SU1710788A1

SU1710788A1 - Switching and warm-up method for high-pressure heater of steam-turbine plant

Info

Publication number: SU1710788A1
Application number: SU894745613A
Authority: SU
Inventors: Александр Шаулович Лейзерович; Эрнст Эдуардович Микушевич
Original assignee: Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к теплознерге- тике и может быть использовано при прогреве подогревателей высокого давлени (ПВД). Дл повышени экономичности работы паротурбинной установки путем оптимизации условий прогрева и сокращени вре- ^ени подключени ПВД регулируют повышение давлени в ПВД, мен скорость повышени заданного значени регул тору, который воздействует на клапан на подводе пара, во времени и формиру ее как кусочно-линейную функцию текущего заданного значени из услови поддержани посто нной скорости повышени температуры насыщени пара в ПВД. При подключении ПВД после кратковременного отключени , когда, температура металла ПВД остаетс на достаточно высоком уровне, возможно дл сокращени времени процесса быстрое повышение заданного значени давлени с максимальной предельной скоростью до начального уровн заданного значени давлени , определ емого начальной температурой металла по кривой насыщени - нелинейной зависимости давлени от температуры насыщени . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.>&^ёThe invention relates to heat energy and can be used during heating of high pressure heaters (LDPE). To increase the efficiency of the steam turbine unit by optimizing the heating conditions and reducing the time of the LDPE connection, the pressure in the LDPE is increased, the rate of increase of the setpoint is changed to the controller that acts on the steam supply valve over time and form it as a piecewise linear function the current setpoint from the condition of maintaining a constant rate of increase in the saturation temperature of the steam in the PST. When LDPE is connected after a short shutdown, when the temperature of the LDPE metal remains at a sufficiently high level, it is possible to reduce the process time to quickly increase the pressure setpoint from the maximum speed limit to the initial level of the pressure setpoint determined by the initial temperature of the metal according to the saturation curve - non-linear pressure from saturation temperature. 1 hp f-ly, 4 il. > & ^ ё

Description

Изобретение относитс к теплознергетике и может быть использовано при управлении паротурбинным оборудованием тепловых электростанций в процессе пуска на этапе подключени по пару регенеративных подогревателей высокого давлени , когда турбина работает под нагрузкой. The invention relates to heat and power engineering and can be used in controlling the steam turbine equipment of thermal power plants during the start-up process in the connection step for a pair of high-pressure regenerative heaters when the turbine is operating under load.

Цель изобретени - повышение экономичности путем улучшени условий прогрева и сокращени времени подключени подогревател .The purpose of the invention is to increase the economy by improving the conditions for heating and reducing the connection time of the preheater.

На фиг.1 приведена принципиальна схема технологических св зей подогревател высокого давлени и устройства управлени им; на фиг.2 - зависимость температуры насыщени от давлени пара; на фиг.З зависимости производной температуры насыщени по давлению и скорости повышени давлени пара от текущего давлени ; на фиг.4 - схема устройства управлени .Fig. 1 is a schematic diagram of the technological connections of the high-pressure preheater and its control devices; Fig. 2 shows the dependence of the saturation temperature on the vapor pressure; in FIG. 3, the dependence of the derivative of the saturation temperature on pressure and the rate of increase in vapor pressure on the current pressure; 4 is a control device diagram.

Регенеративный подогреватель 1 высокого давлени (ПВД) подключен (фиг.1) к линии 2 питательной водь и паропроводу 3 отбора греющего пара от турбины 4. На проводе 3 установлены обратный клапан 5 и запорна задвижка 6. Дл отвода конденсата греющего пара предусмотрен трубопровод 7 с установленным на нем регулирующим клапаном 8 дл поддержани уровн в ПВД 1. На подводе пара к ПВД выполнен байпас 9 запорной задвижки & с установленными на нем задвижкой 10 и регулирующим клапаном 11. К регулирующему клапану 11 подключен автоматический регул тор 12, поддерживающий давление за собой, измер емое датчиком 13, в соответствии с заданным значением, формируемым задатчихом 14, Дл реализации предлагаемого способа задатчик 14 охватываетс контуром обратной св зи или же к его входу подключаетс сигнал (показан пун ктиром) от датчика 13. К входу задатчика 14 может быть дополнительно подключен датчик 15 температуры ПВД 1, например температуры его корпуса.A high pressure regenerative heater 1 (LDPE) is connected (Fig. 1) to line 2 of feedwater and steam line 3 for extracting heating steam from turbine 4. Pipe 3 has a check valve 5 and a shut-off valve 6. Pipeline 7 is provided for draining condensate of heating steam a control valve 8 mounted thereon to maintain the level in the LDPE 1. Bypassing the steam to the LDPE, a bypass 9 of the stop valve & with a valve 10 installed on it and a regulating valve 11. An automatic regulator 12 is connected to the regulating valve 11, which maintains pressure behind itself, measured by the sensor 13, in accordance with a predetermined value formed by the setting device 14. For implementing the proposed method, the setting device 14 is covered with a reverse circuit In connection with this, a signal is connected to its input (shown by a pen) from sensor 13. Sensor 15 of PVD temperature 1, for example, the temperature of its case, can be additionally connected to input of setting device 14.

Дл оптимизации прогрева ПВД требуетс , чтобы скорость ts повышени температуры ts насыщени при повышении давлени Р в ПВД во все врем его прогрева поддерживалась посто нной:To optimize the heating of the LDPE, it is required that the rate ts of the increase in the saturation temperature Ts with increasing pressure P in the LDPE during the entire warm-up period is kept constant:

ts(P) const.ts (p) const.

Это условие можно представить в видеThis condition can be represented as

ts{p)-| () const,(1)ts {p) - | () const, (1)

откуда может быть сформирована искома зависимость скорости повышени давлени в ПВД при его подключении. Текущее значение давлени Р, поддерживаемое регул тором 12, может быть прин то равным заданному значению давлени Рзд в предположении , что регул тор близок к идеальному . На фиг.З построзны зависимостиfrom where the artificial dependence of the rate of increase in pressure in the PST can be formed when it is connected. The current value of pressure P, maintained by regulator 12, can be assumed to be equal to a given value of pressure Rdz under the assumption that the regulator is close to ideal. On fig.Z postrozno dependencies

( Р ) по известной зависимости ts(p), показанной на фиг.2, и (пунктиром) зависимость РЗД(Р) скорости Рзд изменени заданного значени Рзд давлени от текущего давлени Р, обеспечивающа выполнение услови (1). Эта зависимость в общем случае с высокой степенью точности может быть аппроксимирована кусочно-линейной функцией. Дл ее построени методом конечных приращений определ ют производdts (P) according to the known dependence ts (p) shown in Fig. 2, and (dotted line) the dependency of the RDF (P) speed Pcd of the change in the given value Pcz of pressure on the current pressure P, ensuring the fulfillment of condition (1). In the general case, this dependence can be approximated with a high degree of accuracy by a piecewise linear function. For its construction by the method of final increments, the production of dts is determined

ныеny

, принимаемые посто нными наtaken constant by

dpdp

выбранных диапазонах изменени давлени . Далее задаваемую по услови м термопрочности ПВД допустимую скорость прогрева ПВД, т.е. скорость ts повышени температуры насыщени ts, дел т на полученные значени производной дл соответствующих значений давлени и полученные значени представл ют в виде искомой кусочно-лине |,ной функции. В частном случае , дл представл ющего наибольший практический интерес диапазона изменений давлени от 0,1 до 8 МП а эта зависимость с погрешностью в пределах 10-12% может быть представлена как линейна , что существенно облегчает реализацию способа средствами автоматического регулировани .selected pressure ranges. Next, the admissible heating rate of the PST, that is, given by the thermal strength of PVD, is the rate ts of the increase in the saturation temperature ts is divided by the obtained values of the derivative for the corresponding pressure values and the values obtained are represented as the desired piecewise linear function |. In the particular case, for the range of pressure changes from 0.1 to 8 MP, which represents the greatest practical interest, this dependence can be represented as linear with an error within 10–12%, which greatly simplifies the implementation of the method by means of automatic regulation.

При подключении ПВД после кратковременного отключени , когда температура металла ПВД остаетс на достаточно высоком уровне, возможно и желательно дл сокращени времени процесса быстрое, практически скачкообразное повышение заданного значени давлени с максимальной предельно допустимой скоростью до начального уровн давлени , определ емого начальной температурой металла по кривой насыщени нелинейной зависимости давлени от температуры насыщени P(ts) с последующим повышением давлени по исходной линейной зависимости Рзд(р). Соответствующие зависимости показаны на фиг.2 и 3 штрихпунктирными лини ми.When connecting the LDPE after a short shutdown, when the temperature of the LDPE metal remains at a sufficiently high level, it is possible and desirable to reduce the process time to rapidly, almost abruptly increase the pressure setpoint from the maximum permissible speed to the initial pressure level determined by the initial temperature of the metal the nonlinear dependence of pressure on the saturation temperature P (ts) with the subsequent increase in pressure in terms of the initial linear dependence Psd (p). The corresponding dependences are shown in Figures 2 and 3 by dash-dotted lines.

Автоматический регул тор 12 (фиг.1) поддерживает давление Р за собой, измер емое датчиком 13, воздейству на клапан 11. При этом заданное значение Рзд давлени , поступающее на вход регул тора 12, вместе с сигналом обратной св зи по фактическому давлению Р, формируетс в задатчике 14, содержащем в своем составе интегратор, а скорость повышени заданного значени , т.е. величина на входе интегратора , в свою очередь, задаетс Рзд(р)« (Р)ЗД, где величина заданного значени РЗД беретс с выхода задатчика 14 или, как показано пунктиром на фиг.1, может быть заменена сигналом отдатчика 13 давлени . В частном случае может быть прин то Рзд(р) а + Ьр, гдеаиЬ-посто нные, реализуемые заданием соответствующих коэффициентов усилени входов интегратора. При наличии измерени датчиком 15 температуры и подключении гор чего ПВД в задатчике 14 может дополнительно быть реализовано условиеThe automatic regulator 12 (Fig. 1) maintains the pressure P behind itself, measured by the sensor 13, acting on the valve 11. At the same time, the predetermined value Рз pressure applied to the input of the regulator 12, together with the feedback signal on the actual pressure P, formed in the setter 14, which contains an integrator, and the rate of increase of the specified value, i.e. The value at the integrator input, in turn, is set to Rsd (p) "(P) ZD, where the value of the set value of the RZD is taken from the output of the setter 14 or, as shown by the dotted line in Fig. 1, can be replaced by the signal from the pressure transducer 13. In the particular case, Rsd (p) a + Lp can be taken, where aab-constant, realized by setting the corresponding gain factors of the integrator's inputs. With the presence of a measurement by the temperature sensor 15 and the connection of a hot PST in the setting device 14, the condition

РЗД 5: РЗД,причем нелинейна зависимость (t) реализуетс преобразователем в составе задатчика 14. Открытие клапана 11 до установлени давлени Р RZD 5: RZD, and the non-linear relationship (t) is realized by the converter as part of the setting device 14. Opening the valve 11 until the pressure P is set

uauuau

РЗД осуществл етс с предельной дл данного регул тора скоростью (включением режима посто нной скорости исполнительного механизма).RZD is carried out with the maximum speed for this controller (switching on the constant speed mode of the actuator).

Структурна (фиг.4) содержит регул тор 12, подключенный через нормально замкнутый контакт ключа 16 дистанционного управлени к приводу регулирующего клапана 11 на подводе греющего пара в ПВД, датчика 13 давлени пара, подключенный к входу регул тора 12 вместе с выходом задатчика 14. В состав задатчика 14 вход т блок 17 выделени максимума, выход которого подключен к входу регул тора 12, а входы - к блоку 18 нелинейного преобразовател сигнала от датчика 15 температуры металла ПВД к интегратору 19, регулирующий прибор20, входы которого подключены к интегратору 19 и датчику 13, а выход через нормально раздмкнутые контакты автоматического переключател 21 подключен к входу интегратора 19, сумматор 22, входы которого соединены с выходами интегратора 19 и задатчика 23 начальной скорости изменени давлени в ПВД, а выход через блок 24 нелинейности и нормально замкнутые контакты автоматического переключател 25 соединен с вторым входом интегратора 19, релейный элемент 26 с зоной возврата, выход которого подключен к управл ющим входам автоматических переключателей 21 и 25 (эти св зи показаны пунктиром ), а входы соединены с интегратором 19, блоком 18 нелинейного преобразовател и через нормально разомкнутый контакт ключа 16 дистанционного управлени с внешним по отношению к задатчику 14 задатчиком 27 с неизменным сигналом на выходе .Structural (Fig. 4) contains a regulator 12 connected via a normally closed contact of the remote control key 16 to the actuator of the control valve 11 on the supply of heating steam to the LDPE, the vapor pressure sensor 13 connected to the input of the regulator 12 together with the output of the regulator 14. V the composition of the setting device 14 includes the maximum allocation unit 17, the output of which is connected to the input of the controller 12, and the inputs to the block 18 of the nonlinear signal converter from the PVD metal temperature sensor 15 to the integrator 19, the regulating device 20, whose inputs are connected to the teaser 19 and the sensor 13, and the output through the normally open contacts of the automatic switch 21 are connected to the input of the integrator 19, the adder 22, whose inputs are connected to the outputs of the integrator 19 and the setting device 23 of the initial velocity of pressure change in the PST, and the output through the nonlinearity 24 and normally closed the contacts of the automatic switch 25 are connected to the second input of the integrator 19, a relay element 26 with a return zone, the output of which is connected to the control inputs of the automatic switches 21 and 25 (these connections are shown in dotted ohm), and the inputs are connected to the integrator 19, the non-linear converter unit 18 and, through a normally open contact of the remote control key 16, to the outside device 27, which is external to the unit 14, with a constant output signal.

Схема, показанна на фиг.4, вл етс лишь одной из возможных дл реализации предлагаемого способа. Выбор конкретной конфигурации схемы во многом обуславливаетс используемой аппаратурой. В схеме (фиг.4) кусочно-линейна зависимость Рзд(р) скорости РЗД повышени заданного значени давлени от его текущего значени , показанна пунктиром на фиг.З, реализуетс в контуре обратной св зи интегратора 19, а показанна на фиг.2 зависимость реа;1йзуетс блоком 18.The circuit shown in Fig. 4 is only one of the possible methods for implementing the proposed method. The choice of a particular circuit configuration is largely determined by the hardware used. In the scheme (Fig. 4), the piecewise linear dependence Rzd (p) of the RDF rate of increasing the specified pressure value from its current value, shown by the dotted line in Fig. 3, is realized in the feedback loop of the integrator 19, and the dependence ; 1 is performed by block 18.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

В, исходном состо нии турбина 4 работает под нагрузкой, ПВД 1 отключен по пару - задвижки 6, 10 и клапан 11 на пёропроводах 3 и 9 закрыты, автоматический регул тор 12 отключен ключом 16 дистанционного управлени от привода клапана 11, ПВД 1 к началу его подключени по пару включаетс в линию 2 питательной воды обычным путем . При подключении ПВД по пару оператором или автоматизированной системой (устройством) управлени открываетс задвижка 10 на байпасе 9 основной паровой задвижки, а регул тор 12 подключаетс ключом 16 дистанционного управлени к приводу регулирующего клапана 11. При использовании дл реализации предлагаемого способа схемы, приведенной на фиг.4, до этого момента сигнал на выходе интегратора 19 отслеживал сигнал датчика 13 давлени пара в ПВД с помощью регулирующего прибора 20, так как сигнал от задатчика 27 подавалс через контакт ключа 16 (при дистанционном управлении) на вход релейного элемента 26, что гарантировало наличие управл ющего сигнала на выходе релейного элемента 26 и приводило переключатели 21 и 25 в положение, противоположное показанному на фиг.4. При несовпадении сигнала с выходов датчика 13 и интегратора 19 срабатывает регулирующий прибор 20 и через контакт переключател 21 воздействует на вход интегратора 19 до тех пор, пока существует разность сигналов от датчика 13 и интегратора 19. Контакты переключател 25 при дистанционном управлении разомкнуты . На вход регул тора 12 через блок 17 выделени максимума поступает большее из двух заданий: от интегратора 19 или нелинейно преобразованного блоком 18 сигнала от датчика 15 температуры металла ПВД.In the initial state, the turbine 4 operates under load, LDPE 1 is disconnected by a couple of valves 6, 10 and valve 11 on conductors 3 and 9 are closed, automatic controller 12 is disconnected by remote control key 16 from valve actuator 11, LDPE 1 to its beginning steam connections are included in feed water line 2 in the usual way. When the LDPE is connected a couple by the operator or an automated control system (device), the valve 10 is opened on the bypass 9 of the main steam valve, and the regulator 12 is connected by a remote control key 16 to the actuator of the control valve 11. When using the scheme shown in FIG. 4, up to this point, the signal at the output of the integrator 19 monitored the signal of the vapor pressure sensor 13 in the PST with the aid of the regulating device 20, since the signal from the setting device 27 was supplied through the contact of the switch 16 (when tantsionnom control) to the input of the relay member 26, guaranteeing the presence of a control signal at the output of the relay member 26 and the lead switches 21 and 25 to a position opposite to that shown in Figure 4. If the signal from the outputs of the sensor 13 and the integrator 19 does not match, the regulating device 20 is triggered and through the contact of the switch 21 acts on the input of the integrator 19 as long as there is a difference in signals from the sensor 13 and the integrator 19. The contacts of the switch 25 are open during remote control. The input of the regulator 12 through the maximum allocation block 17 comes from the larger of two tasks: from the integrator 19 or the signal nonlinearly converted by the block 18 from the sensor 15 of the LDPE metal temperature.

Таким образом, регул тору 12 при неостывшем ПВД устанавливаетс начальное задание, соответствующее температуре металла ПВД, измеренной датчиком 15. После включени регул тора 12 в работу ключомThus, the controller 12 with an unheated PVD sets the initial setting corresponding to the temperature of the PVD metal measured by the sensor 15. After the controller 12 is put into operation with a key

16этот регул тор, воздейству на клапан 11, поднимает давление в ПВД до значени , соответствующего сигналу на выходе блока16 this regulator, acting on valve 11, raises the pressure in the LDPE to the value corresponding to the signal at the output of the unit

Claims

Selection of maximum, i.e. at the output of block 18. Due to the presence of a signal at the output of the relay element 26, the integrator 19 through the regulating device 20 and the switch 21 monitors the pressure in the PST measured by the sensor 13. When aligning the signals at the outputs of the integrator 19 and the block 18, the signal at the output of the relay element 26 the switches 2.1 and 25 go to the position shown in FIG. 4, the tracking by the integrator 19 of the pressure in the PST stops and the second input of the integrator 19 is closed by a positive feedback loop through the adder 22, block 24 and switch 25 At the same time, the integrated signal corresponding to the RZD rate of the change in the specified pressure value is formed as a piecewise linear function of the current given value of Pc in accordance with the dependence shown in FIG. With cold LDPE or no measurement of the temperature of the LDPE metal, the increase in the pressure setpoint with CKOpoctbra RZD (RZD) is carried out from the very beginning of connecting regulator 12 to Kklapanu 11. With increasing preset value or steam pressure to the nominal value or full opening of valve 11 regulator 12 is turned off with the key 16, the operator or automated device opens the valve 6 on the main steam supply line in the LDPE, after which the valve 10 and the valve 11 are closed - the LDPE connection is completed. Claim 1. Method of controlling the connection and heating of a high-pressure heater of a steam-turbine plant operating under load, by measuring the pressure of heating steam and acting on the regulator of steam supply in the direction of increasing this pressure by changing its set value at a given speed In order to increase LJ I efficiency by improving the heating conditions and shortening the preheater connection time, the relationship between the rate of increase in the saturation temperature is determined based on this dependence, the rate of increase in the setpoint pressure as a piecewise linear function of the setpoint, while maintaining a constant rate of increase in the saturation temperature of the vapor while heating.

2. The method of Claim 1 is different in that the temperature of the preheater metal is additionally measured, the initial level of the specified pressure value corresponding to the measured temperature is determined from the relationship between the saturation temperature of the steam and its pressure, and for a given pressure below the initial value The level increases this value with the speed limit for the controller.

FLG.2

n

dp

53

)

F1G.Z