktiva börvärde [°C] Tta = ångans överhettningsgrad [°C] där Tta är en funktion av ångans massaflöde.
18. 9. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, känne-tecknat av att det erhallna massflödet vför insprutningsvatten summeras till en tilläggsterm som beräknas av regulatorns utgång och regulatorns differensvärde, vilka vidare summeras till börvärdet för flödesregulatorn som fungerar som nedre regulator.