SU1617158A1

SU1617158A1 - Method of regulating district heating steam-turbine plant

Info

Publication number: SU1617158A1
Application number: SU894657335A
Authority: SU
Inventors: Валерий Алексеевич Иванов; Анатолий Григорьевич Кутахов; Александр Геннадьевич Фролов
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-12-30

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании теплофикационных паротурбинных установок в услови х глубокой разгрузки по электрической мощности. Целью изобретени вл етс повышение степени участи установки в ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистеме и надежности установки при работе ее с большими тепловыми нагрузками и минимальным пропуском пара в часть низкого давлени . Сигнал от устройства 6 противоаварийной автоматики подают на приводы 7 и 12 регулирующих органов 8 и 13, установленных на паропроводах теплофикационных отборов и на вход сервомотора 20 регулирующей диафрагмы 21 в сторону их открыти , причем на вход сервомотора 20 его подают через звено 17 запаздывани и ограничивают по величине сигналом функционального блока 18, который формируетс в зависимости от предельно допустимого расхода пара в часть 23 низкого давлени и предельно допустимого давлени в конденсаторе 24. В момент начала открыти регулирующей диафрагмы 21 сигнал, подаваемый на регулирующие органы 8 и 13, мен ют на противоположный в сторону закрыти этих регулирующих органов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to a power system and can be used in the regulation of steam heat turbine installations under conditions of deep electrical power unloading. The aim of the invention is to increase the degree of the installation in eliminating the emergency power shortage in the power system and the reliability of the installation when operating it with large heat loads and minimal vapor flow into the low pressure part. The signal from the emergency automation device 6 is fed to the actuators 7 and 12 of the regulating bodies 8 and 13 installed on the steam pipelines of the heat extraction outlets and to the input of the servomotor 20 of the regulating diaphragm 21 in the direction of opening them, and to the input of the servomotor 20 it is fed through the delay link 17 and is limited by the magnitude of the signal of the functional unit 18, which is formed depending on the maximum permissible steam flow rate in the low pressure part 23 and the maximum permissible pressure in the condenser 24. At the time of the opening, I adjust s aperture 21, the signal applied to regulators 8 and 13 was changed to the opposite direction in closing these regulators. 2 hp f-ly, 1 ill.

Description

ОABOUT

4J ел4J ate

0000

Изобретение относитс к теплоэнерге- тике и может быть использовано на тепло- I электроцентрал х при ликвидации аварий- ;ных дефицитов мощности в энергосистеме. I Цель изобретени - повышение степени участи установки в ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистеме и надежности установки при работе ее с большими тзпловыми нагрузками и минимальным пропуском пара в часть низкого давлени .The invention relates to a heat and power industry and can be used on heat and power plants in the elimination of accidental power shortages in the power system. I The purpose of the invention is to increase the degree of the installation in eliminating the emergency power shortage in the power system and the reliability of the installation when operating it with large thermal loads and minimal vapor flow into the low pressure part.

На чертеже показана принципиальна схема реализации данного способа,The drawing shows a schematic diagram of the implementation of this method,

Схема содержит регул тор 1 тепловой нагрузки, выход которого соединен с сервомотором 2 регулирующих клапанов (РК.) 3 части 4 высокого давлени (ЧВД), датчик 5 давлени , выход которого соединен с регул тором 1, устройство б системной противо- аварийной автоматики (УСПА), привод 7 регулирующего органа 8, установленного на паропроводе 9 отбора пара из камеры 10 верхнего теплофикационного отбора в верхний сетевой подогреватель 11, привод 12 регулирующего органа 13, установленного на паропроводе 14 отбора пара из камеры 15 нижнего теплофикационного отбора в нижний сетевой подо греватель 16, звено 17 запаздывани , функциональный блок, 18, в котором формируютс ограничивающие сигналы, сумматор 19, сервомотор 20-регулирующей диафрагмы 21, котора в нормальном режиме полностью закрыта, В турбине также имеютс промежуточный от- сек(ПО) 22, часть 23 низкого давлени (ЧНД) и конденсатор 24.The circuit contains a heat load regulator 1, the output of which is connected to a servo motor 2 control valves (RK.) 3 high pressure parts 4 (CWD), a pressure sensor 5, the output of which is connected to regulator 1, a device b of system emergency control automation (USPA ), the actuator 7 of the regulatory body 8 installed on the steam pipe 9 for extracting steam from the chamber 10 of the upper thermal extraction into the upper mains heater 11, the drive 12 of the regulator 13 installed on the steam pipe 14 for removing steam from the chamber 15 of the lower heating output and to the lower mains heater 16, lag link 17, a functional unit, 18 in which limiting signals are formed, an adder 19, a servomotor of a 20-regulating diaphragm 21, which in the normal mode is completely closed, the turbine also has an intermediate compartment ) 22, a low pressure part 23 (LPV) and a condenser 24.

I Способ осуществл етс следующим образом ,I The method is carried out as follows.

I Теплофикационна установка обычно работает в услови х глубокой разгрузки по электрической мощности с заданной тепло- |вой нагрузкой: с полностью закрытой регу- :лирующей диафрагмой 21 ЧНД 23, прикрытыми РК 3 ЧВД 4 и прикрытыми регулирующими органами 8 и 13 на паропро- водах 9 и 14 к сетевым подогревател м 11 И 16. Причем давление в верхнем теплофи- 1кационном отборе 10 близко к верхнему |пределу рабочего диапазона регулировани . : При возникновении дефицита мощности в энергосистеме управл ющий сигнал ЬтУСПА 6 одновременно посылают на приводы 7 и 12 регулирующих органоз 8 и 13 и на вход сервомотора 20 регулирующей диафрагмы 21 в сторону их открыти . С открытием регулирующих органов 8 и 13 происходит уменьшение давлени в камерах 10 И 15 теплофикационных отборов. Это уменьшение вызывает увеличение срабатываемого перепада энтальпий и вырабатываемой турбиной электрической мощности, которое может достичь величины 15-25% от номинальной при изменении давлени в отборе от верхней до нижней границы преде- 5 ла регулировани . В зависимости от дефицита мощности этого прироста моидиости может оказатьс достаточно. Причем это увеличение происходит практически без изменени подвода пара в турбину и с сохрэ- 0 нением тепловой нагрузки, отпускаемой от турбины.I A heat installation usually operates under conditions of deep electric power unloading with a given heat load: with a fully closed regulating diaphragm 21 of a PND 23, covered with RK 3 ChVD 4 and covered with regulating bodies 8 and 13 on the steam lines 9 and 14 to the network heaters 11 and 16. Moreover, the pressure in the upper heat extraction sample 10 is close to the upper limit of the control operating range. : If there is a shortage of power in the power system, the control signal LUTUS 6 is simultaneously sent to the actuators 7 and 12 regulating organs 8 and 13 and to the input of the servomotor 20 of the regulating diaphragm 21 in the direction of their opening. With the discovery of regulatory bodies 8 and 13, the pressure in the chambers 10 and 15 of the heat extraction takes place. This decrease causes an increase in the enthalpy difference that is triggered and the electrical power generated by the turbine, which can reach 15–25% of the nominal value with a change in pressure in the selection from the upper to the lower limit of the control limit. Depending on the power shortage of this increase, your mobility can turn out to be sufficient. Moreover, this increase occurs with virtually no change in the steam supply to the turbine and with the preservation of the heat load supplied from the turbine.

Сигнал на открытие регулирующей диафрагмы проходит через зоено 17 запаздывани . Врем запаздывани определ етс The signal to open the regulating diaphragm passes through the delay zone 17. Delay time is determined by

5 услови ми работы теплофикациомной установки (работает она с полным пропуском циркул ционной воды члрез конденсатор 24 или расхода циркул ционной воды нет и она работает на встроенном пучке с давлением5 conditions of operation of the heat recovery plant (it works with a complete pass of the circulating water through the condenser 24 or the circulating water flow rate and it works on the built-in pressure beam

0 в конденсаторе, близким к предельному, существенна также величина давлени о теплофикационном регулирурл лом отборе - если оно подн то до верхней границь; регулировани , то открытие регулирующей ди5 афрагмы вызывает резкое повышение давлени в конденсаторе, что недопустимо), и величиной дефицита мощности в энергосистеме , и оно тем меньше, чем меньше давление в отборе и больше дефицит мощ0 ности.0 in the condenser, which is close to the limiting one, the value of the pressure on the heat and heat regulation selection is also significant - if it is raised to the upper boundary; control, the opening of the regulating pressure on the afragma causes a sharp increase in pressure in the condenser, which is unacceptable), and the magnitude of the power deficit in the power system, and it is the smaller, the smaller the pressure in the selection and the greater the power deficit.

Сигнал на открытие регулирующей диафрагмы ограничивают по величине сигналом , вырабатываемом в функциональном блоке 18, ограничива тем самым открытиеThe signal to open the regulating diaphragm is limited in size by the signal generated in the function block 18, thereby limiting the opening

5 регулирующей диафрагмы. Уровень этого ограничени и формирование результирующего сигнала св заны с услови ми работы теплофикационной установки. В данное чаще всего с целью повышени эко0 моммчности теплофикационных турбин, в услови х работы по тепловому графику с полностью закрытой диафрагмой, конденсатор перевод т на работу с охлаждением встроанного пучка конденсатора подпиточ5 ной или обратной сетевой водой. Разна температура используемой в этих случа х воды вли ет на давление в конденсаторе; в первом случае оно остаетс в пределах, характерных дл работы с охлаждением кон0 денсатора циркул ционной водой, во втором давление повышаетс . Оба эти варианта предполагают минимальный пропуск пара в конденсатор, хот в первом запас пр. давлению, а значит и по расходу пара, боль5 ше. Превышение предельного давлени приводит к срабатыванию ззш,иты, отключа- юш.ей турбину, или подрыву атмосферных клапанов.5 regulating diaphragm. The level of this limitation and the formation of the resultant signal are related to the conditions of operation of the heating plant. In order to increase the efficiency of heat-generating turbines, under conditions of thermal graphics with a fully closed diaphragm, the condenser is switched to operation with cooling of the built-in condenser beam with make-up or reverse network water. The different temperatures of the water used in these cases affect the pressure in the condenser; in the first case, it remains within the limits characteristic of operation with cooling the condenser with circulating water; in the second, the pressure rises. Both of these options imply a minimum vapor admission to the condenser, although in the first reserve the pressure, and therefore also in terms of steam consumption, is higher. Exceeding the limiting pressure leads to the operation of the SZS, ity, shutting down the turbine, or undermining the atmospheric valves.

Давление в конденсаторе, при прочих равных услови х, определ етс расходомThe pressure in the condenser, ceteris paribus, is determined by the flow rate

пара в него, а следовательно, и в ЧНД, На различных ТЭЦ имеютс разные системы регулировани , в которые введены функциональные зависимости по определению давлени в конденсаторе в зависимости от режима работы турбины; непосредственно в конденсаторе или косвенно, по расходу пара. Кроме того, по услови м работы последних ступеней ЧНД, заводами-изготовител ми предусмотрены максимально допустимые пропуска пара в ЧНД.steam into it, and consequently, in the PND. Different control stations have different control systems, in which functional dependences are introduced to determine the pressure in the condenser depending on the turbine operating mode; directly in the condenser or indirectly, in terms of steam consumption. In addition, under the conditions of work of the last stages of the PND, manufacturing plants provide for the maximum allowable steam passes to the PND.

Однако прочностные характеристики лопаток определ ютс не только ни ми от парового изгиба. Увеличение расхода пара при одновременном повышении давлени за ступенью приводит к возрастанию плотности пара и к увеличению вибрационных напр жений в лопатках последних ступеней ЧНД. Поэтому ограничение сигнала на открытие поворотной диафрагмы в зависимости от давлени в конденсаторе и расхода пара (а также и их соотношени ) необходимо.However, the strength characteristics of the blades are not only determined by steam bending. An increase in steam consumption with a simultaneous increase in pressure after a step leads to an increase in steam density and to an increase in vibration stresses in the blades of the last stages of PND. Therefore, limiting the signal to the opening of the rotary diaphragm depending on the pressure in the condenser and the steam flow rate (as well as their ratio) is necessary.

Расход пара в ЧНД можно определ ть, например, по полох ению регулирующей диафрагмы 21. Давление можно измер ть, например , или в самом конденсаторе 24, или в выхлопе ЧНД 23. В зависимости от режима работы один из этих сигналов будет определ ющим; если, например, конденсатор работаете полным пропуском циркул ционной воды, то определ ющим будет сигнал по расходу пара в ЧНД 23.The steam flow rate in the PND can be determined, for example, by the shutdown of the regulating diaphragm 21. The pressure can be measured, for example, either in the condenser 24 itself or in the PND exhaust 23. Depending on the mode of operation, one of these signals will be decisive; if, for example, the condenser is working by completely passing circulating water, then the signal on the steam flow rate in the pressure ratio of 23 will be decisive.

Так как с открытием диафрагмы 21 происходит падение давлени в камерах 10 и 15 отборов нижеуронв ,определенного тепловой нагрузкой, то начинаетс уменьшение отпуска тепла от турбины, Вследствие этого регул тор 1 тепловой нагрузки воздействует на форсировку РК 3 ЧВД, что приводит к еще большему увеличению мощности теп- . лофикационной установки.Since the opening of the diaphragm 21 results in a drop in pressure in chambers 10 and 15 of the sampling of lower temperatures determined by the heat load, a decrease in the heat supply from the turbine begins, as a result, the heat load regulator 1 acts on the forced RK 3 FWD, which leads to an even greater increase in power heat LOCATION installation.

В момент примерного выравнивани давлений в камерах 10 и 15 отборов с давлени ми в соответствующих сетевых подогревател х 11 и 16 {с учетом дросселировани пара в паропроводах отборов), который примерно соответствует началу открыти регулирующей диафрагмы 21 ЧНД 23, сигнал, подаваемый на приводы 7 и 12 регулирующих органов 8 и 13, мен ют на противоположный по направлению, что приводит к закрытию регулирующих органов 8 и 13. Это приводит к уменьшению расхода пара в отборы с направлением его через ПО 22 в ЧНД 23, что вызыва.ет дополнительное увеличение мощности теплофикационной уста- новки в пределах 10-15% от номинального значени .At the time of the approximate pressure equalization in chambers 10 and 15 samples with pressures in the corresponding grid heaters 11 and 16 {taking into account steam throttling in the steam pipelines of the samples), which approximately corresponds to the beginning of the opening of the regulating diaphragm 21 BHD 23, the signal supplied to the drives 7 and 12 regulators 8 and 13, are reversed in direction, which leads to the closure of regulators 8 and 13. This leads to a decrease in steam consumption in the selections with its direction through the PO 22 to the PNL 23, which causes an additional increase power of a heat plant within 10-15% of the nominal value.

Изменение направлени воздействи на регулирующие органы 8 и 13 св зано с величиной дефицита мощности и режимом работы теплофикационной установки и на- 5 правлено как на увеличение степени участи в ликвидации аварийного дефицита мощности, так и на повышение надежности работы теплофикационной установки. С началом открыти регулирующей диафраг- 10 мы21 давление втеплофикационномотборе начинает быстро падать. Это может привести к чрезмерному увеличению напр жений в предотборных ступен х, забросу конденсата из сетевых подогревателей 11 и 16, так 15 как давление в них может оказатьс выше, чем в отборах.The change in direction to regulators 8 and 13 is associated with the magnitude of the power shortage and the mode of operation of the heating plant and is aimed both at increasing the degree of participation in eliminating the emergency power shortage and at improving the reliability of the heating plant. With the beginning of the opening of the regulating diaphragm 21, the pressure in the heat extraction device begins to rapidly fall. This can lead to an excessive increase in stresses in the preselection stages, condensate inlet from the network heaters 11 and 16, as much as 15 as the pressure in them can be higher than in the selections.

Если теплофикационна установка работает с давлением в теплофикационном отборе , близким к нижнему пределу регулиро- 0 вани , то в зависимости от величины дефицита мощности проведение предыдущих меропри тий может не обеспечить необходимого прироста мощности, а увеличение с-корости паропроизводительности ограни- 5 чено. Поэтому изменение воздействи на противоположное необходимо. Момент изменени воздействи на регулирующие органы 8 и 13 уже в сторону их закрыти определ етс началом открыти регулирующей 0 диафрагмы 21.If the heating plant operates with pressure in the heat extraction sample that is close to the lower limit of regulation, then, depending on the magnitude of the power shortage, the implementation of previous measures may not provide the required power increase, and the increase in steam generation capacity is limited. Therefore, changing the effect on the opposite is necessary. The moment of change of the effect on the regulators 8 and 13 already towards their closure is determined by the beginning of the opening of the regulating 0 diaphragm 21.

Claims

1. Sprasob regulation of heat-generating steam turbine installation by applying a signal from the system of emergency control automation to regulators 5 of the high pressure part and the regulating diaphragm of the turbine in the direction of their opening and actuators of regulators installed on steam pipelines of heat extraction samples, characterized by , in order to increase the degree of the installation of the impact of emergency power shortage in the power system and the reliability of the installation when operating it with large thermal loads and the minimum passage of steam to the low pressure part, the signal from the automation device to the actuators of regulating bodies installed on the steam pipelines of the heat extraction outlets, before opening the regulating diaphragm, is directed towards their opening.

7 16171588

2. Method no p, 1, tl and h and y and with and the degree of fate of the installation in the elimination of the fact that the signal from the device of the automation of the nation of emergency power shortage in the energy-regulating diaphragm is supplied from the rear side of the system and reliability, at the time of the start of a tight time and with limiting the maximum opening of the regulating diaphragm; supplying the permissible steam flow to the low part of the signal from the automation device at the pressure and the maximum permissible pressure of the regulators installed in the capacitor. steam pipelines of heat generation stations stPo3, the method according to clause 2, about tl and h and y and from the ditch, begin to lead towards the closure of the fact that, with the aim of further increasing these bodies