FI58988C - Effektregleringsanordning foer vaermeenergialstringsanlaeggningar - Google Patents

Description

Γ5ΒΡΠ [B] <11)KUU,,LUTUSJULICA,SU r όρη o

JjSTff lJ UTLAOG NINGSSKRIFT J0700 C Patesitti uy::nr,;· tty 11 05 1931

Pa tent meddelat ——* (51) K,.ik.Vo.1 2 3 4 5 G 05 B 11/42 SUOMI—FINLAND (21) Pww<tlh»lwwu« — PmnamOkwlng 760^31 (22) Hakwnlspllvt —AnaMciilngtdag 20.02.76 (23) AlkupUyl—Glkl(h«tadtg 20.02.76 (41) Tulhit JutklMkil — Bllvlt offwwll* 18.10.76 JM-MI-J. rakhtariMIMw «« ,. Ml*»»» ntMl^ och r*gitt«r«tyr«lMn v ' AinMcm utlt|d och utl.skrtftm pubticarad 30.01.8l (32)(33)(31) Pyy4ttty prionut 17.0U. 7 5

Sveitsi-Schweiz(CH) U896/75 (71) Gebruder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur, Sveitsi-Schveiz(CH) (72) Dominique Le Febve de Vivy, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (7^) Oy Kolster Ab ' (5M Tehonsäädin lämpöenergian tuottamislaitteistoja varten -

Effektregleringsanordning för värmeenergialstringsanläggiingar

Keksinnön kohteena on tehonsäädin lämpöenergian tuot 2 tamislaitteistoja varten, jossa on asetusarvon sisäänmeno 3 tehontasoitusta varten ja jossa on I-elin ja PD-elin, jolloin 4 säätimen oloarvon sisäänmeno on yhdistetty I-elimen sisäänme- 5 noon ja PD-elimen sisäänmenoon ja I-elimen ulostulo ja PD-eli-men ulostulo on yhdistetty säätimen ulostuloon summauskohdan kautta, jossa molempien elimien ulostulosignaalien sekoitus tapahtuu.

Tällaisen tehonsäätimen järjestely ja toimintatapa selitetään kuvion 1 yhteydessä, joka esittää tunnetun, fossiilisilla polttoaineilla käyvän höyryvoimalaitteiston kyt-kentäkuvaa. Laitteistossa on syöttövesisäiliö 1, syöttöpump-pu 2, kaksi korkeapaine-esilämmitintä 3, syöttöventtiili 5, savukaasuesilämmittimen tulipinta 6, höyrystystulipinta 7, 15 tulistajan tulipinta 8, painehöyryventtiili 9» sähkögeneraat-torilla 11 varustettu höyryturbiini 10, lauhdutin 12, lauhde-vesipumppu 13 ja matalapaine-esilämmitin 1*+. Tulipinnat 6, 7 2 58988 1 ja 8 on sovitettu höyrykattilaan 20 ja ne kuumennetaan liekillä 21. Polttoainetta syötetään liekkiin 21 johdon 4 kautta, jossa on venttiili 22 polttoainemäärän säätämiseksi. Ilmansyöttöä liekkiin 21 ei ole erikseen esitetty. Sitä 5 voidaan säätää myös luukun avulla.

Syöttöventtiiliin 5 vaikuttaa säädin 26, joka on yhteydessä tulistajan tulipinnan 8 alueelle sovitettuun lämpötilan tuntoelimeen 25. Höyryn virtaamissuunnassa painehöyry-venttiilin 9 eteen liitetty paineentuntoelin 28 ohjaa pai-10 neensäätimen 29 välityksellä painehöyryventtiiliä 9. Sähkö-generaattorista 11 verkkoon 30 luovutettu teho välitetään tehonmittauskojeen 31 välityksellä, joka vaikuttaa PID-omi-naisuuden omaavan tehonsäätimen 33 kautta kuormituksen ilmaisimeen 36. Tehonsäädin 33 saa signaalijohdon 34 kautta 15 asetusarvon N . Kuormituksen ilmaisin 36 ohjaa polttoaine-johdossa 4 olevan venttiilin 22 toimintaa. Sitä paitsi voi kuormituksen ilmaisin 36 ohjata lisälaitteiden kuten säätimen 26, ei-esitetyn ilmansyötön säätämiseksi olevan uuninluukun tai ei myöskään esitettyjen painehöyryn lämpötilan 2G säätämiseksi olevien suihkuventtiilien toimintaa.

Jos tehonsäätimen 33 P-, I- ja D-osien siirtokertoi-met valitaan siten, että höyrykattilaan vaikuttavat häiriöt, esim. polttoaineen laadun muutoksen johdosta syntynyt tulen aiheuttama häiriö, säädellään optimaalisesti, niin tuloksek-25 si saadaan tehon asetusarvon Ns yhtäkkisesti muuttuessa hetkellisesti hyvin voimakas kuormituksen ohjaussignaalin f poikkeaminen tehonsäätimen 33 ja kuormituksen ilmaisimen 36 välisessä signaalijohdossa. Näin voimakasta ei yleensä liekki voi seurata. Siksi voi olla osoittautunut välttämättömäksi 30 rajoittaa vastaavasti kuormituksen muutoksen tai ohjaussignaalin f gradienttia. Molemmilla toimenpiteillä on kuitenkin se epäkohta, että niillä hidastetaan huomattavasti kuormituksen muutosta.

Keksinnön tarkoituksena on parantaa siten alussa mai-35 nitunlaista tehonsäädintä, että myös tehonasetusarvon yhtäkkisten muutosten esiintyessä säätötoimenpiteet laitteistossa sujuvat optimaalisesti sillä tavalla, että tarvittava teho annetaan mahdollisimman pian. Tämä tehtävä ratkaistaan kek- 3 58988 1 sinnön mukaisesti siten, että säätimen asetusarvon sisäänmeno on aikaelimen kautta kytketty I-elimen sisäänmenoon ja toisen, ensinmainitun PD-elimen siirtokerrointa pienemmän siirtokertoimen omaavan PD-elimen kautta kytketty sum-5 mauskontaan.

Aikaelimen hidastusaika on säädettävissä keksinnön lisäsuoritsumuodon mukaisesti.

Keksinnön mukaisen tehonsäätimen suoritusesimerkki on esitetty kuviossa 2, joka esittää säätimen lohkokaavio-10 ta. Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen säätimen toimintatapaa neljänä diagrammana.

Viitenumerolla 50 on merkitty säätömatka, joka edustaa höyrykattilan, höyryturbiinin ja sähkögeneraattorin dynaamisia ominaisuuksia. Tästä säätömatkasta 50 lähtee signaa-15 Iin kulkutie 51, joka kuljettaa tehon N oloarvosignaalia ja haarautuu kohdassa 52. Toinen kohdasta 52 lähtevä haara joht-taa PD-elimen 53 sisäänmenoon, jota vastoin toinen kohdasta 52 lähtevä haara johtaa vertailupisteeseen 64, joka on yhdistetty I-elimen 54 sisäänmenoon. PD-elimen 53 ja I-elimen 54 20 ulostulot on yhdistetty summauskohdassa 55, jossa molempien elimien ulostulosignaalien sekoitus tapahtuu. PD-elin 53 ja I-elin 54 on säädetty kuten tavallista säätömatkalle 50 optimaalisesti ja ne vastaavat sikäli tehonsäädintä 33 kuviossa 1.

2 5 'lunnetusta tehonsäätimestä poikkeavasti haarautuu kuvion 2 mukaisesti asetusarvosignaalia N kuljettava sig-naalin kulkutie 60 kohdassa 61. Toinen kohdasa 61 lähtevä haara johtaa aikaelimeen 63, joka on yhdistetty vertailupisteeseen 64 I-elimen 54 sisäänmenossa; Vertailupisteessä 64 30 verrataan aikaelimestä 63 tulevaa hidastettua tehon asetusarvosignaalia vähennyslaskulla haarautumiskohdasa 52 tulevaan tehon oloarvosignaaliin ja näiden signaalien ero syötetään I-elimeen 54. Toinen kohdasta 61 lähtevä haara johtaa toiseen PD-elimeen 62, joka on yhdistetty summauskohtaan 57, 35 johon signaalijohdon 56 kautta syötetään summauspisteestä 55 tuleva signaali. Toisella PD-elimellä 62 on pienempi siirto-kerroin kuin PD-elimellä 53 ja myös D-osa on heikompi kuin viimeksi mainitulla. Summauskohdassa 57 sekoittuu molempien " 58988 1 elimien 53 ja 54 ulostulosignaalien sekoittumisesta syntyvä signaali toisesta PD-elimestä tulevaan signaaliin ja näin muodostettu summa syötetään kuormituksen ohjaussignaalina f säätömatkan 50 kuormituksen ilmaisimeen.

5 Seuraavassa selitetään kuvion 2 mukaisen tehonsääti- n.en toimintatapa kuvion 3 yhteydessä, jolloin oletetaan, että esiintyy yhtäkkinen tehon asetusarvon N muutos, jollai- 5 nen on esitetty kuviossa 3a ajankohtana t = 0. Diagrammassa 3b on havainnollistettu aikaelimen 63 ominaiskäyrien G^, 10 kaksi esimerkkiä ja siten samanaikaisesti kahta erilaista muunnosta varten aikaelimen 63 ulostulosignaalin kulku yhtäkkisen häiriön esiintyessä. Diagramma 3c esittää viivoilla ja L2 molempia ominaiskäyriä ja vastaavasti G? vastaavaa kuormituksen ohjaussignaalin f kulkua tehon asetusarvon 15 yhtäkkisten häiriöiden seurauksena. Diagramma 3d esittää tehon oloarvojen ja N2 kulkua tehon asetusarvon N yhtäkkisen muutoksen esiintyessä.

Vertailun vuoksi on diagrammassa 3c tunnetun tehon-säätinen 33 kuormituksen ohjaussignaalin f kulku merkitty 20 käyrällä ja diagrammassa 3d on vastaava tehon oloarvon kulku merkitty käyrällä N^.

D-osan optimaalinen säätäminen tunnetussa tehonsää-timessä 33 aiheuttaa kuormituksen ohjaussignaalin f sangen korkean alkuliikkuman, joka vastaa käyrää LQ. Liekin 21 ta-2b vanomainen ohjaus ei kykene toteuttamaan käyrän Lq liikkumaa. Kuormituksen ohjaussignaali f täytyy sen vuoksi rajoittaa arvoon L , niin ettei ylitetä käyrän Ln katkoviivalla merkit-tyä kulkua. Tunnetun tehonsäätimen 33 P- ja I-osien suhteellisen suuresta vahvistamisesta on seurauksena, että käyrä 3C Lq alkuliikkuman jälkeen heilahtaa 0-viivan alapuolelle, mikä aiheuttaa sen, että oloarvo kohoaa vasta huomattavasti hidastuneena pysyvään arvoon 1 (kuvio 3d).

Kuviossa 2 esitetyllä keksinnön mukaisella tehonsää-timellä saavutetaan asetusarvoon Ng yhtäkkisen muutoksen ai-35 heuttama haluttu tehon kohoaminen huomattavasti aikaisemmin kuin tunnetulla tehon säätimellä 33, kuten selvästi havaitaan diagrammojen 3c ja 3d käyristä ja vastaavasti N^.

'lällcin rasittuu ohjausjärjestelmä huomattavasti vähemmän, 5 58988 1 sillä kuten molemmat diagrammat osoittavat, ovat käyrien ja L2 ja vastaavasti N1 ja heilahdusliikkumat paljon vähäisemmät .

Kuten kuviosta 3 edelleen voidaan havaita, voidaan 5 aikaelimen 63 luonnetta vaihdella suhteellisen suurissa rajoissa, ilman että sillä olellisesti vähennetään keksinnön mukaisen tehonsäätimen suotuisaa vaikutusta. Tämä muunteleminen tapahtuu ei-esitetyllä tavalla aikaelimen 63 viiväs-tysaikaa säätämällä.