RU2620612C2 - Drum boiler superheated steam automatic temperature control system - Google Patents

Drum boiler superheated steam automatic temperature control system Download PDF

Info

Publication number
RU2620612C2
RU2620612C2 RU2014151871A RU2014151871A RU2620612C2 RU 2620612 C2 RU2620612 C2 RU 2620612C2 RU 2014151871 A RU2014151871 A RU 2014151871A RU 2014151871 A RU2014151871 A RU 2014151871A RU 2620612 C2 RU2620612 C2 RU 2620612C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
steam
superheated steam
control
control system
Prior art date
Application number
RU2014151871A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014151871A (en
Inventor
Сергей Сергеевич Кузнецов
Елена Александровна Рыжкова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н.Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н.Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н.Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)"
Priority to RU2014151871A priority Critical patent/RU2620612C2/en
Publication of RU2014151871A publication Critical patent/RU2014151871A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620612C2 publication Critical patent/RU2620612C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22GSUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00Controlling superheat temperature
    • F22G5/12Controlling superheat temperature by attemperating the superheated steam, e.g. by injected water sprays

Landscapes

  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: system is introduced by the differentiator and correcting unit that changes the regulator dynamic configuration parameters in the automatic temperature control system of superheated drum boiler steam depending on the steam temperature in the steam chamber.
EFFECT: improved quality of maintaining the temperature of the superheated steam at the outlet of the boiler drum superheater in the boiler transient condition - change of the thermal load.
1 dwg

Description

Изобретение относится к системам автоматического управления барабанных энергетических котлов и может быть использована для повышения качества регулирования температуры перегретого пара.The invention relates to automatic control systems for drum power boilers and can be used to improve the quality of temperature control of superheated steam.

Широко известна двухимпульсная система автоматического регулирования температуры перегретого пара [Клюев А.С, Лебедев А.Т., Новиков С.И. Наладка систем автоматического регулирования паровых котлов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. С. 94] содержащая ПИ-регулятор, дифференциатор, два датчика температуры, регулирующий клапан впрыска и связи между ними.The two-pulse system for automatically controlling the temperature of superheated steam is widely known [Klyuev A.S., Lebedev A.T., Novikov S.I. Adjustment of automatic control systems for steam boilers. - M .: Energoatomizdat, 1985. P. 94] containing a PI controller, a differentiator, two temperature sensors, an injection control valve and the connections between them.

Основным недостатком такой системы является низкое качество переходных процессов при внешних возмущениях и возмущениях по паровой нагрузке.The main disadvantage of such a system is the low quality of transients with external perturbations and perturbations in the steam load.

Известна также система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла [Патент RU 36720, МПК F22B 35/00, 2006.01], содержащая пароперегреватель барабанного котла с паропроводом, датчик температуры, установленный в пароперегревателе, исполнительный блок, установленный на паропроводе пароперегревателя и изменяющий количество конденсата, впрыскиваемого в паропровод пароперегревателя, задатчик температуры и регулятор температуры, выполненный в виде пропорционально интегрирующего блока, корректирующий блок и связи между ними.There is also known a system for automatically controlling the temperature of superheated steam of a drum boiler [Patent RU 36720, IPC F22B 35/00, 2006.01], comprising a reheater of a drum boiler with a steam line, a temperature sensor installed in the superheater, an actuator installed on the steam line of the superheater and changing the amount of condensate, a superheater injected into the steam pipe, a temperature controller and a temperature controller, made in the form of a proportionally integrating unit, a correction unit and I do them.

Недостатком такой системы является плохое качество работы при значительном запаздывании объекта и незначительном изменении параметров передаточной функции поверхности нагрева по каналу регулирующего воздействия. Такая система регулирования чувствительна к изменениям параметров, происходящих под действием неконтролируемых внутренних возмущений и при больших запаздываниях объекта по каналу регулирующего воздействия, не может компенсировать вредного влияния запаздывания на устойчивость и качество процесса регулирования.The disadvantage of this system is the poor quality of work with a significant delay of the object and a slight change in the parameters of the transfer function of the heating surface along the channel of the regulatory action. Such a control system is sensitive to changes in parameters that occur under the influence of uncontrolled internal disturbances and with large delays of the object along the channel of the regulatory action, it cannot compensate for the harmful effect of delay on the stability and quality of the regulation process.

Известны также системы регулирования температуры перегретого пара барабанного котла [Патент RU 139014, МПК F22B 35/00, 2006.01] и [Патент RU 143268, МПК F22B 35/00, 2006.01] являющиеся прототипом системы [Патент RU 36720, МПК F22B 35/00, 2006.01], содержащие пароперегреватель барабанного котла с паропроводом, датчик температуры, исполнительный блок, задатчик температуры, регулятор температуры, в первом случае представляющий собой адаптивный регулятор с введенным сигналом стабилизации по каналу управления, во втором случае нейро-ПИД-регулятор и связи между ними.Also known are temperature control systems for the temperature of the superheated steam of a drum boiler [Patent RU 139014, IPC F22B 35/00, 2006.01] and [Patent RU 143268, IPC F22B 35/00, 2006.01] which are the prototype systems [Patent RU 36720, IPC F22B 35/00, 2006.01], comprising a superheater of a drum boiler with a steam line, a temperature sensor, an executive unit, a temperature setter, a temperature controller, in the first case it is an adaptive controller with an input stabilization signal through the control channel, in the second case a neuro-PID controller and communication between them.

Недостатками таких систем является низкое быстродействие при регулировании температуры перегретого пара, повышенная чувствительность к внутренним возмущениям, и в этих системах не достигается требуемая точность регулирования.The disadvantages of such systems are the low speed when controlling the temperature of superheated steam, increased sensitivity to internal disturbances, and in these systems the required control accuracy is not achieved.

Прототипом предлагаемого решения является система регулирования температуры перегретого пара, осуществляющая многоступенчатое регулирование [Кулаков Г.Т., Горелышева М.Л. Исследование влияния качества регулирования температуры перегретого пара на срок службы металла пароперегревателя котлов // Известия ВУЗов и энергетических объединений СНГ - Энергетика. - 2009. - №4. - С. 62-69], содержащая объект управления (пароперегреватель), состоящий из двух участков регулирования, четыре датчика температуры, датчик расхода, два дифференциатора, два задатчика температуры, два регулирующих клапана, датчик типа люфт, датчик положения второго по ходу пара клапана, устройство коррекции параметров динамической настройки и связи между ними.The prototype of the proposed solution is a temperature control system for superheated steam, performing multi-stage regulation [G. Kulakov, M. Gorelysheva Study of the influence of the quality of temperature control of superheated steam on the service life of the boiler superheater metal // News of Universities and Energy Associations of the CIS - Energy. - 2009. - No. 4. - S. 62-69], containing a control object (superheater), consisting of two control sections, four temperature sensors, a flow sensor, two differentiators, two temperature controllers, two control valves, a backlash type sensor, a position sensor for the second valve , a device for correcting dynamic settings and the relationship between them.

Недостатками такой системы являются ухудшение качества регулирования температуры перегретого пара при ступенчатом снижении тепловой нагрузки за счет увеличения динамической ошибки регулирования, снижение срока службы металла пароперегревателя в связи с приближением места впрыска к выходу пароперегревателя и, как следствие, возможным забросом капель влаги неотработанной охлаждающей среды в паропровод. На практике, применительно к мощным котлам с развитым пароперегревателем, технологам, для данного конкретного случая, приходится отказываться от использования второго по ходу пара регулятора температуры, исходя из приведенных утверждений, поэтому введение сигнала по положению клапана не имеет смысла. УКПДН, корректирующее параметры динамической настройки регуляторов и дифференциаторов по функции расхода пара, не определяет зависимость величины выходного параметра от качества его регулирования.The disadvantages of this system are the deterioration in the temperature control of superheated steam with a stepwise decrease in heat load due to an increase in the dynamic control error, a decrease in the service life of the superheater metal in connection with the approach of the injection site to the outlet of the superheater and, as a result, possible dropping of moisture drops from the unworked cooling medium into the steam line . In practice, in relation to powerful boilers with a developed superheater, technologists, for this particular case, it is necessary to refuse to use the second temperature controller along the steam, based on the above statements, therefore, introducing a signal by the valve position does not make sense. UKPDN, correcting the dynamic settings of regulators and differentiators according to the function of steam flow, does not determine the dependence of the output parameter on the quality of its regulation.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является улучшение качества поддержания температуры перегретого пара барабанного котла не только в стационарном режиме, но и в переходных режимах работы - смене тепловой нагрузки.The task to which the claimed invention is directed is to improve the quality of maintaining the temperature of the superheated steam of a drum boiler, not only in a stationary mode, but also in transient modes of operation - changing the heat load.

Решение поставленной задачи достигается тем, что система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла, содержит объект управления - пароперегреватель, состоящий из двух участков регулирования, нерегулируемого участка и паросборной камеры, пять датчиков температуры, три дифференциатора, два задатчика температуры, два регулирующих клапана, два регулятора температуры, выполненные в виде пропорционально-интегрирующих блоков, где второй по ходу пара регулятор поддерживает температуру на входе в нерегулируемый участок, и корректирующий блок, изменяющий параметры динамической настройки регуляторов в системе автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла в зависимости от температуры пара в паросборной камере.The solution to this problem is achieved by the fact that the automatic temperature control system of the superheated steam of the drum boiler contains a control object - a superheater, consisting of two control sections, an unregulated section and a steam chamber, five temperature sensors, three differentiators, two temperature controllers, two control valves, two temperature regulators, made in the form of proportionally integrating blocks, where the second controller along the steam maintains the temperature at the inlet section, and a correction unit that changes the dynamic settings of the regulators in the automatic temperature control system of the superheated steam of the drum boiler, depending on the temperature of the steam in the steam collection chamber.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла.In FIG. 1 is a block diagram of a system for automatically controlling the temperature of an overheated steam of a drum boiler.

Система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла состоит из: пароперегревателя, состоящего из двух участков регулирования 1, 8, нерегулируемого участка 15 и паросборной камеры 16, датчиков температуры 2, 3, 9, 10, 17, дифференциаторов 4, 11, 18, регуляторов температуры 5, 12, регулирующих клапанов 6, 13, задатчиков температуры 7, 14, корректирующего блока 19.The automatic temperature control system for the superheated steam of a drum boiler consists of: a superheater, consisting of two control sections 1, 8, an unregulated section 15 and a steam collection chamber 16, temperature sensors 2, 3, 9, 10, 17, differentiators 4, 11, 18, regulators temperature 5, 12, control valves 6, 13, temperature adjusters 7, 14, correction block 19.

Пар, последовательно проходит через регулируемые участки 1 и 8, нерегулируемый участок 15 приобретает параметры перегретого пара и поступает в паросборную камеру 16, а далее - в паропровод, где и должна поддерживаться температура пара в узких пределах.Steam sequentially passes through adjustable sections 1 and 8, the unregulated section 15 acquires the parameters of superheated steam and enters the steam collection chamber 16, and then into the steam line, where the steam temperature should be kept within narrow limits.

Система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла функционирует следующим образом.The automatic temperature control system of the superheated steam drum boiler operates as follows.

Выходной сигнал датчика температуры 2 поступает на вход дифференциатора 4. На первый вход регулятора температуры 5 поступает сигнал по скорости изменения температуры от дифференциатора 4. На второй вход регулятора температуры 5 поступает сигнал от задатчика температуры 7. На третий вход регулятора температуры 5 поступает сигнал от датчика температуры 3. На четвертый вход регулятора температуры 5 поступает сигнал с выхода корректирующего блока 19. Выходной сигнал регулятора температуры 5 в виде сигнала управления подается на вход регулирующего клапана 6, который меняет количество конденсата, впрыскиваемого в паропровод.The output signal of the temperature sensor 2 is fed to the input of the differentiator 4. At the first input of the temperature controller 5, a signal is received from the differentiator 4 according to the rate of change of temperature 4. The signal from the temperature setter 7 is received at the second input of the temperature controller 5. The signal from the sensor is sent to the third input of temperature controller 5 3. The fourth input of the temperature controller 5 receives a signal from the output of the correction unit 19. The output signal of the temperature controller 5 in the form of a control signal is fed to the input of the valve 6, which changes the amount of condensate injected into the steam line.

Выходной сигнал датчика температуры 9 поступает на вход дифференциатора 11. На первый вход регулятора температуры 12 поступает сигнал по скорости изменения температуры от дифференциатора 11. На второй вход регулятора температуры 12 поступает сигнал от задатчика температуры 14. На третий вход регулятора температуры 12 поступает сигнал от датчика температуры 10. На четвертый вход регулятора температуры 12 поступает сигнал с выхода корректирующего блока 19. Выходной сигнал регулятора температуры 12 в виде сигнала управления подается на вход регулирующего клапана 13, который меняет количество конденсата, впрыскиваемого в паропровод.The output signal of the temperature sensor 9 is fed to the input of the differentiator 11. At the first input of the temperature controller 12, a signal is received from the differentiator 11 according to the rate of change of temperature 11. The signal from the temperature setter 14 is received at the second input of the temperature controller 14. A signal from the sensor is supplied to the third input of temperature controller 12 temperature 10. The fourth input of the temperature controller 12 receives a signal from the output of the correction unit 19. The output signal of the temperature controller 12 in the form of a control signal is fed to the input of the control valve 13, which changes the amount of condensate injected into the steam line.

Выходной сигнал датчика температуры 17, установленного в паросборной камере 16, поступает на вход дифференциатора 18, формирующего сигнал по скорости изменения температуры, подаваемый на вход корректирующего блока 19. Корректирующий блок 19 формирует сигнал динамической настройки регуляторов 5 и 12.The output signal of the temperature sensor 17, installed in the steam chamber 16, is fed to the input of the differentiator 18, which generates a signal for the rate of change of temperature supplied to the input of the correction unit 19. The correction unit 19 generates a dynamic adjustment signal for the regulators 5 and 12.

Благодаря такому исполнению модель системы автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла обеспечивает поддержание последней на участках пароперегревателя на допустимом уровне, автоматически изменяемом в зависимости от паровой нагрузки и других режимных условий работы котла.Thanks to this design, the model of the automatic temperature control system for the superheated steam of the drum boiler ensures that the latter is maintained at an acceptable level in the superheater sections, which is automatically changed depending on the steam load and other operating conditions of the boiler.

Claims (1)

Система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла, содержащая объект управления - пароперегреватель, состоящий из двух участков регулирования, нерегулируемого участка и паросборной камеры, пять датчиков температуры, два дифференциатора, два задатчика температуры, два регулирующих клапана, два регулятора температуры, выполненных в виде пропорционально-интегрирующих блоков, где второй по ходу пара регулятор поддерживает температуру на входе в нерегулируемый участок, отличающаяся тем, что в систему введён дифференциатор и корректирующий блок, изменяющий параметры динамической настройки регуляторов в системе автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла в зависимости от температуры пара в паросборной камере.An automatic temperature control system for the superheated steam of a drum boiler containing a control object - a superheater consisting of two control sections, an unregulated section and a steam chamber, five temperature sensors, two differentiators, two temperature controllers, two control valves, two temperature controllers, made in the form of a proportional -integrating units, where the second controller along the steam maintains the temperature at the inlet to the unregulated section, characterized in that a differentiator and a correction unit have been introduced that changes the parameters of the dynamic adjustment of the regulators in the system for automatically controlling the temperature of the superheated steam of a drum boiler, depending on the temperature of the steam in the steam collection chamber.
RU2014151871A 2014-12-22 2014-12-22 Drum boiler superheated steam automatic temperature control system RU2620612C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151871A RU2620612C2 (en) 2014-12-22 2014-12-22 Drum boiler superheated steam automatic temperature control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151871A RU2620612C2 (en) 2014-12-22 2014-12-22 Drum boiler superheated steam automatic temperature control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014151871A RU2014151871A (en) 2016-07-20
RU2620612C2 true RU2620612C2 (en) 2017-05-29

Family

ID=56413122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014151871A RU2620612C2 (en) 2014-12-22 2014-12-22 Drum boiler superheated steam automatic temperature control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620612C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802114C1 (en) * 2022-12-06 2023-08-22 Общество с ограниченной ответственностью "Акровейн" Steam generator heater control device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285297A2 (en) * 1987-04-02 1988-10-05 International Control Automation Finance S.A. Boiler steam temperature controller
US5279263A (en) * 1993-02-05 1994-01-18 Elsag International B.V. Cascaded steam temperature control applied to a universal pressure boiler
RU2044216C1 (en) * 1991-12-11 1995-09-20 Ирина Владимировна Куртис Automatic superheated steam temperature controller for steam generator
RU13914U1 (en) * 2000-02-11 2000-06-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная акционерная компания "РАНКО" SELF-PROPELLED BOOSTER PUMP AND COMPRESSOR UNIT
RU36720U1 (en) * 2004-01-05 2004-03-20 Кубанский государственный технологический университет AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER
RU143268U1 (en) * 2014-02-13 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГУ") AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285297A2 (en) * 1987-04-02 1988-10-05 International Control Automation Finance S.A. Boiler steam temperature controller
RU2044216C1 (en) * 1991-12-11 1995-09-20 Ирина Владимировна Куртис Automatic superheated steam temperature controller for steam generator
US5279263A (en) * 1993-02-05 1994-01-18 Elsag International B.V. Cascaded steam temperature control applied to a universal pressure boiler
RU13914U1 (en) * 2000-02-11 2000-06-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная акционерная компания "РАНКО" SELF-PROPELLED BOOSTER PUMP AND COMPRESSOR UNIT
RU36720U1 (en) * 2004-01-05 2004-03-20 Кубанский государственный технологический университет AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER
RU143268U1 (en) * 2014-02-13 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГУ") AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR HEATED DRUM BOILER

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. *
1. EP0285297A3,05.10.1988 *
1. RU13914U1,27.03.2014 *
1. RU143268U1,20.07.2014 *
1. RU2044216C1,20.09.1995 *
1. US5279263C1,18.01.1994 *
RU36720U1,20.03.2014 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802114C1 (en) * 2022-12-06 2023-08-22 Общество с ограниченной ответственностью "Акровейн" Steam generator heater control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014151871A (en) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9447963B2 (en) Dynamic tuning of dynamic matrix control of steam temperature
US9841185B2 (en) Steam temperature control using model-based temperature balancing
US9335042B2 (en) Steam temperature control using dynamic matrix control
US9217565B2 (en) Dynamic matrix control of steam temperature with prevention of saturated steam entry into superheater
RU2669537C1 (en) Turbine control unit with thermal load regulator as the main regulator
US20180031228A1 (en) Multi-Objective Steam Temperature Control
RU2620612C2 (en) Drum boiler superheated steam automatic temperature control system
KR101972243B1 (en) Control method for operating a once-through steam generator
US11313588B2 (en) System and method for controlling water heater output temperature
JP5975427B2 (en) Hot water supply device and hot water storage type hot water supply system provided with the same
CN107631286B (en) A kind of method for regulating temperature and system improving ultra-supercritical boiler unit efficiency
RU2534920C1 (en) Method of automatic regulation of fuel-air ratio in boiler furnace
RU138582U1 (en) AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY
RU159803U1 (en) AUTOMATIC AIR CONSUMPTION SYSTEM IN THE DRUM BOILER
JP2016156516A5 (en)
RU162580U1 (en) AUTOMATIC VAPOR PRESSURE CONTROL SYSTEM IN THE DRUM BOILER HIGHWAY
CN108443871B (en) Method and device for controlling opening of external bed ash control valve
RU2539567C1 (en) Power plant control method
RU146520U1 (en) AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR HEATING BOILER STEAM PIPELINES IN START-UP OPERATION
SU580402A1 (en) Device for automatic control of uniflow steam boiler
SU1451443A1 (en) Automatic system for regulating steam parameters after power-generating boiler
RU2565605C1 (en) Power plant control method
SU300709A1 (en) METHOD FOR AUTOMATIC REGULATION OF WORKING TEMPERATURE
SU924452A1 (en) Automatic system for controlling steam parameters behind power generating boiler
PL193579B1 (en) Method of increasing maximum output power capacity of a turbine set and system for accomplishing that method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170518