RU2516989C1

RU2516989C1 - Method to control valve of periodical blowdown of drum boiler and device for its realisation

Info

Publication number: RU2516989C1
Application number: RU2012145645/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Матвеевич Демин
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-27
Also published as: RU2012145645A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: in the method to control a valve of periodical blowdown of a drum boiler they additionally measure flow rate of reheated steam, generate signals of current and set quantity of steam, generated in the blowdown-to-blowdown period of time, generate commands of zeroing and start of count of the current quantity of steam generated within the blowdown-to-blowdown period of time, measure position of the actuation mechanism and by sign of position variation speed signal define condition of the valve and generate signals "open" or "close". Definition of the blowdown-to-blowdown interval of time is carried out by comparison of the current quantity of steam produced in the blowdown to blowdown period of time with the set one, which, when achieved, triggers supply of the valve opening signal, by the "open" signal they generate a command to zero the current quantity of steam produced in the blowdown-to-blowdown period of time, at the "open" signal they stop supplying the signal to control valve opening, besides, retaining the valve in the open condition is done by setting time delay, afterwards they start supplying control signal to control valve closing, at the "close" signal they generate the command to start count of the current quantity of steam, generated in the blowdown-to-blowdown period of time, and at the "close" signal they stop supplying control signal to control the valve closing. The device to control the valve of periodical blowdown of the drum boiler comprises a valve with an actuator, a generator of a signal to start an actuator, a timer, a sensor of reheated steam flow rate, a sensor of actuator position, a sensor of open valve position and a sensor of closed valve position, an integrator, a differentiator, three RS-triggers, a zero organ and a setter of steam quantity generated within the blowdown to blowdown period of time.

EFFECT: provision of accurate control of a periodical blowdown valve in a regulating mode of drum boiler operation.

2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к тепловой энергетике и может применяться для управления периодической продувкой барабанных котлов тепловых электростанций.The invention relates to thermal energy and can be used to control the periodic purge of drum boilers of thermal power plants.

Известен способ управления периодической продувкой для удаления скоплений шлама из нижних коллекторов циркуляционных контуров барабанных котлов 1-2 раза в смену. При этом величина межпродувочного интервала времени примерно определена частотой продувки (Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций: учеб. пособие. - М.: Энергоиздат, 1981. - С.250. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.91). Способ обеспечивает управление с фиксированным максимальным временем межпродувочного интервала, что позволяет исключить недопустимое количество накопления шлама.A known method of controlling periodic blowdown to remove accumulations of sludge from the lower collectors of the circulation circuits of drum boilers 1-2 times per shift. The magnitude of the inter-purge time interval is approximately determined by the purge frequency (G. Pletnev. Automated Control of Thermal Power Plant Objects: Textbook. - M.: Energoizdat, 1981. - P.250. Thermal and Nuclear Power Plants: Reference Book / Ed. Edited by V.A. Grigoriev, V. M. Zorin. - M.: Energoatomizdat, 1989. - P. 91). The method provides control with a fixed maximum time between-purge interval, which eliminates the unacceptable amount of accumulation of sludge.

Недостатком способа является отсутствие обеспечения требуемой точности управления водно-химическим режимом (ВХР) барабанного котла, т.к. способ не учитывает изменения свойств технологического процесса по производству пара и интенсивности накопления шлама, при этом нет контроля состояний механизма, управляющего клапаном периодической продувки, то есть невозможно обеспечить точность управления клапаном во всех его состояниях. При этом отсутствует управление количеством воды, удаляемой из барабанного котла с периодической продувкой, что требует его завышения, и таким образом снижается экономичность работы установки.The disadvantage of this method is the lack of the required accuracy of control of the water-chemical regime (VHR) of the drum boiler, because the method does not take into account changes in the properties of the technological process for the production of steam and the intensity of accumulation of sludge, while there is no state control of the mechanism that controls the periodic purge valve, that is, it is impossible to ensure the accuracy of control of the valve in all its states. At the same time, there is no control over the amount of water removed from the drum boiler with periodic purging, which requires its overestimation, and thus reduces the efficiency of the installation.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления клапаном, обеспечивающий его периодическое открытие и закрытие (Способ управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов, и устройство для его реализации. Патент РФ 2260222, H01F 7/18, 2005 г.).Closest to the proposed method is a valve control that provides for its periodic opening and closing (Method for controlling a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, and a device for its implementation. RF Patent 2260222, H01F 7/18, 2005).

Способ осуществляют путем подачи и прекращения подачи сигналов управления открытием и закрытием клапана, определения состояний клапана и формирования сигналов «открыт» и «закрыт», задания выдержки времени и обеспечения удержания клапана в открытом состоянии. При этом фиксированное время открытого состояния клапана задается с помощью таймера.The method is carried out by supplying and stopping the supply of control signals for opening and closing the valve, determining the state of the valve and generating the signals “open” and “closed”, setting the time delay and ensuring that the valve is kept open. In this case, the fixed time of the valve open state is set using the timer.

Первый недостаток способа и устройства по нему обусловлен отсутствием связи с параметрами основного технологического процесса - производства пара барабанным котлом. Решение относится к периодическому отбору проб для анализа, когда фиксированное задание выдержки времени определяет требуемую частоту проведения анализа, а обеспечение удержания клапана в открытом состоянии определяет требуемое количество отобранной для анализа пробы. Применение такого решения для задания величины межпродувочного интервала времени возможно только при работе барабанного котла на одной из постоянных нагрузок, когда можно относительно точно задать допустимое количество накопившегося шлама. При этом возможно установить также требуемую долю продувки относительно производительности котла путем обеспечения удержания клапана в открытом состоянии изменением задания длительности продувки. Однако при работе барабанного котла на разных постоянных нагрузках и особенно в регулирующем режиме с переменной производительностью интенсивность образования шлама меняется, поэтому необходимо учитывать изменение количества накапливающегося шлама и изменять межпродувочный интервал времени. Его необоснованное уменьшение ведет к частым продувкам и к увеличению потерь с продувочной водой. Необоснованное увеличение межпродувочного интервала времени ведет к заносу шламом нижней части циркуляционной системы, уплотнению шлама и возможности появления гидравлического удара из-за пробивания шламовой «пробки» при открытии клапана.The first disadvantage of the method and device for it is due to the lack of communication with the parameters of the main technological process - steam production by a drum boiler. The solution relates to periodic sampling for analysis, when a fixed time delay determines the required frequency of the analysis, and ensuring that the valve is kept open determines the required number of samples taken for analysis. The application of such a solution to set the inter-purge time interval is possible only when the drum boiler is operating at one of the constant loads, when it is possible to relatively accurately set the permissible amount of accumulated sludge. In this case, it is also possible to establish the required purge fraction relative to the boiler output by ensuring that the valve is kept open by changing the purge duration task. However, when the drum boiler operates at different constant loads, and especially in the variable-speed control mode, the rate of sludge formation changes, therefore, it is necessary to take into account the change in the amount of accumulated sludge and change the inter-purge time interval. Its unreasonable decrease leads to frequent purges and to an increase in losses with purge water. An unreasonable increase in the inter-purge time interval leads to the introduction of slurry into the bottom of the circulating system, compaction of the slurry, and the possibility of water hammer due to penetration of the slurry “plug” when the valve is opened.

Второй недостаток связан с реализацией способа устройством, в котором осуществляется контроль состояний клапана «открыт-закрыт-неисправен», но при этом формирователи сигналов включения исполнительного механизма (ИМ) предназначены для диагностики его исправности: на выходах формирователей формируются сигналы высокого уровня «1» об отсутствии тока в цепях при закрытых ключах или при обрывах в электрических цепях. О состояниях клапана «открыт» и «закрыт» судят по функционально полученным сигналам из условий диагностики - по интервалу времени, достаточному для перехода клапана из одного состояния в другое, либо по появлению напряжения, гарантирующего такой переход. Такие способы эффективны при диагностике исправности устройства, как подтверждение наличия условий для выполнения команд управления. Однако отсутствуют сигналы, которые формируют конечные выключатели ИМ. Кроме этого, отсутствуют контроль переходных состояний клапана и сигналы, характеризующие состояния клапана «открытие» и «закрытие», которые при управлении процессом периодической продувки обеспечивают работу устройства во взаимодействии с процессом продувки.The second drawback is associated with the implementation of the method by a device in which the state of the open-close-faulty valve is monitored, but at the same time, the actuator enable signal shapers (MI) are designed to diagnose its serviceability: high-level signals “1” about lack of current in the circuits with closed keys or with breaks in the electrical circuits. The valve states “open” and “closed” are judged by functionally received signals from the diagnostic conditions — by the time interval sufficient for the valve to transition from one state to another, or by the appearance of a voltage guaranteeing such a transition. Such methods are effective in diagnosing the health of a device, such as confirming the presence of conditions for executing control commands. However, there are no signals that form the limit switches of the MI. In addition, there is no control of the transient states of the valve and signals characterizing the states of the valve “opening” and “closing”, which, when controlling the process of periodic purge, ensure the operation of the device in interaction with the purge process.

Таким образом, в известном способе управления клапаном отсутствуют сигналы, характеризующие технологический процесс производства пара, который сопровождается образованием шлама в циркуляционном контуре, отсутствует комплекс сигналов, характеризующих все рабочие состояния клапана, обеспечивающего вывод шлама с периодической продувкой, и отсутствует алгоритм действий, который при переменной нагрузке барабанного котла обеспечивает точность процесса управления выводом шлама.Thus, in the known valve control method, there are no signals characterizing the steam production process, which is accompanied by the formation of sludge in the circulation circuit, there is no signal complex characterizing all the operating states of the valve providing output of the sludge with periodic blowing, and there is no algorithm of actions, which with a variable The loading of the drum boiler ensures the accuracy of the sludge outlet control process.

Соответственно в устройстве управления, реализующем способ, отсутствуют датчики параметров технологического процесса, позволяющие оценить интенсивность образования шлама и целесообразность момента проведения периодической продувки, датчики положения клапана и ИМ, обеспечивающие формирование комплекса сигналов о рабочих состояниях клапана «открытие-открыт-закрытие-закрыт», а также функциональные элементы, необходимые для управления клапаном в устройстве, которое определяет порядок формирования сигналов по условиям организации технологии продувки.Accordingly, in the control device that implements the method, there are no sensors of the parameters of the technological process, allowing to evaluate the rate of formation of sludge and the advisability of the moment of periodic purging, the position sensors of the valve and MI, providing the formation of a complex of signals about the operating states of the valve "open-open-close-closed", as well as functional elements necessary for controlling a valve in a device that determines the order of signal formation according to the conditions of organization t hnologii purge.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении точности управления клапаном периодической продувки в регулирующем режиме работы барабанного котла.The technical result achieved by the invention is to ensure accurate control of the periodic blowdown valve in the control mode of the drum boiler.

Технический результат достигается тем, что в способе управления клапаном периодической продувки барабанного котла, включающем подачу и прекращение подачи сигналов управления открытием и закрытием клапана, определение состояний клапана и формирование сигналов «открыт» и «закрыт», задание выдержки времени и обеспечение удержания клапана в открытом состоянии, дополнительно измеряют расход перегретого пара, формируют сигналы текущего и заданного количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, формируют команды обнуления и начала отсчета текущего количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, измеряют положение исполнительного механизма и по знаку сигнала скорости изменения положения определяют состояния клапана и формируют сигналы «открытие» или «закрытие», причем определение межпродувочного интервала времени осуществляют путем сравнения текущего количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, с заданным, при достижении которого включают подачу сигнала управления открытием клапана, по сигналу «открытие» формируют команду обнуления текущего количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, по сигналу «открыт» прекращают подачу сигнала управления открытием клапана, причем обеспечение удержания клапана в открытом состоянии производят по заданию выдержки времени, после чего включают подачу сигнала управления закрытием клапана, по сигналу «закрытие» формируют команду начала отсчета текущего количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, и по сигналу «закрыт» прекращают подачу сигнала управления закрытием клапана.The technical result is achieved in that in a method for controlling a valve for periodically purging a drum boiler, including supplying and stopping the supply of control signals for opening and closing the valve, determining valve states and generating signals “open” and “closed”, setting a time delay and keeping the valve open state, additionally measure the flow rate of superheated steam, generate signals of the current and predetermined amount of steam produced during the inter-purge time interval, form the update commands When the current amount of steam produced during the inter-purge time interval is measured and started, the position of the actuator is measured, and the valve state is determined by the sign of the signal of the rate of change of position and the “open” or “close” signals are generated, and the inter-purge time interval is determined by comparing the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, with a predetermined one, upon reaching which the control signal for opening the valve is turned on, by the “open” signal digging ”form a command to reset the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, according to the“ open ”signal, the valve opening control signal is stopped, and the valve is kept open when the time delay is set, then the valve closing control signal is turned on, by the “close” signal generates a command to start the counting of the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, and the control signal stops the signal by closing the valve.

Технический результат достигается тем, что устройство управления клапаном периодической продувки барабанного котла содержит клапан с исполнительным механизмом, формирователь сигнала включения исполнительного механизма, таймер, датчик расхода перегретого пара, датчик положения исполнительного механизма, датчик открытого положения клапана и датчик закрытого положения клапана, интегратор, дифференциатор, три RS-триггера, нуль-орган и задатчик количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, причем датчик расхода перегретого пара соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с первым входом формирователя сигнала включения исполнительного механизма, а задатчик количества пара, произведенного за межпродувочный интервал времени, соединен со вторым входом формирователя сигнала включения исполнительного механизма, выход которого подключен к входу R первого RS-триггера, выход первого RS-триггера соединен с входом «открыть» исполнительного механизма, а к входу S первого RS-триггера подключен датчик открытого положения клапана, при этом датчик открытого положения клапана через таймер подключен к входу R второго RS-триггера, вход S которого подключен к датчику закрытого положения клапана, а выход соединен с входом «закрыть» исполнительного механизма, датчик положения исполнительного механизма через дифференциатор соединен с нуль-органом, выходы которого «открытие» и «закрытие» клапана соответственно подключены к входам R и S третьего RS-триггера, а выход третьего RS-триггера подключен ко второму входу интегратора.The technical result is achieved by the fact that the control device for the periodic purge valve of the drum boiler includes a valve with an actuator, an actuator enable signal generator, a timer, an overheated steam flow sensor, an actuator position sensor, an valve open position sensor and a valve closed position sensor, an integrator, a differentiator , three RS-flip-flops, a zero-organ and a set point for the amount of steam produced during the inter-purge time interval, the flow sensor being unheated steam is connected to the first input of the integrator, the output of which is connected to the first input of the actuator enable signal shaper, and the amount of steam produced during the inter-purge time interval is connected to the second input of the actuator enable signal shaper, the output of which is connected to the input R of the first RS- trigger, the output of the first RS-trigger is connected to the “open” input of the actuator, and the valve open position sensor is connected to the input S of the first RS-trigger, while the open valve of the valve through a timer is connected to the input R of the second RS-flip-flop, the input S of which is connected to the sensor of the closed position of the valve, and the output is connected to the “close” input of the actuator, the position sensor of the actuator is connected via a differentiator to the null-body, the outputs of which “Opening” and “closing” of the valve are respectively connected to the inputs R and S of the third RS-trigger, and the output of the third RS-trigger is connected to the second input of the integrator.

Работа способа и устройства отражена в таблице формирования сигналов управления состояниями клапана периодической продувки.The operation of the method and device is reflected in the table of formation of the signal state control valve periodic purge.

Расход пара, характеризующий нагрузку барабанного котла, зависит от количества питательной воды, подаваемой в котел, и косвенно характеризует количество образующихся механических примесей, скапливающихся в нижних точках циркуляционной системы. Измерение расхода перегретого пара D_пе(t) обеспечивает в каждый момент времени t формирование сигнала текущего количества пара V_пе(t), полученного со времени окончания предыдущей продувки (закрытия клапана), которое соответствует моменту t_H начала межпродувочного интервала времени:The steam flow rate characterizing the load of the drum boiler depends on the amount of feed water supplied to the boiler and indirectly characterizes the amount of mechanical impurities that accumulate at the lower points of the circulation system. Measurement of the flow rate of superheated steam D _pe (t) provides at each moment of time t the formation of a signal of the current amount of steam V _pe (t) received from the end of the previous purge (valve closure), which corresponds to the time t _{H of the} beginning of the inter-purge time interval:

$V_{n e} (t) = \int_{t_{н}}^{t} D_{n e} (t) d t$

V_{n e} (t) = \int_{t_{n}}^{t} D_{n e} (t) d t

Изменением заданного количества пара V_зд, произведенного за межпродувочный интервал времени (МИВ), корректируется максимально допустимое количество шлама, накапливающегося в нижних точках циркуляционной системы барабанного котла за это время.By varying the predetermined amount of steam V _zd produced per mezhproduvochny time interval (MIV) is corrected maximum amount of sludge accumulating at the lowest points of the circulation system of the boiler drum during this time.

Сравнение текущего количества пара V_пе(t) с заданным V_здобеспечивает определение момента t_к окончания межпродувочного интервала времени и подачи сигнала управления открытием клапана:Comparison of the current amount of steam V _pe (t) with a given V _rear provides the determination of the moment t _{by the} end of the inter-purge time interval and the supply of the valve opening control signal:

t_к=t_н+Т_пп при V_пе(t_н)=0; V_пе(t_к)=V_зд,t _to = t _n + T _pp at V _ne (t _n ) = 0; V _ne (t _to ) = V _rear ,

где Т_пп - переменный межпродувочный интервал времени между двумя периодическими продувками при переменной нагрузке барабанного котла, работающего в регулирующем режиме.where T _pp - a variable inter-purge time interval between two periodic purges at a variable load of a drum boiler operating in a control mode.

Изменением задания выдержки времени обеспечения удержания клапана в открытом состоянии корректируется время продувки Т_пп, необходимое для удаления накопившегося за межпродувочный интервал времени шлама. Оно определяет количество продувочной воды, удаленной с одной непрерывной продувкой.By changing the time delay setting for holding the valve in the open state, the purge time T _pp required to remove the sludge accumulated during the inter-purge time interval is adjusted. It determines the amount of purge water removed with one continuous purge.

Согласованное изменение заданной выдержки времени Т_пп состояния клапана «открыт» при продувке и заданного количества пара V_зд, произведенного за МИВ, позволяет управлять долей воды, удаляемой с периодической продувкой.The coordinated change in the set time delay T _PP of the valve state is “open” during purging and the specified amount of steam _Vd , produced by the MIV, allows you to control the proportion of water removed with periodic purging.

Определение комплекса состояний клапана «открытие-открыт-закрытие-закрыт» обеспечивает точность управления клапаном продувки в зависимости от изменения производительности барабанного котла в регулирующем режиме.Determination of the set of states of the valve “opening-open-closing-closed” ensures the accuracy of controlling the purge valve, depending on changes in the performance of the drum boiler in the control mode.

Сигнал положения исполнительного механизма α_им(t) позволяет сформировать сигнал скорости его изменения dα_им(t)/dt, по знаку которого определяют направление перемещения клапана. Если знак сигнала положительный, то это означает, что клапан находится в состоянии «открытие», а если отрицательный - в состоянии «закрытие». Формирование сигналов, характеризующих переходные состояния клапана, обеспечивает требуемую точность управления клапаном в регулирующем режиме работы барабанного котла. При переходе клапана в состояние «открытие» производится обнуление текущего количества пара, произведенного за МИВ (с момента окончания предыдущей продувки), а при переходе клапана в состояние «закрытие» начинается новый цикл отсчета текущего количества пара.The position signal of the actuator α _them (t) allows you to generate a signal of the rate of change dα _them (t) / dt, the sign of which determines the direction of movement of the valve. If the signal sign is positive, then this means that the valve is in the "open" state, and if negative - in the "close" state. The formation of signals characterizing the transient state of the valve, provides the required accuracy of control of the valve in the regulatory mode of operation of the drum boiler. When the valve enters the “opening” state, the current amount of steam produced during the MIV is zeroed (from the moment the previous purge is completed), and when the valve enters the “closed” state, a new cycle of counting the current amount of steam begins.

Сигналы открытого и закрытого положения клапана определяют состояния «открыт» и «закрыт», обеспечивая подтверждение выполнения команд при подаче и прекращении подачи сигналов управления открытием и закрытием клапана.The open and closed position signals of the valve determine the states of “open” and “closed”, providing confirmation of the execution of commands when giving and stopping the supply of control signals for opening and closing the valve.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a block diagram of a device that implements the proposed method.

Устройство управления клапаном периодической продувки барабанного котла содержит клапан 1 периодической продувки с исполнительным механизмом 2, к входам «открыть» и «закрыть» которого подключены сигналы управления открытием и закрытием клапана. Датчик 3 расхода перегретого пара соединен с первым входом интегратора 4, выход которого соединен с первым входом, а задатчик 5 количества пара, произведенного за МИВ, со вторым входом формирователя 6 сигнала включения ИМ, выход которого подключен к входу R первого RS-триггера 7, к входу S которого подключен датчик 8 открытого положения клапана, а выход к входу «открыть» исполнительного механизма 2. Датчик 8 через таймер 9 также подключен к входу R второго RS-триггера 10, к входу S которого подключен датчик 11 закрытого положения клапана, а выход к входу «закрыть» исполнительного механизма 2. Датчик 12 положения ИМ через дифференциатор 13 соединен с нуль-органом 14, первый выход которого «открытие» подключен к входу R третьего RS-триггера 15, к входу S которого подключен второй выход «закрытие» нуль-органа 14, а выход подключен ко второму входу интегратора 4.The control device for the periodic blowdown valve of the drum boiler comprises a periodic blowdown valve 1 with an actuator 2, to the open and close inputs of which control signals for opening and closing the valve are connected. The superheated steam flow sensor 3 is connected to the first input of the integrator 4, the output of which is connected to the first input, and the steam quantity generator 5 produced behind the MIV, with the second input of the MI enable signal shaper 6, the output of which is connected to the input R of the first RS-trigger 7, to the input S of which the sensor 8 for open valve position is connected, and the output to the input “open” for the actuator 2. The sensor 8 through the timer 9 is also connected to the input R of the second RS-trigger 10, to the input S of which the sensor 11 for the closed valve position is connected, and exit to entrance "Close" the actuator 2. The sensor 12 of the position of the MI through the differentiator 13 is connected to the zero-organ 14, the first output of which is "opening" is connected to the input R of the third RS-trigger 15, to the input S of which is connected the second output of the "closing" of the zero-organ 14, and the output is connected to the second input of the integrator 4.

Датчик 3 расхода перегретого пара совместно с интегратором 4, к первому аналоговому входу которого он присоединен, обеспечивают измерение текущего количества пара, произведенного за МИВ, и по этому сигналу косвенно - количество механической взвеси (шлама), которое зависит, с одной стороны, от организации ВХР барабанного котла, в т.ч. от качества подготовки питательной воды, а с другой, от производительности котла, которая обеспечивается подачей в него требуемого количества питательной воды.The superheated steam flow sensor 3, together with the integrator 4, to the first analog input of which it is connected, provides a measurement of the current amount of steam produced behind the MIV, and this signal indirectly measures the amount of mechanical suspension (sludge), which, on the one hand, depends on the organization VHR of a drum boiler, including on the quality of the preparation of feed water, and on the other hand, on the performance of the boiler, which is ensured by supplying the required amount of feed water to it.

Интегратор 4 по сигналу логической «1» на втором дискретно-управляемом входе от третьего RS-триггера 15, которым он управляется, обнуляет свой выход при переходе клапана в состояние «открытие» (начало продувки). По сигналу логического «0» (при снятии «1») при переходе клапана в состояние «закрытие» (окончание продувки) интегратор 4 запускается и по текущим значениям расхода пара формирует сигнал количества пара, произведенного за МИВ.The integrator 4 by the logical “1” signal at the second discretely controlled input from the third RS-trigger 15, which it is controlled by, resets its output when the valve switches to the “open” state (start of purging). According to the logical “0” signal (when “1” is removed), when the valve switches to the “close” state (end of purge), the integrator 4 starts up and, based on the current values of the steam flow rate, generates a signal of the amount of steam produced per MIV.

Задатчиком 5 количества пара, произведенного за МИВ, по результатам испытаний в соответствии с физико-химическими процессами косвенно задают верхнюю границу допустимого количества шлама, накапливающегося в нижних точках циркуляционного контура барабанного котла.According to the results of tests in accordance with physicochemical processes, the setter 5 of the amount of steam produced behind the MIV indirectly sets the upper limit of the permissible amount of sludge accumulating at the lower points of the circulation circuit of the drum boiler.

Формирователь 6 сигнала включения ИМ выполняет функцию блока сравнения, который формирует командный сигнал начала продувки по разности сигналов от интегратора 4 и задатчика 5 при превышении величины текущего количества пара, произведенного за МИВ, его заданного значения. В зависимости от знака разности входных сигналов на выходе формирователя 6 формируется сигнал логического управления «0» (текущее значение количества пара меньше заданного) или «1» (текущее значение больше заданного), который управляет первым RS-триггером 7.Shaper 6 of the enable signal MI performs the function of a comparison unit, which generates a command signal to start purging by the difference of signals from integrator 4 and setter 5 when the value of the current quantity of steam produced per MIV exceeds its predetermined value. Depending on the sign of the difference of the input signals at the output of the shaper 6, a logical control signal “0” (the current value of the amount of steam is less than the set value) or “1” (the current value is more than the set value) is generated, which controls the first RS-trigger 7.

RS-триггеры 7, 10 и 15 выполняют функцию памяти, они формируют на выходе логическую «1» при наличии логической «1» на входах R («пуск»). При подаче логической «1» на входы S («сброс» памяти) на выходах формируется логический «0». Второй вход имеет приоритет над первым.RS-flip-flops 7, 10 and 15 perform a memory function, they form a logical “1” at the output in the presence of a logical “1” at the R inputs (“start”). When a logical “1” is applied to the S inputs (memory “reset”), a logical “0” is formed at the outputs. The second entry takes precedence over the first.

Первый RS-триггер 7 и второй RS-триггер 10 обеспечивают подачу и прекращение подачи сигналов управления открытием и закрытием клапана на входы «открыть» и «закрыть» исполнительного механизма 2.The first RS-flip-flop 7 and the second RS-flip-flop 10 provide the supply and termination of the supply of control signals for opening and closing the valve to the inputs "open" and "close" of the actuator 2.

Первый RS-триггер 7 по команде на входе R о начале продувки от формирователя 6 сигнала включения ИМ формирует на выходе логическую «1», которая поступает на вход «открыть» исполнительного механизма 2 управления клапаном 1. После открытия датчик 8 открытого положения клапана формирует логическую «1», поступающую на вход S. Сигнал от датчика показывает, что команда выполнена, процесс открытия завершен, и выход первого RS-триггера 7 обнуляется. Исполнительный механизм 2 прекращает воздействие на клапан 1.The first RS-trigger 7 on a command at the input R about the start of purging from the driver 6 of the enable signal MI generates a logical “1” at the output, which is fed to the input “open” of the actuator 2 of valve control 1. After opening, the sensor 8 of the open valve position generates a logical “1”, which is input S. The signal from the sensor indicates that the command has been completed, the opening process has been completed, and the output of the first RS-trigger 7 is reset. The actuator 2 stops the impact on the valve 1.

Аналогично функционирует второй RS-триггер 10 по команде на входе R от таймера 9, формируя на выходе логическую «1», которая поступает на вход «закрыть» механизма 2 управления клапаном 1. После закрытия датчик 11 закрытого положения клапана формирует логическую «1», поступающую на вход S: команда выполнена, процесс закрытия завершен, и выход второго RS-триггера 11 обнуляется, механизм 2 прекращает воздействие на клапан 1.The second RS-flip-flop 10 operates similarly on a command at the input R from timer 9, forming a logical “1” at the output, which is fed to the “close” input of valve control mechanism 2. After closing, the sensor 11 of the closed valve position generates a logical “1”, arriving at input S: the command is completed, the closing process is completed, and the output of the second RS-flip-flop 11 is reset, mechanism 2 stops the action on valve 1.

Датчики 8 открытого положения и 11 закрытого положения клапана формируют сигналы состояний клапана «открыт» во время продувки и «закрыт» в межпродувочный интервал времени, обеспечивая логику управления клапаном в этих двух его состояниях. В исполнительных механизмах, которыми приводятся в движение клапаны, эту функцию выполняют конечные выключатели, нормально замкнутые контакты которых предназначены для разрыва цепей управления, а нормально разомкнутые формируют сигналы состояний «открыт» или «закрыт» (КВ0 - конечный выключатель открытого положения, КВ3-конечный выключатель закрытого положения). При замыкании контакта формируется логическая «1», а при размыкании - логический «0».Sensors 8 of the open position and 11 of the closed position of the valve generate the state signals of the valve “open” during purging and “closed” in the inter-purge time interval, providing control logic for the valve in these two states. In the actuators that drive the valves, this function is performed by limit switches, normally closed contacts of which are designed to break the control circuits, and normally open ones form state signals "open" or "closed" (KB0 - end position switch, KB3-end closed position switch). When the contact is closed, a logical "1" is formed, and when opened, a logical "0" is formed.

Датчик 12 положения ИМ, характеризующий степень открытия клапана, совместно с дифференциатором 13 обеспечивают формирование сигнала скорости изменения положения ИМ (скорости перемещения клапана), по знаку которого судят о направлении перемещения: положительный - «открытие», отрицательный - «закрытие».The MI position sensor 12, characterizing the degree of valve opening, together with the differentiator 13 provide the signal of the rate of change of position of the MI (valve movement speed), by the sign of which they judge the direction of movement: positive - “opening”, negative - “closing”.

Сигнал с выхода дифференциатора 13 подается на нуль-орган 14, который предназначен для определения переходных состояний клапана «открытие» или «закрытие» и формирования логических «1» на первом или втором выходах соответственно при положительном или отрицательном знаке сигнала скорости.The signal from the output of the differentiator 13 is fed to the null-organ 14, which is designed to determine the transition states of the valve "opening" or "closing" and the formation of logical "1" at the first or second outputs, respectively, with a positive or negative sign of the speed signal.

Первый выход «открытие» и второй выход «закрытие» нуль-органа 14 управляют входами R и S третьего RS-триггера 15, логическая команда управления «1» с выхода которого подается на второй дискретно-управляемый вход интегратора 4 и при открытии клапана продувки обнуляет выход интегратора, а при закрытии логическая команда «0» запускает интегратор 4 на новый цикл расчета количества пара, произведенного за МИВ.The first output “opening” and the second output “closing” of the zero-organ 14 control the inputs R and S of the third RS-trigger 15, the logical control command “1” from the output of which is fed to the second discretely-controlled input of the integrator 4 and when the purge valve is opened, it resets the output of the integrator, and when closed, the logical command "0" starts the integrator 4 on a new cycle of calculating the amount of steam produced per MIV.

Таймер 9 задания выдержки времени обеспечивает удержание клапана в открытом состоянии при продувке. Он получает сигнал от датчика 8 открытого положения клапана и через заданное время периодической продувки пропускает его на вход R второго RS-триггера 10. Тем самым задается количество продувочной воды за одно открытие клапана, что позволяет совместно с величиной задания, формируемого задатчиком 5, управлять долей воды, удаляемой из барабанного котла с периодической продувкой.The timer 9 sets the time delay keeps the valve open when purging. He receives a signal from the sensor 8 of the open position of the valve and after a predetermined period of periodic purge passes it to the input R of the second RS-flip-flop 10. Thus, the amount of purge water for one opening of the valve is set, which allows, together with the value of the task generated by the setter 5, to control the proportion water removed from the drum boiler with periodic purging.

В межпродувочный интервал времени клапан 1 периодической продувки находится в закрытом состоянии и сигналы управления открытием и закрытием клапана на исполнительный механизм 2 не поступают. Сигнал D_пе(t) текущего расхода перегретого пара от датчика 3 поступает на первый вход интегратора 4, который формирует на выходе сигнал V_пе(t) текущего количества пара, произведенного за МИВ. В начале предыдущей продувки управляющей логической «1» от третьего RS-триггера, поданной на второй вход интегратора 4, его выход был сначала обнулен, а при окончании продувки логическим «0» интегратор 4 затем был запущен и начал отсчет текущего количества пара, произведенного за МИВ.In the inter-purge time interval, the periodic purge valve 1 is in the closed state and the valve opening and closing control signals are not received by the actuator 2. The signal D _pe (t) of the current flow rate of superheated steam from the sensor 3 is fed to the first input of the integrator 4, which generates a signal V _pe (t) of the current amount of steam produced per MIV at the output. At the beginning of the previous purge of the control logic “1” from the third RS-trigger applied to the second input of the integrator 4, its output was first reset, and when the purge was completed with a logical “0”, the integrator 4 was then started and started counting the current amount of steam produced during MIV.

После превышения величины сигнала V_пе(t) от интегратора 4 сигнала V_зд от задатчика 5 заданного значения количества пара, произведенного за МИВ, изменение знака разности сигналов формирует на выходе формирователя 6 сигнала включения ИМ логическую «1», которая подается на вход R первого RS-триггера 7 (0 при V_пе(t)≤V_зд; 1 при V_пе(t)>V_зд).After exceeding the magnitude of the signal V _pe (t) from the integrator 4 of the signal V _rear from the set point 5 of the set value of the amount of steam produced per MIV, the change in the sign of the difference of the signals generates a logical “1” at the output of the driver 6 of the enable signal IM, which is fed to the input R of the first RS-flip-flop 7 (at 0 V _ne (t) ≤V _zd; _ne 1 when V (t)> V _zd).

Клапан находится в это время в состоянии «закрыт», поэтому сигнал от датчика 8 открытого положения клапана на входе S RS-триггера 7 отсутствует (логический «0»), что обеспечивает получение необходимого разрешающего условия на формирование первым RS-триггером 7 сигнала включения, подаваемого на вход «открыть» исполнительного механизма 2. Он открывает клапан 1 до тех пор, пока тот не будет открыт полностью. В состоянии «открыт» на выходе датчика 8 открытого положения клапана появляется логическая «1», поступающая на вход S RS-триггера 7. Происходит прекращение подачи сигнала управления открытием клапана.The valve is in the “closed” state at this time, therefore, the signal from the sensor 8 of the open valve position at the input S of the RS flip-flop 7 is absent (logical “0”), which ensures the necessary enabling condition for the first RS-flip-flop 7 to generate an enable signal, fed to the input to "open" the actuator 2. It opens the valve 1 until then, until it is fully open. In the “open” state, a logic “1” appears at the output of the sensor 8 for open valve position, which is fed to the input S of the RS-flip-flop 7. The valve opens the signal for controlling the opening of the valve.

Когда клапан начинает открываться, по сигналу α_им(t) от датчика 12 положения ИМ дифференциатор 13 формирует сигнал dα_им(t)/dt скорости изменения положения ИМ. Нуль-орган 14 определяет знак сигнала скорости. При положительном знаке сигнала dα_им(t)/dt>0, который подтверждает состояние «открытие», на первом выходе нуль-органа 14 формируется логическая «1». Этот сигнал подается на вход R («пуск») третьего RS-триггера 15. На его входе S («сброс») отсутствует управляющий сигнал «1» от второго выхода нуль-органа 14, формируемый в состоянии клапана «закрытие», когда dα_им(t)/dt<0. Поэтому третий RS-триггер 15 запоминает команду на входе R и формирует на своем выходе логическую «1», которая поступает на второй вход интегратора 4, обеспечивая обнуление его выхода.When the valve begins to open, according to the signal α _them (t) from the sensor 12 position IM differentiator 13 generates a signal dα _them (t) / dt the rate of change of position of the MI. Zero-organ 14 determines the sign of the speed signal. With a positive sign of the signal dα _it (t) / dt> 0, which confirms the state of “opening”, a logical “1” is formed at the first output of the zero-organ 14. This signal is fed to the input R (“start”) of the third RS-flip-flop 15. At its input S (“reset”) there is no control signal “1” from the second output of the null-organ 14, which is generated in the state of the valve “close” when dα _them (t) / dt <0. Therefore, the third RS-trigger 15 remembers the command at the input R and generates at its output a logical "1", which is fed to the second input of the integrator 4, ensuring the zeroing of its output.

После перехода клапана в состояние «открыт» логическая «1» от датчика 8 наряду с поступлением на вход R первого RS-триггера 7 инициирует запуск таймера 9 выдержки времени τ_пп периодической продувки для обеспечения удержания клапана в открытом состоянии. С этого момента начинается отсчет текущего времени периодической продувки τ_пп до заданного значения τ_пп. По окончании этого времени на выходе таймера 9 формируется логическая «1», которая подается на вход R второго RS-триггера 10 (0 при t_пп≤τ_пп; 1 при t_nn>τ_пп).After the valve is in the “open” state, the logical “1” from the sensor 8, along with the first RS trigger 7 entering the input R, initiates the start of the timer 9 of the time delay τ _{pp of} periodic purge to ensure that the valve is kept open. From this moment begins the countdown of the current time of periodic purge τ _pp to a given value of τ _pp . At the end of this time, a logic “1” is formed at the output of timer 9, which is fed to the input R of the second RS-trigger 10 (0 for t _pp ≤ τ _pp ; 1 for t _nn > τ _pp ).

Клапан находится в это время в состоянии «открыт», поэтому сигнал от датчика 11 закрытого положения клапана на входе S второго RS-триггера 10 отсутствует (логический «0»), что обеспечивает получение необходимого разрешающего условия на формирование им сигнала включения, подаваемого на вход «закрыть» исполнительного механизма 2. Он закрывает клапан 1 до тех пор, пока тот не будет закрыт полностью. В состоянии клапана «закрыт» на выходе датчика 11 закрытого положения клапана появляется логическая «1», поступающая на вход S второго RS-триггера 10. Происходит прекращение подачи сигнала управления закрытием клапана.The valve is in the open state at this time, therefore, there is no signal from the valve 11 closed position sensor at the input S of the second RS-trigger 10 (logical “0”), which ensures the necessary enabling condition for it to generate an enable signal supplied to the input “Close” actuator 2. It closes valve 1 until it is completely closed. In the state of the valve “closed” at the output of the sensor 11 of the closed position of the valve, a logical “1” appears, which is fed to the input S of the second RS-flip-flop 10. The valve closes the control signal.

Когда клапан начинает закрываться, по сигналу α_им(t) от датчика 12 положения ИМ дифференциатор 13 формирует сигнал dα_им(t)/dt скорости изменения положения ИМ. Нуль-орган 14 определяет знак сигнала скорости. При отрицательном знаке сигнала dα_им(t)/dt<0, который подтверждает состояние «закрытие», на втором выходе нуль-органа 14 формируется логическая «1». Этот сигнал подается на вход S («стоп») третьего RS-триггера 15, который формирует на своем выходе логический «0», поступающий на второй вход интегратора 4, обеспечивая его запуск и начало расчета текущего количества расхода пара, произведенного за МИВ.When the valve starts to close, the signal α _them (t) from the sensor 12 position IM differentiator 13 generates a signal dα _them (t) / dt the rate of change of position of the MI. Zero-organ 14 determines the sign of the speed signal. If the signal dα is negative, _{they have} (t) / dt <0, which confirms the “close” state, and a logical “1” is formed at the second output of the null-organ 14. This signal is fed to the input S (“stop”) of the third RS-flip-flop 15, which forms a logical “0” at its output, which is fed to the second input of the integrator 4, ensuring its start and the start of calculating the current amount of steam flow produced per MIV.

Воздействием на задатчик 5 корректируется максимально допустимое количество шлама, накапливающегося в нижних точках циркуляционной системы барабанного котла и определяемое количеством пара, произведенного за МИВ. Причем минимальная величина задания должна обеспечивать периодическую продувку не реже одного раза за смену.The impact on the setter 5 corrects the maximum allowable amount of sludge that accumulates at the lower points of the circulation system of the drum boiler and is determined by the amount of steam produced during the MIV. Moreover, the minimum value of the task should provide periodic purge at least once per shift.

Воздействием на таймер 9 корректируется заданное время продувки, необходимое для удаления накопившегося за межпродувочный интервал времени шлама. Оно определяет количество продувочной воды, удаленной с периодической продувкой.Influence on the timer 9 corrects the set purge time necessary to remove the sludge accumulated during the inter-purge time interval. It determines the amount of purge water removed with intermittent purging.

Согласованное воздействие на задатчик 5 и таймер 9 обеспечивает управление долей воды, удаляемой с периодической продувкой.The coordinated effect on the setter 5 and the timer 9 provides control of the proportion of water removed with periodic purging.

При осуществлении способа и работе устройства по нему котел может работать как в базовом режиме с любой требуемой постоянной производительностью, так и в регулирующем с переменной производительностью. При этом частота проведения периодической продувки определяется величиной межпродувочного интервала времени, которая автоматически определяется и меняется в зависимости от изменения нагрузки барабанного котла.When implementing the method and the operation of the device on it, the boiler can operate both in the basic mode with any required constant output, and in the regulating one with variable output. The frequency of the periodic purge is determined by the size of the inter-purge time interval, which is automatically determined and changes depending on the change in the load of the drum boiler.

Способ может быть реализован как с применением обычных электронных средств, так и программируемых контроллеров, например типа «Ремиконт».The method can be implemented using conventional electronic means as well as programmable controllers, for example, such as "Remicont".

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют обеспечить точность управления клапаном периодической продувки барабанного котла в регулирующем режиме работы. Это осуществляется за счет измерения паропроизводительности барабанного котла, обеспечивающего косвенную оценку накопления шлама, и определения состояний клапана «открытие-открыт-закрытие-закрыт».Thus, the proposed method and device can provide accuracy control valve periodic purge of the drum boiler in a regulatory mode of operation. This is done by measuring the steam capacity of the drum boiler, providing an indirect assessment of the accumulation of sludge, and determining the state of the valve "open-open-close-closed".

Claims

1. A method of controlling a valve for periodically purging a drum boiler, including supplying and stopping the supply of control signals for opening and closing the valve, determining valve states and generating “open” and “closed” signals, setting a time delay and keeping the valve open, characterized in that that additionally measure the flow rate of superheated steam, generate signals of the current and predetermined amount of steam produced during the inter-purge time interval, form zeroing commands and start counting the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, the position of the actuator is measured and the valve state is determined by the sign of the signal of the rate of change of position and the signals “open” or “close” are generated, and the inter-purge time interval is determined by comparing the current amount of steam produced during the inter-purge the time interval, with a predetermined time, upon reaching which the control signal for opening the valve is turned on; to zero the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, the “open” signal stops the valve opening control signal being supplied, and the valve is kept open when the time delay is set, then the valve closing control signal is turned on, by the “closing” signal "Form a command to start the counting of the current amount of steam produced during the inter-purge time interval, and by the signal" closed ", the control signal for closing the valve is stopped on.

2. A valve control device for periodic purging of a drum boiler, comprising a valve with an actuator, an actuator enable signal generator, a timer, an overheated steam flow sensor, an actuator position sensor, an open valve position sensor and a valve closed position sensor, an integrator, a differentiator, three RS -trigger, zero-organ and setpoint for the amount of steam produced during the inter-purge time interval, the superheated steam flow sensor being connected to the first input an integrator, the output of which is connected to the first input of the actuator enable signal shaper, and the amount of steam produced during the inter-purge time interval is connected to the second input of the actuator enable signal shaper, the output of which is connected to the input R of the first RS-trigger, the output of the first RS- the trigger is connected to the “open” input of the actuator, and the valve open position sensor is connected to the input S of the first RS-trigger, while the valve open position sensor through The timer is connected to the input R of the second RS-flip-flop, the input S of which is connected to the sensor of the closed position of the valve, and the output is connected to the input “close” of the actuator, the position sensor of the actuator is connected through a differentiator to the null-organ whose outputs are “opening” and “ closing the valve, respectively, is connected to the inputs R and S of the third RS-flip-flop, and the output of the third RS-flip-flop is connected to the second input of the integrator.