RU2196897C2

RU2196897C2 - Steam turbine extraction control system

Info

Publication number: RU2196897C2
Application number: RU99117459/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Швец
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2003-01-20

Abstract

FIELD: extraction turbines. SUBSTANCE: system is designed for turbines with heating and production extractions. Said system has high pressure part servomotor and low pressure part servomotor with limit switches connected with speed and steam extraction controls furnished with setters, shutoff valve servomotor connected with spools of safety automatic control device and safeguard to control extractions made in form of extraction pressure control relay one of which has first limit operation setter and others, higher limit operation setter. Second limit pressure relays are connected with spools of safety automatic control device. Logic unit includes OR gate with direct and inverted outputs, relays-repeaters and two AND gates, first of which is provided with inverted output. First limit pressure relays are connected to inputs of OR gate, and direct outputs of OR gate are connected to inputs of AND gates and invented output is connected to first control input of change-over switch, and limit switches of low pressure part servomotor are connected through relays-repeaters to other inputs of first AND gate, and output of first AND gate is connected to second control input of change-over switch. Inverted output of first AND gate is connected to input of second AND gate, and output of second AND gate is coupled with third control input of change- over switch, and outputs of change-over switch are connected with setters of extraction and speed control. For turbines with both heating and other extractions, safety device is furnished with at least two groups of additional pressure relays in extractions with pressure level higher than that heating extractions, with operation settings to third and higher fourth limits and additional OR gate with direct and inverted outputs to inputs of which third limit pressure relays are connected. Direct output of additional OR gate is connected to third control input of change-over switch, and inverted output, to one of inputs of first OR gate. Fourth limit pressure relays are connected with spools of safety automatic control device. Output of second AND gate is coupled with third control input of change-over switch through additional OR gate. Such design of system enlarged range of operation of turbines with heating and other chambers and extractions which require protection against pressure rise. EFFECT: provision of reliable protection in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплофикационных турбинах, содержащих кроме отборов пара на теплофикацию также и другие камеры и отборы, например в турбинах типа ПТ с производственным и теплофикационным отборами для управления давлением в этих камерах и отборах при недопустимом повышении в них давления. The invention relates to a power system and can be used in cogeneration turbines, which, in addition to steam extraction for heating, also contain other chambers and selections, for example, turbines of type ПТ with production and heating selections for controlling pressure in these chambers and selections with an unacceptable increase in pressure in them.

Известна система управления турбины с двумя регулируемыми отборами, один из которых с низким давлением используется для отопления, а другой с более высоким давлением - для промышленных целей, в производстве (1). A known turbine control system with two adjustable taps, one of which with a low pressure is used for heating, and the other with a higher pressure - for industrial purposes, in production (1).

Данная система содержит сервомоторы частей высокого, среднего и низкого давлений (ЧВД, ЧСД, ЧНД), соединенные с регуляторами скорости, а также отборов пара на производство и на теплофикацию, сервомотор стопорного клапана, соединенный с автоматом безопасности через золотники автомата безопасности с электромагнитным выключателем. Защита от повышения давления в отборах на производство и на теплофикацию осуществляется в этой системе с помощью предохранительных клапанов полной производительности, срабатывающих с выпуском пара в атмосферу при недопустимом повышении давления в камере соответствующего отбора. Однако применение полнопроходных предохранительных клапанов предполагает их дороговизну и громоздкость, а также громоздкость подсоединяемых к ним трубопроводов, что усложняет компоновку и монтаж турбоустановки. Кроме того, из-за редкости срабатывания предохранительных клапанов возрастает вероятность их отказа, что снижает надежность работы паротурбинной установки. This system contains servomotors of high, medium and low pressure parts (CVP, ChSD, ChND), connected to speed controllers, as well as steam for production and heating, a servo motor of the stop valve connected to the safety circuit breaker through the spools of the safety automat with an electromagnetic switch. Protection against increased pressure in the production and heating selections is carried out in this system with the help of full-capacity safety valves that operate with the release of steam into the atmosphere with an unacceptable increase in pressure in the corresponding selection chamber. However, the use of full bore safety valves implies their high cost and cumbersomeness, as well as the cumbersomeness of the pipelines connected to them, which complicates the layout and installation of the turbine. In addition, due to the rare actuation of the safety valves, the probability of their failure increases, which reduces the reliability of the steam turbine installation.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является система управления теплофикационной турбиной, не содержащая предохранительных клапанов (2). Данная система состоит из цепей регулирования, содержащих сервомотор части высокого давления и сервомотор части низкого давления с концевыми выключателями, соединенные с регуляторами скорости и отборов пара, например на теплофикацию, снабженными задающими устройствами, сервомотор стопорного клапана, соединенный с автоматом безопасности через золотники автомата безопасности с электромагнитными выключателями. Вместо предохранительных клапанов в систему введено предохранительное устройство регулирования давления в теплофикационных отборах, выполненное в виде реле давления в отборах, одни из которых имеют уставку срабатывания по первому пределу, другие - по более высокому второму пределу, трехпозиционного переключателя с тремя управляющими входами и логическим блоком, подключенным к реле давления по первому пределу, при этом реле давления по второму пределу соединены с золотниками автомата безопасности, логический блок содержит элемент ИЛИ с прямыми и инверсными выходами, реле-повторители и два элемента И, первый из которых имеет инверсный выход, к входам элемента ИЛИ подключены реле давления по первому пределу, прямые выходы элемента ИЛИ подсоединены к входам элементов И, а инверсный выход - к первому управляющему входу переключателя, к другим входам первого элемента И подключены через реле-повторители концевые выключатели сервомотора части низкого давления, а выход первого элемента И подсоединен к второму управляющему входу переключателя, к входу второго элемента И подсоединен инверсный выход первого элемента И, а выход второго элемента И подсоединен к третьему управляющему входу переключателя, выходы переключателя соединены с задающими устройствами регулятора отборов и регулятора скорости. Closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a control system for a cogeneration turbine that does not contain safety valves (2). This system consists of control circuits containing a high-pressure part servomotor and a low-pressure part servomotor with limit switches, connected to speed and steam regulators, for example, for heating, equipped with timing devices, a shut-off valve servomotor connected to a safety circuit breaker through safety valve spools with electromagnetic switches. Instead of safety valves, a safety pressure control device was introduced in the heating seals, made in the form of a pressure switch in the seals, some of which have a setpoint of operation according to the first limit, others according to a higher second limit, a three-position switch with three control inputs and a logic block, connected to the pressure switch according to the first limit, while the pressure switches according to the second limit are connected to the spools of the safety automat, the logic block contains an OR element with direct and inverse outputs, relay repeaters and two AND elements, the first of which has an inverse output, pressure switches are connected to the inputs of the OR element according to the first limit, the direct outputs of the OR element are connected to the inputs of the AND elements, and the inverse output is connected to the first control input switch, to the other inputs of the first element And connected through the relay repeaters limit switches of the servomotor of the low pressure part, and the output of the first element And is connected to the second control input of the switch, to the input of the second element And subs Uniform inverted output of the first AND gate and the output of the second AND gate is connected to the third control input of the switch, the switch outputs are connected with predetermined selections regulator devices and the speed controller.

Предохранительное устройство обеспечивает защиту от повышения давления в камере теплофикационного отбора не путем выпуска через предохранительные клапаны, а посредством ограничения доступа пара в отбор турбины вплоть до его полного прекращения. The safety device provides protection against increase in pressure in the heating selection chamber not by exhausting through the safety valves, but by restricting the access of steam to the selection of the turbine up to its complete cessation.

Недостатком системы является то, что ее нельзя использовать для одновременного управления давлением в теплофикационном и других камерах и отборах, например, при регулируемом отборе пара на производство. При этом соответственно невозможным становится исключение или сокращение количества предохранительных клапанов на производственном отборе, что не позволяет повысить надежность турбоагрегата и снизить его стоимость при компоновке и монтаже. The disadvantage of the system is that it cannot be used to simultaneously control the pressure in the heating and other chambers and selections, for example, with the controlled selection of steam for production. At the same time, it becomes impossible to exclude or reduce the number of safety valves at the production selection, which does not allow to increase the reliability of the turbine unit and reduce its cost during assembly and installation.

Цель изобретения - расширение диапазона работы системы для турбин, содержащих кроме теплофикационного отбора, также и другие камеры и отборы, требующие защиты от повышения в них давления. При этом реализация предохранительного устройства на базе типовых электрических элементов (реле давления, переключателя с логическим блоком) как на теплофикационном отборе, так и на других отборах позволяет повысить надежность работы турбоагрегата с указанными отборами, а также снизить его стоимостные показатели при изготовлении, монтаже и в эксплуатации за счет исключения или сокращения количества предохранительных клапанов на трубопроводах этих отборов. The purpose of the invention is the expansion of the range of operation of the system for turbines, containing, in addition to district heating selection, also other chambers and selections that require protection from increasing pressure in them. At the same time, the implementation of a safety device based on standard electrical elements (pressure switch, switch with a logic unit) both at a heating test and at other tests allows to increase the reliability of the turbine unit with the indicated tests, as well as to reduce its cost indicators during manufacturing, installation and operation by eliminating or reducing the number of safety valves on the pipelines of these withdrawals.

Цель достигается тем, что в системе управления, содержащей сервомотор части высокого давления и сервомотор части низкого давления с концевыми выключателями, соединенные с регуляторами скорости и теплофикационных: отборов пара, снабженными задающими устройствами, сервомотор стопорного клапана, соединенный с золотниками автомата безопасности, и предохранительное устройство регулирования в отборах, выполненное в виде реле давления в отборах, одни из которых имеют уставку срабатывания по первому пределу, другие - по более высокому второму пределу, трехпозиционного переключателя с тремя управляющими входами и логическим блоком, подключенным к реле давления по первому пределу, при этом реле давления по второму пределу соединены с золотниками автомата безопасности, логический блок содержит элемент ИЛИ с прямыми и инверсными выходами, реле-повторители и два элемента И, первый из которых имеет инверсный выход, к входам элемента ИЛИ подключены реле давления по первому пределу, прямые выходы элемента ИЛИ подсоединены к входам элементов И, а инверсный выход - к первому управляющему входу переключателя, к другим входам первого элемента И подключены через реле-повторители концевые выключатели сервомотора части низкого давления, а выход первого элемента И подсоединен к второму управляющему входу переключателя, к входу второго элемента И подсоединен инверсный выход первого элемента И, а выход второго элемента И связан с третьим управляющим входом переключателя, выходы переключателя соединены с задающими устройствами регулятора отборов и регулятора скорости, предохранительное устройство снабжено также по меньшей мере двумя группами дополнительных реле давления в отборах с уровнем давления более высоким, чем в теплофикационных отборах, с уставками срабатывания по третьему и более высокому четвертому пределам и дополнительным элементом ИЛИ с прямыми и инверсными выходами, к входам которого подсоединены реле давления по третьему пределу, прямой выход дополнительного элемента ИЛИ подсоединен к третьему управляющему входу переключателя, инверсный выход - к одному из входов первого элемента И, реле давления по четвертому пределу соединены с золотниками автомата безопасности, при этом выход второго элемента И связан с третьим управляющим входом переключателя через дополнительный элемент ИЛИ. The goal is achieved in that in a control system comprising a high-pressure servomotor and a low-pressure servomotor with limit switches connected to speed and heating controllers: steam take-offs equipped with timing devices, a shut-off valve servomotor connected to the safety valve spools, and a safety device regulation in the selections, made in the form of a pressure switch in the selections, some of which have a response setpoint for the first limit, others for a higher second at the limit, a three-position switch with three control inputs and a logic unit connected to a pressure switch according to the first limit, while the pressure switches on the second limit are connected to the spools of the safety automat, the logic block contains an OR element with direct and inverse outputs, relay repeaters and two AND element, the first of which has an inverse output, pressure switches are connected to the inputs of the OR element according to the first limit, the direct outputs of the OR element are connected to the inputs of the AND elements, and the inverse output is connected to the first control the switch input to it, to the other inputs of the first element And the limit switches of the low-pressure part servomotor are connected via relay repeaters, and the output of the first element And is connected to the second control input of the switch, the inverse output of the first element And is connected to the input of the second element And the output of the second element And connected with the third control input of the switch, the outputs of the switch are connected to the driving devices of the selection controller and speed controller, the safety device is also equipped with at least with at least two groups of additional pressure switches in the selections with a pressure level higher than in the heating selections, with operation settings for the third and higher fourth limits and an additional OR element with direct and inverse outputs, to the inputs of which pressure switches are connected in the third limit, the direct output of the additional OR element is connected to the third control input of the switch, the inverse output is to one of the inputs of the first AND element, the pressure switch is connected to the ash security devices, while the output of the second AND element is connected to the third control input of the switch through an additional OR element.

Введение в предлагаемую систему дополнительных элементов с указанными выше связями позволяет использовать ее в турбинах, имеющих кроме теплофикационного также другие камеры и отборы, в частности регулируемый производственный отбор. Introduction to the proposed system of additional elements with the above connections allows you to use it in turbines, which, in addition to heating, also have other chambers and selections, in particular regulated production selection.

На фиг. 1 изображена схема системы управления отборами теплофикационной паровой турбины; на фиг.2 - схема выполнения переключателя с логическим блоком. In FIG. 1 shows a diagram of a control system for the extraction of a cogeneration steam turbine; figure 2 is a diagram of a switch with a logical unit.

Система содержит сервомотор 1 части высокого давления (ЧВД), сервомотор 2 части среднего давления (ЧСД) и сервомотор 3 части низкого давления (ЧНД), регулятор 4 скорости, регулятор 5 производственного отбора и регулятор 6 теплофикационных отборов, а также сервомотор 7 стопорного клапана, автомат 9 безопасности с золотниками 8. Система регулирования может быть связанной так, что каждый из сервомоторов 1,2,3, соответственно ЧВД, ЧСД, ЧНД, подсоединяется к каждому из регуляторов 4,5,6 соответственно скорости, производственного и теплофикационных отборов. Система регулирования может быть также полусвязанной, например, когда регулятор 4 скорости соединяется с сервомоторами 1 ЧВД, 2 ЧСД, 3 ЧНД, а регуляторы 5 производственного и 6 теплофикационного отборов соединяются только с собственными сервомоторами 2 ЧСД и 3 ЧНД соответственно. Сервомотор 3 части низкого давления может использоваться для регулирования давления в одной или нескольких камерах отбора для отопления, например в верхнем и нижнем теплофикационных отборах при наличии двухступенчатой системы подогрева сетевой воды. При наличии более одного регулируемого отбора пара на производство в системе кроме сервомотора 2 ЧСД с регулятором 5 одного из этих отборов должны быть предусмотрены дополнительные аналогичные сервомоторы с собственными регуляторами для связанного или полусвязанного регулирования пара в этих отборах. При наличии нерегулируемых отборов пара или камер с возможной опасностью недопустимого повышения в них давления система с предохранительным устройством может не содержать сервомотора и регулятора, аналогичных сервомотору 2 и регулятору 5. The system contains a servomotor of 1 part of high pressure (CVP), a servomotor of 2 parts of medium pressure (ChSD) and a servomotor of 3 parts of low pressure (NPP), a speed regulator 4, a regulator 5 of production selection and a regulator of 6 heating selections, as well as a servomotor 7 of a check valve, safety machine 9 with spools 8. The control system can be connected so that each of the servomotors 1,2,3, or CVP, ChSD, ChND, is connected to each of the 4,5,6 regulators, respectively, speed, production and heating selection ov. The control system can also be semi-connected, for example, when the speed controller 4 is connected to the servomotors 1 CVP, 2 CSF, 3 NPV, and the regulators 5 of the production and 6 heating selection are connected only to their own servomotors 2 PSV and 3 NPP, respectively. The servomotor 3 of the low-pressure part can be used to regulate the pressure in one or more sampling chambers for heating, for example, in the upper and lower heating selections in the presence of a two-stage heating system for network water. If there is more than one regulated steam selection for production in the system, in addition to the CSF servomotor 2 with regulator 5 of one of these selections, additional similar servomotors with their own regulators for coupled or semi-coupled steam regulation in these selections should be provided. In the presence of uncontrolled withdrawals of steam or chambers with a possible risk of unacceptable pressure increase in them, a system with a safety device may not contain a servomotor and a regulator similar to servomotor 2 and regulator 5.

Сервомотор 7 стопорного клапана может быть один или несколько, например, в турбоагрегатах с двухниточной системой подвода свежего пара или с системой промперегрева. Золотники 8 автомата 9 безопасности обычно выполняются продублированными с целью повышения надежности цепей защиты и связываются с сервомотором 7 стопорного клапана. The servo motor 7 of the stop valve may be one or more, for example, in turbines with a two-thread system for supplying fresh steam or with a system of industrial superheating. The spools 8 of the automatic safety device 9 are usually duplicated in order to increase the reliability of the protection circuits and are connected to the servo motor 7 of the stop valve.

Регуляторы скорости 4, производственного 5 и теплофикационного 6 отборов обычно снабжаются задающими устройствами, позволяющими изменять дистанционно или по месту уставку задания регуляторам. В качестве задающего устройства 13 регулятора 4 скорости может использоваться, например, синхронизатор - механизм управления турбиной с электродвигателем постоянного тока. В качестве задающих устройств 14, 15 регуляторов производственного 5 и теплофикационного 6 отборов соответственно могут использоваться механизмы изменения уставки задания давления с электродвигателями постоянного тока. Золотники 8 автомата 9 безопасности снабжаются обычно электромагнитными выключателями, используемыми, например, для автоматической защиты турбины от осевого сдвига, падения вакуума и т.д. Speed controllers 4, production 5 and heating 6 take-offs are usually equipped with driving devices that allow you to remotely or locally set the task setting to the regulators. As the driving device 13 of the speed controller 4, for example, a synchronizer can be used - a control mechanism for a turbine with a direct current electric motor. As the driving devices 14, 15 of the regulators of production 5 and heating 6 selections, respectively, mechanisms can be used to change the setpoint of the pressure set with DC motors. The spools 8 of the safety automat 9 are usually equipped with electromagnetic switches, used, for example, to automatically protect the turbine from axial shift, vacuum drop, etc.

Предохранительное устройство 17 содержит реле 18-25 давления, трехпозиционный переключатель 26 с тремя управляющими входами 27, 28, 29 и логическим блоком 30, состоящим из двух элементов И 33, 34 и релеповторителей 35, 36, 37 концевых выключателей 10, 11, 12 сервомотора 3 части низкого давления. В качестве реле 18-25 давления, устанавливаемых в камерах и отборах, могут использоваться, например, стандартные электроконтактные манометры или датчики давления с унифицированным электрическим выходом и аналого-дискретным преобразователем. Одна группа реле, устанавливаемых, например, в верхнем и нижнем теплофикационных отборах (реле 18 и 19), настраивается на срабатывание по I-му пределу, выбираемому исходя из условия определенного превышения над верхней границей диапазона нормального регулирования давления в этих отборах. Эта группа реле осуществляет предельное регулирования давления в теплофикационном отборе с помощью задающих устройств 13, 15 регуляторов скорости 4 и теплофикационного отбора 6. Другая группа реле 20, 21 давления устанавливается в каждом или одном из теплофикационных отборов и настраивается на срабатывание по II-му пределу, выбираемому исходя из прочностных показателей камер теплофикационных отборов и подсоединенных к ним трубопроводов и подогревателей. Реле давления по II-му пределу связываются с электромагнитными выключателями 16 турбины по цепям защиты. Третья группа реле, устанавливаемая, например, в регулируемом производственном или других нерегулируемых камерах и отборах (реле 22, 23), настраивается на срабатывание по III-му пределу, выбираемому исходя из условия определенного превышения над верхней границей диапазона нормального регулирования давления в этих камерах и отборах, уровень которого превышает уровень нормального регулирования давления в теплофикационных отборах. При этом, например, при наличии двух регулируемых производственных отборов реле 22 устанавливается и настраивается на величину срабатывания в одном из этих отборов, а реле 23 - в другом. При наличие же одного регулируемого производственного отбора реле 22, 23 могут дублировать друг друга или одно из них устанавливаться в регулируемом производственном отборе, а другое - в камере иного нерегулируемого, но защищаемого отбора. Эти реле 22, 23 могут устанавливаться также в камерах, не имеющих регулируемого или нерегулируемого отборов, но требующих защиты от повышения в них давления, например в камере регулирующей ступени. Четвертая группа реле 24, 25, устанавливаемая в каждом или одном из регулируемых производственных отборов или защищаемых камер, настраивается на срабатывание по IV-му пределу, выбираемому исходя из прочностных показателей этих защищаемых камер и подсоединенных к ним трубопроводов отборов и потребителей. Реле давления 24, 25 по IV-му пределу связывается с электромагнитными выключателями 16 турбины. При этом в соответствии с требованиями надежности реле 20, 21 и реле 24, 25 давления могут быть подключены непосредственно к электромагнитным выключателям 16 или через какие-либо логические схемы с элементами И, ИЛИ "2 из 3" с учетом установки дополнительных реле. The safety device 17 contains a pressure switch 18-25, a three-position switch 26 with three control inputs 27, 28, 29 and a logic unit 30 consisting of two elements And 33, 34 and relays 35, 36, 37 of the limit switches 10, 11, 12 of the servomotor 3 parts low pressure. As pressure switches 18-25 installed in the chambers and selections, for example, standard electrocontact manometers or pressure sensors with a unified electrical output and an analog-discrete converter can be used. One group of relays installed, for example, in the upper and lower heating selections (relays 18 and 19), is configured to operate according to the I-th limit selected based on the condition of a certain excess over the upper limit of the range of normal pressure control in these selections. This group of relays carries out the maximum pressure control in the heating selection using the master 13, 15 speed controllers 4 and heating selection 6. Another group of pressure switches 20, 21 is installed in each or one of the heating selection and is configured to operate according to the II limit, selectable on the basis of the strength characteristics of the heat recovery chambers and the pipelines and heaters connected to them. The pressure switches according to the II-nd limit are connected with the electromagnetic switches 16 of the turbine along the protection circuits. The third group of relays, installed, for example, in regulated production or other unregulated chambers and taps (relays 22, 23), is configured to operate according to the III limit selected based on the condition of a certain excess above the upper limit of the range of normal pressure regulation in these chambers and sampling, the level of which exceeds the level of normal pressure regulation in cogeneration sampling. At the same time, for example, in the presence of two adjustable production taps, relay 22 is installed and adjusted to the operation value in one of these taps, and relay 23 is in the other. If there is one regulated production selection, relays 22, 23 can duplicate each other or one of them can be installed in a controlled production selection, and the other in a chamber of another unregulated, but protected selection. These relays 22, 23 can also be installed in chambers that do not have adjustable or unregulated taps, but which require protection against increasing pressure in them, for example, in a chamber of an adjusting stage. The fourth group of relays 24, 25, installed in each or one of the regulated production takeoffs or shielded chambers, is configured to operate according to the IV limit, selected based on the strength characteristics of these shielded chambers and connected sampling pipelines and consumers. The pressure switch 24, 25 according to the IV-th limit is connected with the electromagnetic switches 16 of the turbine. Moreover, in accordance with the reliability requirements, the pressure switches 20, 21 and pressure switches 24, 25 can be connected directly to the electromagnetic switches 16 or through any logic circuits with AND, OR "2 of 3" elements, taking into account the installation of additional relays.

Переключатель 26 с логическим блоком 30 может быть выполнен, например, на базе элементов, используемых обычно в схемах управления электродвигателей задающих устройств регуляторов скорости и отборов. Переключатель 26 имеет три управляющих входа 27, 28, 29, в зависимости от состояния которых осуществляется либо отключение задающих устройств, либо включение в работу задающего устройства 15 регулятора 6 теплофикационного отбора, либо включение в работу задающего устройства 13 регулятора 4 скорости. Обеспечивается это с помощью логического блока 30, состоящего из двух элементов ИЛИ 31, 32 и двух элементов И 33, 34. При этом к входам элемента ИЛИ 31 подключены реле 18, 19 давления, настроенные на I-й предел, а выход элемента ИЛИ 31 подсоединен параллельно к входам элементов И 33, 34. Дополнительный инверсный выход элемента ИЛИ 31 подключен к первому управляющему входу 27 переключателя 26, обеспечивающему отключение задающих устройств 13, 15 от цепей предельного регулирования давления в отборах. К входам первого элемента И 33 наряду с выходом элемента ИЛИ 31 подключены концевые выключатели 10, 11, 12 сервомотора 3 части низкого давления через реле-повторители 35, 36, 37, а также инверсный выход второго элемента ИЛИ 32. В качестве реле-повторителей 35, 36, 37 могут быть использованы стандартные реле, применяемые для размножения контактов концевых выключателей и их инвертирования. Выход первого элемента И 33 подключен к второму управляющему входу 28 переключателя 26, обеспечивающему включение в работу задающего устройства 15 регулятора 6 теплофикационного отбора. К входам второго элемента И 34 наряду с выходом элемента ИЛИ 31 подключен также инверсный выход первого элемента И 33, а выход второго элемента И 34 подключен к второму элементу ИЛИ 32. К другим входам второго элемента ИЛИ 32 подключены реле 22, 23 давления по III-му пределу, а прямой выход второго элемента ИЛИ 32 подключен к третьему входу 29 переключателя 26, обеспечивающему включение в работу задающего устройства 13 регулятора скорости. Система управления работает следующим образом. The switch 26 with the logical unit 30 can be performed, for example, on the basis of elements commonly used in the control circuits of electric motors of the master devices of speed and selection controllers. The switch 26 has three control inputs 27, 28, 29, depending on the state of which either the driving devices are turned off, or the heating control unit 6 is turned on by the setting device 15, or the speed controller 4 is turned on by the setting device 13. This is achieved using a logical unit 30, consisting of two elements OR 31, 32 and two elements AND 33, 34. At the same time, pressure switches 18, 19 configured to the I-th limit are connected to the inputs of the element OR 31, and the output of the element OR 31 connected in parallel to the inputs of the elements AND 33, 34. An additional inverse output of the element OR 31 is connected to the first control input 27 of the switch 26, which ensures that the master devices 13, 15 are disconnected from the pressure limiting circuits in the selections. The inputs of the first AND 33 element along with the output of the OR 31 element are connected to the limit switches 10, 11, 12 of the servomotor 3 of the low pressure part through the relay repeaters 35, 36, 37, as well as the inverse output of the second element OR 32. As the relay repeaters 35 , 36, 37, standard relays can be used for multiplying the contacts of limit switches and inverting them. The output of the first element And 33 is connected to the second control input 28 of the switch 26, ensuring the inclusion in the operation of the driver 15 of the heating control 6 selection. Along with the output of the OR element 31, the inverse output of the first And 33 element is also connected to the inputs of the second AND 34 element, and the output of the second And 34 element is connected to the second OR element 32. The pressure switches 22, 23 according to III- are connected to the other inputs of the second OR element 32. the limit, and the direct output of the second element OR 32 is connected to the third input 29 of the switch 26, ensuring the inclusion in the operation of the driver 13 speed controller. The control system operates as follows.

При повышении частоты вращения ротора турбина защищается двумя независимыми цепями: цепью регулирования скорости, состоящей из регулятора 4 скорости, воздействующего на сервомоторы 1, 2, 3, и цепью защиты, состоящей из автомата 8 безопасности, воздействующего через золотники 9 на сервомотор 7 стопорного клапана. При повышении давления в камере теплофикационного отбора турбина защищается также двумя независимыми цепями: цепью регулирования теплофикационного отбора, состоящей из регулятора 6 теплофикационного отбора, воздействующего на сервомотор 3 при полусвязанном регулировании или на сервомоторы 1, 2, 3 при связанном регулировании, и цепью защиты с предохранительным устройством 17. При повышении давления в камере производственного отбора турбина защищается аналогично двумя независимыми цепями: цепью регулирования производственного отбора, состоящей из регулятора 5 производственного отбора, воздействующего на сервомотор 2 при полусвязанном регулировании, или на сервомоторы 1, 2, 3 при связанном регулировании, и цепью защиты с предохранительным устройством 17. With increasing rotor speed, the turbine is protected by two independent circuits: a speed control circuit, consisting of a speed controller 4, acting on the servomotors 1, 2, 3, and a protection circuit, consisting of a safety automat 8, acting through the spools 9 on the servo motor 7 of the stop valve. With increasing pressure in the cogeneration chamber, the turbine is also protected by two independent circuits: a cogeneration control circuit, consisting of a cogeneration regulator 6, which acts on the servomotor 3 with semi-coupled regulation or on the servomotors 1, 2, 3 with associated regulation, and a protection circuit with a safety device 17. With increasing pressure in the production sampling chamber, the turbine is protected similarly by two independent circuits: the production selection control circuit, with standing of the controller 5 production selection acting on the servomotor 2 for semi-combined regulation, or by servomotors 1, 2, 3 with associated regulation and protection circuit 17 with the safety device.

Предохранительное устройство 17 вступает в работу при возникновении аварийной ситуации, приводящей к недопустимому росту давления в теплофикационном или производственном отборах, например при значительном сокращении протока сетевой воды через подогреватели или при резком и глубоком изменении отбора пара на производство, в частности, из-за отказа элементов регулирования пара на производство. При этом замыкаются контакты реле 18 или 19, настроенные на I-й предел, либо реле 22 или 23, настроенные на III-й предел, и в зависимости от положения переключателя 26 с логическим блоком 30 включается в работу задающее устройство 15 регулятора теплофикационного отбора или задающее устройство 13 регулятора скорости. Задающее устройство 15, перемещаясь с постоянной скоростью, будет приводить к открытию сервомотора 3 части низкого давления, т.е. в сторону снижения давления в теплофикационных отборах, вплоть до его восстановления ниже I-го предела и отпускания реле 18 и 19. Включение в работу задающего устройства 15 регулятора теплофикационных отборов осуществляется в случае, если срабатывают реле 18 или 19 давления, установленные в теплофикационных отборах, и сервомотор 3 части низкого давления находится в зоне рабочих режимов, т.е. концевые выключатели, соответствующие нижнему, верхнему упорам (выключатели 10, 11), а также промежуточному ограничителю хода (выключатель 12), находятся в разомкнутом состоянии. В противном случае, при срабатывании реле 18 или 19 давления или при срабатывании реле 22 или 23, установленных в производственном отборе, включается в работу задающее устройство 13 регулятора скорости, которое, перемещаясь с постоянной скоростью, будет приводить к закрытию сервомотора 1 части высокого давления, т.е. в сторону снижения давления в проточной части турбины, в том числе в теплофикационных и производственном отборах, вплоть до его восстановления соответственно ниже I или III-го пределов и отпускания реле 18, 19 и 22, 23. Такое подключение задающих устройств обеспечивается с помощью логического блока 30, служащего для автоматического определения необходимого режима работы. The safety device 17 comes into operation in the event of an emergency leading to an unacceptable increase in pressure in the heating or production selection, for example, with a significant reduction in the flow of network water through the heaters or with a sharp and deep change in the selection of steam for production, in particular due to failure of the elements steam regulation for production. In this case, the contacts of the relay 18 or 19, tuned to the I-th limit, or the relay 22 or 23, tuned to the III-th limit, are closed, and depending on the position of the switch 26 with the logic unit 30, the driver 15 of the heating selection controller is switched on or the driver 13 speed controller. The driver 15, moving at a constant speed, will lead to the opening of the servomotor 3 of the low pressure part, i.e. in the direction of reducing the pressure in the heating selections, until it is restored below the I-th limit and releasing the relays 18 and 19. The control of the heating selection regulator 15 is turned on when the pressure switches 18 or 19 installed in the heating selections are activated, and the servomotor 3 of the low pressure part is in the zone of operating modes, i.e. limit switches corresponding to the lower, upper stops (switches 10, 11), as well as an intermediate travel stop (switch 12), are in the open state. Otherwise, when the pressure switch 18 or 19 is triggered or when the relay 22 or 23, installed in the production test, is activated, the speed controller driver 13 is turned on, which, moving at a constant speed, will close the servomotor 1 of the high-pressure part, those. in the direction of reducing the pressure in the flow part of the turbine, including in cogeneration and production selections, until its recovery, respectively, below the I or III limits and releasing the relays 18, 19 and 22, 23. Such connection of the master devices is provided using a logic block 30, used to automatically determine the desired mode of operation.

В качестве таких режимов рассматриваются: режим нормального регулирования давления в теплофикационных и производственном отборах, когда задающие устройства 4, 6 отключены от цепей предельного регулирования давления; режим предельного регулирования давления в теплофикационных отборах с помощью задающего устройства 15 регулятора 6 теплофикационных отборов, т.е. осуществляется путем открытия сервомотора 3 части низкого давления; режим предельного регулирования в теплофикационных и производственном отборах с помощью задающего устройства 13 регулятора скорости, т.е. осуществляется путем закрытия сервомотора 1 части высокого давления. As such modes, the following are considered: normal pressure control mode in cogeneration and production selections, when the master devices 4, 6 are disconnected from the pressure limiting control circuits; the mode of limiting pressure control in cogeneration selections with the help of a driver 15 of the regulator 6 cogeneration selections, i.e. carried out by opening the servomotor 3 parts of low pressure; limit control mode in cogeneration and production selections with the help of a speed controller 13, i.e. carried out by closing the servomotor 1 of the high pressure part.

Соответственно этим режимам переключатель 26 имеет три положения, при которых соответственно задающие устройства 13 и 15 отключаются от цепей предельного регулирования давления, либо вступает в работу задающее устройство 15 регулятора теплофикационных отборов, либо - задающее устройство 13 регулятора скорости. В логическом блоке 30 проверяются следующие условия: условие А - Р_в > Р_B ^I или Р_н > Р_н ^I; условие Б - Н > Н_мин; условие В - Н < Н_макс; условие Г - Н < Н_огр; условие Д - P_п1 > Р_п2 ^III или Р_п2 > Р_п2 ^III, где Р_в/н - фактическое значение давления в верхнем/нижнем теплофикационных отборах соответственно; Р^I _в/н - уставка срабатывания реле по I-му пределу для верхнего/нижнего теплофикационного отборов соответственно; Р_п1/Р_п2 - фактическое значение давления в первом/втором производственном отборах соответственно (при наличии одного производственного отбора Р_п1=Р_п2); P^III _п1/P^III _п2 - уставка срабатывания реле по III-му пределу для первого/второго производственного отборов соответственно (при наличии одного производственного отбора Р^III _п1 = Р^III _п2 ); Н - положение сервомотора части низкого давления; Н_{мин/макс} - положение сервомотора части низкого давления, соответствующие его максимальному/минимальному открытию; Н_огр - положение сервомотора части низкого давления на ограничителе его хода.Corresponding to these modes, the switch 26 has three positions in which, respectively, the driving devices 13 and 15 are disconnected from the pressure limiting circuits, either the driving device 15 of the heating selection regulator comes into operation, or the driving device 13 of the speed controller. In logic block 30, the following conditions are checked: Condition A - P _in> P _B ^I or P _N> _P and ^I; condition B - H> H _min ; condition B - H <H _max ; condition G - H <H _ogre ; condition D - P _p1 > P _p2 ^III or P _p2 > P _p2 ^III , where P _{in / n} is the actual pressure value in the upper / lower heating selections, respectively; R ^I _{in / n} - the relay operation setting according to the I-th limit for the upper / lower heating selection, respectively; P _p1 / P _p2 - the actual value of pressure in the first / second production selection, respectively (in the presence of one production selection of R _p1 = P _p2 ); P ^III _p1 / P ^III _p2 - the relay operation setpoint according to the III limit for the first / second production sampling, respectively (if there is one production sampling, P ^III _p1 = P ^III _p2 ); N - position of the servomotor of the low pressure part; N _{min / max} - the position of the servomotor of the low pressure part corresponding to its maximum / minimum opening; N _ogre - the position of the servomotor of the low-pressure part on its travel limiter.

Тогда логическая схема автоматического определения режимов работы турбины может быть представлена следующим образом. Then the logic circuit for automatically determining the turbine operating modes can be represented as follows.

((НеА)И(НеД)) И (((Б)ИЛИ(НеБ))И((В)ИЛИ(НеВ))И((Г)ИЛИ(НеГ)))
- режим нормального регулирования давления;
((А)И(НеД))И((Б)И(В)И(Г)) - режим предельного регулирования давления в теплофикационных отборах с помощью задающего устройства 15 регулятора теплофикационных отборов;
((А)И((Д)ИЛИ(НеД)))И(Не((Б)И(В)И(Г))) ИЛИ (((А)ИЛИ(НеА))И(Д))И(((Б)ИЛИ(НеБ))И((В)ИЛИ(НеВ))И((Г)ИЛИ (НеГ)) - режим предельного регулирования давления в теплофикационных и производственном отборах с помощью задающего устройства 13 регулятора скорости.((Not A) AND (Not)) And (((B) OR (Not)) And ((C) OR (Not)) And ((D) OR (Not)))
- normal pressure control mode;
((A) I (ND)) I ((B) I (C) I (G)) - the mode of limiting pressure control in cogeneration selections with the help of a master 15 of the cogeneration selection regulator;
((A) AND ((D) OR (NED))) AND (NOT ((B) AND (C) AND (D))) OR (((A) OR (Not A)) AND (D)) AND ( ((B) OR (NeB)) AND ((C) OR (NeB)) AND ((D) OR (NeG)) - the mode of maximum pressure regulation in cogeneration and production selections using a speed controller 13.

В соответствии с этим логический блок 30, воздействуя на переключатель 26, либо отсоединяет от цепей предельного регулирования давления электродвигатели задающих устройств 13,15, либо подключает электродвигатель задающего устройства 15 регулятора теплофикационных отборов, либо подключает электродвигатель задающего устройства 13 регулятора скорости. In accordance with this, the logical unit 30, acting on the switch 26, either disconnects from the pressure limiting circuits the electric motors of the driving devices 13,15, or connects the electric motor of the driving device 15 of the heating selection controller, or connects the electric motor of the driving device 13 of the speed controller.

Это может быть реализовано (фиг.2), например, с помощью реле Р28, Р29, контакты которых обеспечивают подключение или отключение от источников питания электродвигатели 15 и 13 регуляторов теплофикационных отборов и скорости. В режиме нормального регулирования уровень давления в теплофикационных отборах не превышает величины I-го предела, а уровень давления в производственном отборе не превышает величины III-гo предела, и контакты реле К18, К19, а также реле К22, К23 разомкнуты. В этом случае выполняются условия (НеА)И(НеД), обмотки реле Р28 и Р29 обесточены и контакты этих реле отключают от источников питания электродвигатели задающих устройств 15 и 13. При повышении давления в верхнем или нижнем теплофикационных отборах выше I-го предела срабатывает реле 18 или 19, замыкая контакты К18 или К19, т.е. выполняется условие (А). При этом, если сервомотор 3 части низкого давления находится в зоне рабочих режимов, контакты его концевых выключателей К10, К11, К12 разомкнуты, а контакты реле-повторителей К35, К36, К37 в цепи питания реле Р28 - замкнуты. Кроме того, если в этом случае давление в производственном отборе не превосходит величины III-го предела, т.е. контакты реле К22 и К23 разомкнуты, реле Р32 обесточено, и один из его контактов (нормально замкнутый К32) в цепи питания реле Р28 - остается замкнутым. В этом случае выполняется условие: ((Б)И(В)И(Г)И(НеД)), т.е. срабатывает реле Р28, один контакт которого подключает к источнику питания электродвигатель задающего устройства 15 регулятора теплофикационных отборов. Другой же контакт реле Р28 обесточивает реле Р29, отключая задающее устройство 13 регулятора скорости от источников питания. В случае, если сервомотор 3 части низкого давления находится не в рабочем состоянии, то какой-либо из концевых выключателей К10, К11, К12 замкнут, а соответствующий контакт реле-повторителя Р35, Р36, Р37 - разомкнут. При этом разрывается цепь питания реле Р28, т.к. не выполняется условие ((Б)И(В)И(Г)). Это приводит к срабатыванию реле Р29 с подключением к источнику питания электродвигателя задающего устройства 13 регулятора скорости, т.к. выполняется условие: ((А)И((Д)ИЛИ(НеД)))И(Не((Б)И(В)И(Г)). То же самое происходит и при повышении давления в производственном отборе выше III-го предела, когда замыкаются контакты К22 или К23, срабатывает реле Р32, один контакт которого отключает от источников питания реле Р28, отключая тем самым задающее устройство 15 регулятора теплофикационных отборов, а другой контакт К32, замыкаясь, подключает к источнику питания реле Р29, а вместе с тем - и задающее устройство 13 регулятора скорости. Т.е. в последнем случае выполняется условие: (((А)ИЛИ-(НеА))И(Д))И(((Б)ИЛИ(НеБ))И((В)ИЛИ(НеВ))И((Г)ИЛИ(НеГ))). This can be implemented (figure 2), for example, using relays P28, P29, the contacts of which provide connection or disconnection from power sources of electric motors 15 and 13 of the regulators of heating selection and speed. In normal control mode, the pressure level in the heating selections does not exceed the value of the I-th limit, and the pressure level in the production selection does not exceed the value of the III-th limit, and the contacts of relays K18, K19, as well as relays K22, K23 are open. In this case, the conditions are (NeA) AND (NE), the relay windings P28 and P29 are de-energized and the contacts of these relays disconnect the drives of the driving devices 15 and 13 from the power sources. 18 or 19, closing the contacts K18 or K19, i.e. condition (A) is satisfied. Moreover, if the servomotor 3 of the low pressure part is in the operating mode zone, the contacts of its limit switches K10, K11, K12 are open, and the contacts of the relay repeaters K35, K36, K37 in the power supply circuit of relay P28 are closed. In addition, if in this case the pressure in the production selection does not exceed the value of the third limit, i.e. the contacts of relay K22 and K23 are open, relay P32 is de-energized, and one of its contacts (normally closed K32) in the power supply circuit of relay P28 remains closed. In this case, the condition is satisfied: ((B) AND (C) AND (D) AND (NED)), i.e. relay P28 is activated, one contact of which connects to the power source the motor of the driver 15 of the heating selection regulator. Another contact of the relay P28 de-energizes the relay P29, disconnecting the driver 13 of the speed controller from power sources. If the servomotor 3 of the low pressure part is not in working condition, then any of the limit switches K10, K11, K12 is closed, and the corresponding contact of the repeater relay P35, P36, P37 is open. At the same time, the power supply circuit of relay P28 is interrupted. condition ((B) AND (C) AND (D)) is not satisfied. This leads to the operation of the relay P29 with a speed controller 13 connected to the power supply of the electric motor of the driver, because the condition is satisfied: ((A) AND ((D) OR (NE))) AND (Not ((B) AND (C) AND (D)). The same thing happens when the pressure in the production selection increases above the 3rd limit, when contacts K22 or K23 are closed, relay P32 is activated, one contact of which disconnects relay P28 from the power sources, thereby disconnecting the master device 15 of the heating selection regulator, and the other contact K32, closing, connects relay P29 to the power source, and together with thereby the speed controller master device 13. That is, in the latter case, the condition is satisfied: (((A) OR- (HeA)) AND (E)) AND (((B) OR (H eB)) AND ((B) OR (NeB)) AND ((D) OR (NeG))).

Действие предохранительного устройства 17 регулирования давления в производственном и теплофикационных отборах одностороннее. Восстановление нормального эксплуатационного режима работы турбины должно производиться персоналом вручную после выявления и устранения всех причин, вызвавших недопустимое повышение давления. The action of the safety device 17 for regulating the pressure in the production and heating selections is one-sided. The restoration of the normal operational mode of operation of the turbine should be carried out manually by personnel after identifying and eliminating all the causes that caused an unacceptable increase in pressure.

Данная система управления по сравнению с известными имеет более простую конструкцию за счет использования типовых электрических элементов, при этом работоспособность системы управления не ухудшается. Данная система, предназначенная для одновременного регулирования давления при его недопустимом повышении в производственном и теплофикационных отборах, может использоваться и при регулировании других промежуточных нерегулируемых отборов и промежуточных камер турбины с уровнем давления, превышающим уровень давления в теплофикационных отборах, например в камере регулирующей ступени. This control system, in comparison with the known ones, has a simpler design due to the use of standard electrical elements, while the operability of the control system does not deteriorate. This system, designed to simultaneously control the pressure when it is unacceptably increased in production and heating seals, can be used to control other intermediate unregulated bleeds and intermediate turbine chambers with a pressure level exceeding the pressure level in the heating boilers, for example, in a control stage chamber.

Источники информации
1. Отраслевой каталог "Паротурбинные энергетические установки" ЦНИИТЭИТЯЖМАШ. М.,1988,с 86-92.Sources of information
1. The industry catalog "Steam Turbine Power Plants" TSNIITEITYAZHMASH. M., 1988, pp. 86-92.

2. Патент РФ 2027864, публ. 27.01.95. 2. RF patent 2027864, publ. 01/27/95.

Claims

A selection control system for a cogeneration steam turbine comprising a high-pressure servomotor and a low-pressure servomotor with limit switches connected to speed and steam regulators equipped with timing devices, a shut-off valve servomotor connected to the safety valve spools, and a safety regulation device in the taps, made in the form of a pressure switch in the selections, some of which have a set point of operation according to the first limit, others - according to a higher second To the limit, a three-position switch with three control inputs and a logic unit connected to a pressure switch according to the first limit, while the pressure switches on the second limit are connected to the spools of the safety automatic device, the logic block contains an OR element with direct and inverse outputs, relay repeaters and two elements And, the first of which has an inverse output, pressure switches are connected to the inputs of the OR element according to the first limit, the direct outputs of the OR element are connected to the inputs of the AND elements, and the inverse output is connected to the first control at the input of the switch, to the other inputs of the first element AND, the limit switches of the low-pressure part servomotor are connected via relay repeaters, and the output of the first element And is connected to the second control input of the switch, the inverse output of the first element And is connected to the input of the second element And the output of the second element And connected with the third control input of the switch, the outputs of the switch are connected to the driving devices of the selection and speed controllers, characterized in that the safety device is equipped with at least two groups of additional pressure switches in the taps with a pressure level higher than in the heating taps, with trip settings for the third and higher fourth limits, and an additional OR element with direct and inverse outputs, to the inputs of which the pressure switches are connected in the third limit , the direct output of the additional OR element is connected to the third control input of the switch, the inverse output is to one of the inputs of the first AND element, the pressure switch is connected to Lotników safety automaton, the output of the second AND gate connected with the third control input of the switch via a further OR element.