RU2315871C1 - System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit - Google Patents
System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315871C1 RU2315871C1 RU2006121529/06A RU2006121529A RU2315871C1 RU 2315871 C1 RU2315871 C1 RU 2315871C1 RU 2006121529/06 A RU2006121529/06 A RU 2006121529/06A RU 2006121529 A RU2006121529 A RU 2006121529A RU 2315871 C1 RU2315871 C1 RU 2315871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- output
- turbine
- regulator
- input
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании систем автоматического регулирования электрической мощности (САРМ) энергоблоков паровой котел - турбина как с барабанными, так и с прямоточными котлами.The invention relates to a power system and can be used to create automatic power control systems (CAPM) for power units of a steam boiler - turbine with both drum and once-through boilers.
В последние годы повышенное внимание уделяется проблеме эффективного участия энергоблоков тепловых электростанций (ТЭС) в регулировании частоты и перетоков мощности в Единой электроэнергетической системе (ЕЭС) России. Решение этой проблемы требует оснащения энергоблоков достаточно совершенными САРМ.In recent years, increased attention has been paid to the problem of the effective participation of power units of thermal power plants (TPPs) in regulating the frequency and power flows in the Unified Electric Power System (UES) of Russia. The solution to this problem requires equipping the power units with sufficiently advanced CAPM.
Известна САРМ энергоблока паровой котел-турбина, содержащая котельный и турбинный регуляторы мощности, формирователь сигнала отклонения от заданного значения частоты или скорости вращения ротора турбины, задатчик и датчик давления пара перед турбиной, измеритель мощности, измеритель расхода топлива и формирователь задания по мощности для обоих регуляторов, причем котельный регулятор мощности в качестве первичного регулятора содержит регулятор расхода топлива [1] - прототип. Согласно [1] регулирование мощности энергоблока осуществляется только котельным регулятором по разомкнутой схеме (без обратной связи) с блокированием на время изменения мощности работы регулятора давления пара перед турбиной. Учитывая сложную динамику изменения мощности в процессе регулирования энергоблока котлом, регулирование по разомкнутой схеме значительно упрощает систему регулирования. При этом, однако, для обеспечения высокой точности регулирования требуется выдача соответственно высокоточного задания по мощности котельному регулятору. Вместе с тем регулирование мощности энергоблока котлом сводится к воздействию задания по мощности на регулятор подачи топлива, калорийность которого практически не остается постоянной. Кроме того, недостаточная точность выдачи задания по мощности обусловлена также погрешностью измерения расхода топлива и отклонениями КПД энергоблока от расчетного значения, что является одним из недостатков прототипа.The CAPM of a steam boiler-turbine power unit is known, comprising boiler and turbine power controllers, a driver of a signal deviating from a given value of the frequency or speed of rotation of the turbine rotor, a steam generator and a steam pressure sensor in front of the turbine, a power meter, a fuel consumption meter and a power task generator for both controllers moreover, the boiler power controller as a primary controller contains a fuel consumption controller [1] - a prototype. According to [1], power unit power is controlled only by the boiler controller according to an open circuit (without feedback) with blocking for the time of changing the power of the steam pressure regulator in front of the turbine. Given the complex dynamics of power changes in the process of regulation of a power unit by a boiler, open-loop control greatly simplifies the control system. In this case, however, in order to ensure high accuracy of regulation, it is necessary to issue a correspondingly high-precision power task to the boiler regulator. At the same time, the regulation of the power of the power unit by the boiler is reduced to the effect of the power task on the fuel supply regulator, the calorific value of which practically does not remain constant. In addition, the lack of accuracy in issuing tasks for power is also due to the error in measuring fuel consumption and deviations of the efficiency of the power unit from the calculated value, which is one of the disadvantages of the prototype.
Достигаемым результатом изобретения является повышение качества регулирования за счет повышения точности формирования задания по мощности при разомкнутой системе автоматического регулирования.The achieved result of the invention is to improve the quality of regulation by increasing the accuracy of the formation of tasks for power with an open automatic control system.
Указанный результат достигается тем, что САРМ энергоблока паровой котел - турбина, содержащая котельный и турбинный регуляторы мощности, формирователь сигнала отклонения от заданного значения частоты или скорости вращения ротора турбины, задатчик и датчик давления пара перед турбиной, измеритель мощности, измеритель расхода топлива и формирователь задания по мощности для обоих регуляторов, причем котельный регулятор мощности в качестве первичного регулятора содержит регулятор расхода топлива, согласно изобретению дополнительно содержит формирователь задания регулятору расхода топлива, корректор задания по расходу топлива указанному формирователю и формирователь управляющего воздействия на турбинный регулятор мощности, причем один из входов формирователя задания регулятору топлива подключен к выходу формирователя задания по мощности для обоих регуляторов, другой - к выходу указанного корректора, входы формирователя управляющего воздействия подключены к выходу формирователя задания по мощности обоих регуляторов, задатчику по давлению на входе в турбину и датчику указанного давления.This result is achieved by the fact that the CAPM of the power unit of the steam boiler is a turbine containing boiler and turbine power regulators, a signal shaper of deviation from the set value of the frequency or speed of rotation of the turbine rotor, a steam generator and a steam pressure sensor in front of the turbine, a power meter, a fuel consumption meter and a task shaper in power for both regulators, moreover, the boiler power regulator as a primary regulator contains a fuel consumption regulator, according to the invention additionally neighbors the shaper of the task to the fuel consumption regulator, the corrector of the task of fuel consumption to the specified shaper and the driver of the control action on the turbine power regulator, one of the inputs of the driver of the task of the fuel regulator is connected to the output of the driver of the task of power for both regulators, the other to the output of the specified corrector, the inputs control action shapers are connected to the output of the task shaper by the power of both regulators, the setter by the pressure at the turbine inlet and dates iku said pressure.
Указанный корректор задания по расходу топлива, согласно изобретению, может содержать дифференциатор, сумматор, делитель и два демпфера, причем вход дифференциатора подключен к датчику давления пара перед турбиной, выход - к одному из входов сумматора, к другому входу которого подключен выход измерителя мощности, выход сумматора подключен к одному из входов делителя, другой вход которого подключен к выходу первого демпфера, вход которого подключен к измерителю расхода топлива, а выход делителя - ко входу второго демпфера, выход которого является выходом корректора.The specified fuel consumption task corrector, according to the invention, may include a differentiator, an adder, a divider and two dampers, the input of the differentiator connected to a steam pressure sensor in front of the turbine, the output to one of the inputs of the adder, to the other input of which the output of the power meter is connected, output the adder is connected to one of the inputs of the divider, the other input of which is connected to the output of the first damper, the input of which is connected to the fuel consumption meter, and the output of the divider is connected to the input of the second damper, the output of which I It is output by the corrector.
На фиг.1 изображена САРМ согласно изобретению с элементами регулируемой технологической схемы энергоблока; на фиг.2 - структурная схема САРМ согласно изобретению.Figure 1 shows the CAPM according to the invention with elements of an adjustable technological scheme of the power unit; figure 2 is a structural diagram of the CAPM according to the invention.
Технологическая схема энергоблока (фиг.1) включает в себя паровой котел К 1 с топливопроводом 2 и регулирующим клапаном 3 подачи топлива, паровую турбину Т 4 с электрогенератором 5 и паропровод 6 с пароперегревателем 7 и регулирующими клапанами 8 подачи пара в турбину Т 4.The technological scheme of the power unit (Fig. 1) includes a steam boiler K 1 with a fuel line 2 and a fuel control valve 3, a steam turbine T 4 with an electric generator 5 and a steam pipe 6 with a superheater 7 and control valves 8 for supplying steam to the turbine T 4.
САРМ энергоблока паровой котел К 1 - турбина Т 4 содержит котельный регулятор мощности (на чертеже не показан) с регулятором расхода топлива РРТ 9 в качестве первичного регулятора, турбинный регулятор мощности ТРМ 10, формирователь сигнала отклонения от заданного значения частоты или скорости вращения ротора турбины ФСОЧ 11, задатчик и датчик соответственно 12, 13 давления пара перед турбиной Т 4, измеритель мощности ИМ 14, измеритель расхода топлива ИРТ 15 и формирователь задания по мощности ФЗМ 16 для обоих регуляторов. САРМ содержит также формирователь задания регулятору расхода топлива ФЗРТ 17, корректор задания по расходу топлива КЗРТ 18 и формирователь управляющего воздействия ФУВ 19 на ТРМ 10. При этом один из входов ФЗРТ 17 подключен к выходу ФЗМ 16, другой - к выходу КЗРТ 18, входы ФУВ 19 подключены к выходу ФЗМ 16, задатчику 12 по давлению на входе в турбину Т 4 и датчику 13 указанного давления.CARM power unit of a steam boiler K 1 - turbine T 4 contains a boiler power regulator (not shown) with a fuel consumption regulator PPT 9 as a primary regulator, a turbine power regulator TPM 10, a signal shaper deviation from the set frequency or rotation speed of the turbine rotor FSOCH 11, a master and a sensor, respectively, 12, 13 of the steam pressure in front of the turbine T 4, power meter IM 14, fuel consumption meter ИРТ 15 and power
КЗРТ 18 учитывает нестабильность качественных характеристик сжигаемого топлива и влияние изменения давления пара перед турбиной Т 4, вызванного перемещением ее регулирующих клапанов 8. Согласно изобретению он содержит (фиг.2) дифференциатор Д 20, сумматор 21, делитель 22 и два демпфера соответственно 23 и 24, причем вход дифференциатора Д 20 подключен к датчику 13 давления пара перед турбиной Т 4 (фиг.1), вырабатывающему сигнал pт', выход - к одному из входов сумматора 21 (фиг.2), к другому входу которого подключен выход ИМ 14 (фиг.1), вырабатывающему сигнал N, выход сумматора 21 подключен к одному из входов делителя 22 (фиг.2), другой вход которого подключен к выходу первого демпфера 23, вход которого подключен к ИРТ 15 (фиг.1), вырабатывающему сигнал Fт, a выход делителя 22 - ко входу второго демпфера 24 (фиг.2).KZRT 18 takes into account the instability of the qualitative characteristics of the combusted fuel and the effect of changes in steam pressure in front of the turbine T 4 caused by the movement of its control valves 8. According to the invention it contains (figure 2) a differentiator D 20, an adder 21, a divider 22 and two dampers, respectively 23 and 24 moreover, the input of the differentiator D 20 is connected to the steam pressure sensor 13 in front of the turbine T 4 (Fig. 1) that generates a signal p t ', the output to one of the inputs of the adder 21 (Fig. 2), to the other input of which the IM 14 output is connected (figure 1) generating a signal N, the output of the adder 21 is connected to one of the inputs of the divider 22 (figure 2), the other input of which is connected to the output of the first damper 23, the input of which is connected to the ИРТ 15 (figure 1), which generates the signal F t , and the output of the divider 22 to the input of the second damper 24 (figure 2).
САРМ, согласно изобретению, содержит также блок турбинного регулятора мощности БТРМ 25 (фиг.2), включающий в себя формирователь управляющего воздействия ФУВ 19 на ТРМ 10, сам ТРМ 10 и механизм управления турбины МУТ 26. ФУВ 19 в свою очередь содержит динамический преобразователь ДП 27 и сумматор 28, причем вход ДП 27 подключен к выходу ФЗМ 16, а выход - к первому входу сумматора 28. Другие два входа сумматора 28 подключены соответственно к задатчику 12, вырабатывающему сигнал и датчику 13 давления пара перед турбиной 4 (фиг.1), вырабатывающему сигнал pт'. Выход сумматора 28 является выходом ФУВ 19.CAPM, according to the invention, also contains a turbine power regulator unit BTRM 25 (Fig. 2), which includes a driver for controlling the action of the
ФЗМ 16 (фиг.2) содержит сумматор 29 и формирователь задания по первичной мощности ФЗПМ 30 на основе вырабатываемого ВСОЧ 11 сигнала Δf(Δn) по отклонению от заданного значения частоты f или скорости n вращения ротора турбины Т 4. При этом один из входов сумматора 29 подключен к задатчику плановой составляющей мощности Nзд.пл (на чертеже не показан), второй вход - к задатчику неплановой составляющей мощности Nзд.нпл (на чертеже не показан), третий вход - к выходу ФЗПМ 30, вход которого подключен к датчику 11 (фиг.1) отклонения от заданного значения частоты или скорости вращения ротора турбины Т 4. Выход сумматора 29 является выходом ФЗМ 16.FZM 16 (figure 2) contains an
САРМ энергоблока, согласно изобретению, работает следующим образом. При изменении одной из составляющих задания по мощности Nзд.пл, Nзд.нпл, Nзд.перв (последнее формируется в ФЗПМ 30 (фиг.2) путем умножения сигнала, пропорционального изменению Δf частоты или Δn скорости вращения ротора турбины Т 4, на Kперв - коэффициент, определяющий статизм первичного регулирования) результирующий сигнал Nзд задания по мощности с выхода ФЗМ 16 поступает на РРТ 9 (фиг.1) и ТРМ 10 (фиг.1 и 2). При возникновении сигнала Nзд пропорционально ему изменяется задание по расходу топлива Fт.зд, приводящее к согласованному изменению расходов топлива, воздуха и питательной воды. При этом на РРТ 9 сигнал Nзд поступает через ФЗРТ 17, формирующий выходной сигнал задания по расходу топлива Fт.зд=Nзд(Fт/N)cp, где (Fт/N)cp - усредненное отношение расхода топлива к текущему значению мощности. Это отношение получается путем деления в делителе 22 (фиг.2) сигнала по Fт, пропущенного через первый демпфер 23, на сумму сигнала по N и формируемого дифференциатором Д 20 исчезающего сигнала по давлению пара pт' перед турбиной Т 4. При правильной настройке дифференциатора Д 20 указанная сумма N+dpn/dt практически не реагирует на отклонение положения регулирующих клапанов 8 и в то же время интенсивно изменяется при изменении Fт. Первый демпфер 23 настраивается таким образом, чтобы сблизить его динамические характеристики с динамикой изменения N+dpn/dt при возмущении Fт. Выходной сигнал делителя 22 дополнительно сглаживается вторым демпфером 24. Таким образом, при неизменной калорийности топлива изменение Fт не приводит к существенному изменению (Fт/N)cp, что и обуславливает высокое качество регулирования по каналу Fт в разомкнутом контуре. Сигнал, пропорциональный указанному отношению, формируется в КЗРТ 18. Сигнал задания по мощности Nзд, поступающий на ТРМ 10 в БТРМ 25 (фиг.2), подается на вход ДП 27 и после преобразования суммируется в сумматоре 28 с задающим и текущим сигналами соответственно и по давлению пара перед турбиной Т 4. Выходной сигнал от сумматора 28, пройдя ТРМ 10 и МУТ 26, преобразуется в сигнал Нт перемещения регулирующих клапанов 8 турбины Т 4 (фиг.1). При этом ТРМ 10 получает основной сигнал по небалансу между фактическим и заданным значениями давления пара перед турбиной Т 4 и динамический исчезающий сигнал по Nзд, формируемый динамическим преобразователем ДП 27 и предназначенный для компенсации изменения при перемещении Нт.CAPM power unit, according to the invention, operates as follows. When you change one of the components of the task in terms of power N health pl , N health npl , N health first (the latter is formed in FZPM 30 (figure 2) by multiplying the signal proportional to the change Δf frequency or Δn of the speed of rotation of the turbine rotor T 4, prim to K - coefficient determining droop primary regulation) N resultant signal zd reference power output from FGM 16 arrives at RRT 9 (Fig.1) and TPM 10 (Figures 1 and 2). When an N zd signal proportional to it the task of changing the fuel flow rate F t.zd, leading to a consistent change in fuel consumption, air and the feedwater. At the same time, on PPT 9, the signal N rear comes through FZRT 17, which generates the output signal of the reference for fuel consumption F tzd = N rear (F t / N) cp , where (F t / N) cp is the average ratio of fuel consumption to the current power value. This ratio is obtained by dividing in the divider 22 (FIG. 2) the signal according to F t , passed through the first damper 23, by the sum of the signal according to N and the disappearing signal generated by the differentiator D 20 by the vapor pressure p t 'in front of the turbine T 4. If correctly configured of the differentiator D 20, the indicated sum N + dp n / dt practically does not react to the deviation of the position of the control valves 8 and at the same time changes intensively with a change in F t . The first damper 23 is adjusted in such a way as to bring its dynamic characteristics closer to the dynamics of changes N + dp n / dt with a disturbance F t . The output signal of the divider 22 is additionally smoothed by the second damper 24. Thus, at a constant calorific value of the fuel, a change in F t does not lead to a significant change (F t / N) cp , which leads to a high quality of control over the channel F t in an open loop. A signal proportional to the specified ratio is generated in KZRT 18. The reference signal for power N rear , fed to the
Таким образом, техническое решение, согласно изобретению, обеспечивает высокое качество регулирования мощности энергоблока котельным регулятором в разомкнутой системе регулирования.Thus, the technical solution according to the invention provides high quality power unit power control by a boiler controller in an open control system.
Источник информацииThe source of information
1. Авторское свидетельство SU №691586, F01K 13/02, 1976.1. Copyright certificate SU No. 691586, F01K 13/02, 1976.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121529/06A RU2315871C1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121529/06A RU2315871C1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2315871C1 true RU2315871C1 (en) | 2008-01-27 |
Family
ID=39110033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121529/06A RU2315871C1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2315871C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175169U1 (en) * | 2017-05-31 | 2017-11-24 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Device for automatically generating additional electrical power from turbines of type "T" |
RU2722680C1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-06-03 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Adaptive digital turbine control system |
-
2006
- 2006-06-20 RU RU2006121529/06A patent/RU2315871C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175169U1 (en) * | 2017-05-31 | 2017-11-24 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Device for automatically generating additional electrical power from turbines of type "T" |
RU2722680C1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-06-03 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Adaptive digital turbine control system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2743425C (en) | Method for operating a waste heat steam generator | |
CA2747047C (en) | Steam temperature control using dynamic matrix control | |
CA2868093C (en) | Steam temperature control using model-based temperature balancing | |
KR20080015730A (en) | Methods and systems for gas turbine engine control | |
US3894396A (en) | Control system for a power producing unit | |
CN109668139B (en) | Engine-boiler coordination control method for supercritical thermal power generating unit | |
RU2315871C1 (en) | System of automatic control of power of steam boiler-turbine power unit | |
JPS605761B2 (en) | Boiler turbine control system | |
JP5292014B2 (en) | Cross-flow type exhaust heat recovery boiler and control method thereof | |
US4049971A (en) | Output regulator for a thermal power-producing plant | |
JP2006046874A (en) | Drum level control system | |
US20210341139A1 (en) | Feedwater control for a forced-flow waste-heat steam generator | |
RU2044215C1 (en) | Device for control of steam temperature in boiler unit | |
RU2044216C1 (en) | Automatic superheated steam temperature controller for steam generator | |
CN113283098B (en) | Calculation method for steam temperature feedforward control signal of superheater/reheater of thermal power generating unit | |
JPH11351504A (en) | Boiler controlling device | |
JPS6135441B2 (en) | ||
SU1451443A1 (en) | Automatic system for regulating steam parameters after power-generating boiler | |
JPH0412329Y2 (en) | ||
SU580402A1 (en) | Device for automatic control of uniflow steam boiler | |
RU12214U1 (en) | SYNCHRONIZED AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR BOILER PLANTS | |
SU1325248A1 (en) | Method of automatic control of straight-through boiler | |
JPH1163481A (en) | Method and apparatus for controlling pressure of fuel gas in gas fired boiler | |
JPH031563B2 (en) | ||
JPS60134904A (en) | Cooperative controller of thermal power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100621 |