SU1295012A1 - Система регулировани турбины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и позвол ет повысить надежность регулировани . Система содержит формирователь 1 заданной мощности, ограничитель 2, вы витель 3 минимального сигнала ограничени , датчик 4 давлени  пара перед турбиной , формирователь 5 поправки заданной мощности по давлению, датчик 6 и задат- чик 8 частоты вращени  ротора турбины. формирователь 7 сигнала рассогласовани  по частоте, сумматоры 9, 14, датчик 10 мощности , блок управлени , многорежимный интегратор 12 и многоканальный коммутатор 13. Система обеспечивает автоматический выбор режима регулировани  по иерархии и формирование управл ющего сигнала согласно заданным алгоритмам, формирователь поправки заданной мощности по давлению в зависимости от выбранного режима регулировани  давлени  (астатический режим поддержани  величины давлени  в момент включени  режима, стерегущий режим поддержани  минимальной уставки давлени , режим регулировани  давлени  и мощности по статической характеристике давление- мощность) вводит уставку и вырабатывает поправку по давлению дл  соответствующего режима. 6 ил. с (Л От блоков - ограничени  мощности Ю CD СП .li исполниW -- тельному блоку to Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управлени  паровыми турбинами.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 приведена схема системы регулировани  турбины; на фиг. 2 - схема формировател  заданной мощности; на фиг. 3 - схема многорежимного интегратора; на фиг. 4 - схема многоканального коммутатора; на фиг. 5 - схема блока управлени ; на фиг 6 - схема формировател  поправки по давлению.

Система регулировани  турбины (фиг. 1) содержит формирователь 1 заданной мощности , ограничитель 2 заданной мощности, вы-  витель 3 минимального сигнала, на входы которого поступают сигналы блоков ограничени  максимальной мощности (не показаны ). Такими сигналами  вл ютс  сигналы от задатчика максимально допустимой мощности , устанавливаемой оператором, от задат- чика допустимой мощности по состо нию технологического оборудовани , от задатчика допустимой величины нагрузки, соответствующей температуре и влажности пара, от формировател  уровн  ограничени  по сиг- налу, от датчика относительного удлинени  ротора турбины, от блока формировани  уровн  длительного ограничени  мощности по командам энергосистемной противоаварий- ной автоматики и др.

Система содержит также датчик 4 дав- лени  пара перед турбиной, формирователь 5 поправки но давлению, датчик 6 частоты вращени  ротора турбины, формиро ватель 7 сигнала рассогласовани  по частоте вращени , задатчик 8 частоты вращени  ротора турбины, первый сумматор 9, датчик 10 мощности, блок 11 управлени , входы которого подключены к датчику 4 давлени  пара, датчику 6 частоты вращени , датчику 10 мощности , а также к воздушному выключателю (ВВ) генератора и к реактору (не ноказа- ны) многорежимный интегратор 12, многока- нальный коммутатор 13, второй сумматор 14.

Формирователь 1 заданной мощности (фиг. 2) содержит задатчик 15 уставок, кварцевый генератор 16, первый аналоговый компаратор 17, первый вход которого подключен к выходу задатчика 15 уста- вок, второй аналоговый компаратор 18, первый вход которого соединен с выходом датчика 10 мощности. Выходы обоих компараторов 17 и 18, а также выходы кварцевого генератора 16 подсоединены к входам коммутатора 19 сигналов. Формирователь 1 заданной мощности содержит также реверсивный счетчик 20, входы которрго подключены к выходам коммутатора 19 сигналов, а выход соединен с входом преобразовател  21 код-напр жение, сумматор-коммута- тор 22, предназначенный дл  суммировани  в режимах регулировани  давлени  пара задани  по мощности с поправкой по давлению , поступающей от формировател  5 поправки по давлению, а также в режимах поддержани  частоты (РЧ) и разворота (РР) задани  по мощности с поправкой по частоте, поступающей от формировател  7 сигнала рассогласовани  по частоте. Выход преобразовател  21 подключен к первому входу сумматора-коммутатора 22, а также к вторым входам аналоговых компараторов 17 и 18. В режиме планового нагружени  (раз- гружени ), поддержани  мощности (РМ), поддержани  частоты (РЧ) коммутатор 19 подключает на входы реверсивного счетчика

20сигнала суммировани  Исч или вычитани  Дсч от компаратора 17 по результатам сравнени  сигнала задатчика 15 уставок с выходным сигналом преобразовател 

21код-напр жение и сигнал /сч от кварцевого генератора 16. Темп планового нагружени  (разгружени ) ту|)бины до уровн , задаваемого оператором в задатчике 15 уставок , определ етс  частотой кварцевого генератора 16. По командам от блока 11 управлени  в режиме поддержани  давлени  и разворота коммутатор 19 устанавливаетс  в положение пропускани  на входы реверсивного счетчика сигналов суммировани  Sc.i или вычитани  Дел с выхода компаратора 18 и сигнала /ел от кварцевого генератора 16. Реверсивный счетчик переводитс  в режим слежени  за текущим значением мощности, поступающим от датчика 10 мощности.

Многорежимный интегратор 12 (фиг. 3) содержит формирователь 23 направлени  интегрировани , формирователь 24 скорости интегрировани , выполненный в виде входного преобразовател  25 напр жение-частота и управл емого делител  26 частоты, коммутатор 27, реверсивный счетчик 28 и выходной преобразователь 29 код-напр жение . Коммутатор 27 пропускает на входы реверсивного счетчика 28 сигналы суммировани  2сч или вычитани  Дсч от формировател  23 направлени  интегрировани  и сигнал / от формировател  24 скорости интегрировани . Если входной сигнал от сумматора 9, определ емый как разность между заданной и измеренной величиной параметра ,  вл етс  положительным, формирователь 23 направлени  интегрировани , выполненный , например, в виде нуль-органов, формирует на своем выходе сигнал суммировани , а входной преобразователь 25 напр жение-частота формирует частоту, пропорциональную величине своего входного сигнала . Величина этой частоты больше необходимой дл  любого из режимов регулировани  избранного параметра. Однако управл емый делитель 26 частоты делит эту частоту до необходимой величины. Коэффициент делени  делител  26 частоты устанавливаетс  по сигналу блока 11 управлени  в зависимости от посто нной времени

выбранного режима регулировани . Таким образом, формирователь 24 обеспечивает интегрирование сигнала рассогласовани  с необходимой дл  любого выбранного режима скоростью. Реверсивный счетчик 28 по сигналам коммутатора 27 измен ет свое состо ние до тех пор, пока сигнал с выхода сумматора 9 не станет равным нулю.

Многоканальный коммутатор 13 (фиг. 4) содержит усилители 30-36 и переключатель 37. Коэффициент усилени  усилител  30 соответствует коэффициенту пропорциональной составл ющей алгоритма регулировани  в режиме разворота (сброса нагрузки).

Коэффициент усилени  усилител  31 соответствует коэффициенту пропорциональ- ной составл ющей в режиме поддержани  частоты по статической характеристике частота- мощность при частоте сети Fc.fHOM-|- + Af (где fiioM - номинальна  частота сети; Af - заданное отклонение частоты сети от номинала).

Коэффициенты усилени  усилителей 32-

36устанавливаютс  соответственно, исход  из величин пропорциональных составл ющих в режимах поддержани  мощности (РМ), поддержани  давлени  (РД-1), стерегущего режима поддержани  давлени  {РД-2), поддержани  частоты (РЧ) при частоте сети Fc ;/ OM-Af, поддержани  давлени  и мощности по статической характеристике давление-мощность (РДМ).

При поступлении от блока 11 управле- ни  на управл ющий вход переключател 

37сигнала о включении режима разворота на выход многоканального коммутатора 13 пропускаетс  сигнал, прошедщий усилитель 30 и соответствующий пропорциональной составл ющей алгоритма регулировани  в режиме разворота. Аналогично при включении блоком 1 управлени  согласно прин той иерархии других режимов на выход коммутатора 13 пропускаетс  сигнал, пропорциональной составл ющей алгоритма регулировани  соответствующего режима.

Блок 11 управлени  (фиг. 5) содержит компаратор 38, задатчик 39 уставок, задат- чик 40 диапазона автоматического включени  режима поддержани  мощности (РМ), компараторы 41 и 42, задатчик 43 уставок ав- томатического включени  стерегущего режима поддержани  давлени  (РД-2), задатчик 44 уставок; компаратор 45, орган 46 управлени  турбиной вручную, кнопку 47 включени  р«жима РДМ, иерархический коммутатор 48, состо щий из инверторов и логи- ческих схем И-НЕ, согласующий блок 49.

Алгоритм работы блока управлени  определ ет зависимость режимов работы системы регулировани  турбины от сигналов

и команд со стороны реактора, оператора, состо ни  оборудовани , параметров турбогенератора . При одновременном поступлении сигналов на включение режимов приоритет

10

5

5 20

5

о

5

j 0

5

имеет сигнал, сто щий на более высокой ступени иерархии.

Ниже приведены сигналы в пор дке убывани  приоритета:

сигнал об отключении выключател  генератора , по которому включаетс  «Режим сброса нагрузки (разворот);

сигнал о возрастании частоты сети сверх заданной величины, формируемый компаратором 38 путем сравнени  сигналов датчика 6 частоты и задатчика 39 уставок. По этому сигналу должно происходить автоматическое переключение на «Режим РЧ и изменение мощности турбины при изменении частоты сети в соответствии со статической характеристикой частота-мощность;

сигнал на автоматическое включение режима поддержани  мощности «Режим РМ, формируемый компаратором 41, при текущей мощности турбоагрегата ниже, чем уставка задатчика 40;

сигнал на автоматическое включение стерегущего режима поддержани  давлени  «Режим РД-2, формируемый компаратором 42, при снижении давлени  пара, ниже величины уставки задатчика 43;

сигнал от реактора на включение режима поддержани  давлени  пара перед турбиной «Режим

сигнал о снижении частоты сети ниже заданной величины, формируемый компаратором 45 путем сравнени  сигналов датчика частоты 6 и задатчика 44 уставок. По этому сигналу должно происходить автоматическое переключение на «Режим

сигнал от кнопки 47 включени  режима поддержани  давлени  и мощности «Режим РДМ, в котором изменение мощности при изменении давлени  пара перед турбиной происходит по статической характеристике давление-мощность.

Иерархическа  зависимость включени  режимов регулировани  в соответствии с заданным приоритетом реализуетс  иерархическим коммутатором 48. Сигналы на включение режимов подключаютс  к входам иерархического коммутатора в пор дке убывани  приоритета.

При поступлении сигнала на включение режима, наход щегос  на более высокой ступени иерархии, формируетс  запрет на схемы И-НЕ цепей прохождени  сигналов включени  режимов, наход щихс  на нижесто щих ступен х иерархии. Так, при поступлении сигнала об отключении выключател  генератора включаетс  режим «Сброс нагрузки независимо от того, в каком режиме до этого работала система регулировани  турбины.

«Режим РЧ при Fc fHOM-l-AF может быть включен только при отсутствии сигнала отключени  выключател  генератора.

Включение режимов РМ, РД-2, РД-1, РЧ при fc :F OM-Af РДМ происходит подобным же образом при отсутствии .сигналов вышесто щих по приоритету соответственно.

Сигналы на включение режимов регулировани  с выхода иерархического коммутатора 48 через согласующий блок 49 поступают на входы формировател  1 заданной мощности, многорежимного интегратора 12, многоканального коммутатора 13, формировател  5 поправки по давлению и других узлов.

Формирователь 5 поправки по давлению (фиг. 6) содержит третий сумматор 50, преобразователь 51 напр жение-частота, кварцевый генератор 52, нуль-органы 53 и 54, коммутатор 55 частоты, переключатель 56 реверса, реверсивный счетчик 57, преобразователь 58 код-напр жение, усилители 59 и 60, дополнительный коммутатор 61.

В режимах поддержани  мощности (РМ), поддержани  частоты (РЧ), разворота (РР) формирователь 5 поправки по давлению находитс  в режиме слежени  за текущим значением давлени .

Управление реверсивным счетчиком 57 в режиме слежени  осуществл етс  переключателем 56 реверса по командам блока И и сигналам, поступающим от нуль-органов 53 и 54, сформированным по результатам сравнени  выходных сигналов датчика 4 давлени  и преобразовател  58 код-напр жение в сумматоре 50 и нуль-органах 53 и 54. В режиме слежени  на первый вход реверсивного счетчика 57 подаетс  через коммутатор 55 частоты, управл емый сигналами блока 11 управлени , частота с выхода преобразовател  51 напр жение- частота. При включении режима РД-1 по команде блока 11 управлени  прекращаетс  режим .слежени  и реверсивный счетчик 57 устанавливаетс  в режим пам ти (частота с выхода коммутатора 55 частоты на первый вход реверсивного счетчика не поступает). Дальнейщее изменение текущего давлени  приводит к формированию сигнала рассогласовани  на выходе сумматора 50 и сигнал рассогласовани  через усилитель 59 и дополнительный коммутатор 61 поступает на формирователь 1 заданной мощности.

По командам блока 11 управлени  может измен тьс  уставка давлени  пара перед турбиной (код, зафиксированный в реверсивном счетчике в момент включени  режима РД-1).

Темп изменени  уставки при ручном управлении турбиной определ етс  частотой кварцевого генератора 52.

По команде блока И управлени  (при падении текущего давлени  пара перед турбиной ниже минимально допустимого уровн  дл  нормальной работы парогенератора) в момент включени  режима РД-2 формирователь 5 поправки по давлению кратковременно переводитс  в режим слежени , по заверщении которого в реверсивном счетчике 57 запоминаетс  давление, соответствующее уставке автоматического включени  режима РД-2, формируемое задатчиком 43 (фиг. 5).

Дальнейщее изменение текущего давлени  в режиме РД-2 приводит к формированию сигнала рассогласовани  на выходе третьего сумматора 50, который через усилитель 59 и дополнительный коммутатор 61 юдаетс  на формирователь 1 заданной мощности . По команде блока 11 управлени  . при включении режима РДМ оператором режим слежени  формировател  5 прекращаетс  и реверсивный счетчик 57 устанавл ива- етс  в режим пам ти. Изменение текущего

давлени  пара приводит к возникновению сигнала рассогласовани  на выходе третьего сумматора 50. Разностный сигнал через усилитель 60, формирующий неравномерность характеристики давление-мощность и коммутатор 61, переключаемый по команде

блока 11 управлени , поступает на формирователь 1 заданной мощности.

Система регулировани  в режиме поддержани  мощности работает следующим образом .

Е:сли сигнал с выхода формировател  1

заданной мощности не превышает уровн  ограничени , поступающего от вы вител  3 минимального сигнала, то через ограничитель 2 он поступает на выход первого

сумматора 9 в качестве заданного значени  моплности. Если сигнал формировател  1 превышает выходной сигнал вы вител  3, то гюследний, минимальный из уровней ограничени , передаетс  на сумматор 9 как задание по мощности. В первом сумматоре

вычисл етс  разность между заданной и текущей мощностью, пропорциональной выходному сигналу датчика 10 мощности. Разностный сигнал с выхода сумматора 9 поступает на входы многорежимного интегратора 12 и многоканального коммутатора 13.

Блок 11 управлени  устанавливает в интег- pEiTope 12 посто нную времени, соответствующую режиму поддержани  мощности (РМ), а в многоканальном коммутаторе 13 подключает на выход сигнал усилител , соответ- ствующий пропорциональной составл ющей дл  этого режима. Сформированный согласно алгоритму сигнал управлени  с выхода второго сумматора 14, па выход которого подаютс  сигналы с интегратора 12 и коммутатора 13, поступает на исполнительный

блок, перемещающий регулирующие органы турбины. Процесс регулировани  в режиме поддержани  частоты (РЧ) отличаетс  от описанного выше тем, что в формирователе 1 заданной мощности по командам блока 11 управлени  при включении режима

РЧ задание по мощности, установленное оператором , суммируетс  с поправкой по частоте , поступающей от формировател  7 рассогласовани  по частоте, а в интеграторе

12 и коммутаторе 13 устанавливаетс  посто нна  времени интегрировани  и формируетс  пропорциональна  составл юща  алгоритма регулировани  дл  режима поддержани  частоты.

В режиме поддержани  давлени  (РД-1) формирователь 1 заданной мощности переводитс  в режим слежени  за текупдим значением мощности, сигнал о котором поступает от датчика 10 мощности.

Кроме того, в режиме РД-1, в формирователе 1 задание по мощности, равное текущему значению мощности, суммируетс  с поправкой по давлению, поступающей от формировател  5. Если сигнал на выходе формировател  1 не превыщает уровн  огра- ничени , поступающего от вы вител  3 минимального сигнала, то он через ограничитель 2 поступает на вход сумматора 9, второй вход которого подключен к датчику 10 мощности.

В результате управл ющее воздействие, сформированное согласно алгоритму регулировани  в режиме поддержани  давлени  (РД-1), не зависит от значени  текущей мощности и определ етс  только выходным задающим сигналом формировател  5 поп- равки по давлению.

Если в режиме поддержани  давлени  РД-1 сигнал с выхода формировател  1 превыщает выходной сигнал вы вител  3 минимального сигнала, то наименьший из уровней ограничени  поступает на сумма- тор 9 в качестве задани  по мощности.

Управл ющее воздействие в данном случае обеспечивает поддержание мощности на достигнутом на момент возникновени  ограничени  уровн , что предотвращает аварийные ситуации и повыщает надежность турбоагрегата. После сн ти  ограничени  система вновь переходит на поддержание давлени .

Процесс формировани  управл ющего воздействи  в режиме РД-2 (после кратковременного включени  по команде блока 11 управлени  след щего режима формировател  5, по заверщении которого в реверсивном счетчике 57 запоминаетс  уставка автоматического включени  режима РД-2) такой же, как и в режиме РД-1.

В режиме РДМ система регулировани  работает следующим образом.

В формирователе 1 заданной мощности по команде блока 11 управлени  при включении режима РДМ задание по мощности, установленное оператором, суммируетс  с поправкой по давлению, поступающей от формировател  5 поправки по давлению, а в интеграторе 12 и коммутаторе 13 устанав

ливаетс  посто нна  времени интегрировани  и формируетс  пропорциональна  составл юща  алгоритма регулировани  дл  режима РДМ.

При дальнейшем изменении текущего давлени  пара перед турбиной формируетс  управл ющий сигнал согласно алгоритму и измен етс  мощность в соответствии со статической характеристикой давление- мощность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система регулировани  турбины, содержаща  формирователь заданной мощности, входы которого подключены к датчику мощности , формирователю сигнала рассогласовани  по частоте вращени  и к формирователю поправки по давлению, снабженному датчиком давлени  пара, а выход - к ограничителю заданной мощности, соединенному через первый сумматор со входами многорежимного интегратора и многоканального коммутатора, блок управлени , входы которого св заны с датчиками мощности, давлени  пара, частоты вращени  и с выклю- чателем генератора, а выходы - со входами формировател  заданной мощности, формировател  поправки, многорежимного интегратора и многоканального коммутатора, и второй сумматор, соединенный входами с выходами многорежимного интегратора и многоканального коммутатора, а выходом - с исполнительным блоком, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности, формирователь поправки выполнен в виде третьего сумматора с подключенными к его выходу преобразователем напр жение-частота , двум  нуль-органами и двум  усилител ми , коммутатора частоты с кварцевым генератором, реверсивного счетчика с переключателем реверса, дополнительного коммутатора и преобразовател  код-напр жение, причем входы третьего сумматора подключены к датчику давлени  пара и к выходу преобразовател  код-напр жение, св занному своим входом с выходом реверсивного счетчика, к входу которого подключен выход коммутатора частоты, подсоединенного к выходу преобразовател  напр жение- частота, выходы у нуль-органов подключены к входу переключател  реверса, а выходы усилителей - к входу дополнительного коммутатора, к выходу которого подключен вход формировател  заданной мощности, а выходы блока управлени  св заны с коммутатором частоты, переключателем реверса и дополнительным коммутатором.

   15

   Гсу.

   17

   /lev

   /

   CV

   v/if/7

   19

   z

   л

   у

   д отчина 10

   18

   Ггл4 а

   От cpopf upodome/ifl 5

   Ото/юна 11

   От 0}Ормиро ал7е/г  7

   От блоиа 11

   /;

   Д блонаИ

   1

   21

   Фи2.Ъ

   От доздушноео §ь/н/1ю а/77е/1/ (ВЗ)

   От датчино& остошь/

   От дагтшна

   От

   От р9анп7ор(2

   Фиг. 5