SU735862A1 - Устройство дл автоматического регулировани давлени пара в общей магистрали перед турбинами - Google Patents

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях с поперечными связями для регулирования давления пара перед турбинами. Это давление в общей магистрали следует поддерживать на максимально допустимом по условиям ⁵ надежности уровне, так как уменьшение давления снижает экономичность работы турбин.

Известно устройство для автоматического регулирования давления пара в общей магистрали перед турбинами, содержащее логический регулирующий блок, выходы которого соединены со входами регуляторов тепловой нагрузки парогенераторов, а входы — с выходами главного регулятора и блока выделения максимально^ давления, связанного также с выходом главного регулятора, и датчики давления пара перед турбинами, подключенные к входам логического регулирующего блока и блока выделения максимального давления [1]. ₂₀

Однако это устройство имеет ограниченную экономичность работы турбин, так как оно не учитывает, что нагрузка парогенераторов в большинстве случаев не соответствует паровым на2 грузкам ближайших турбин. Возникающие при этом перетоки пара и перепады давления вдоль общей магистрали снижают экономичность турбин, увеличивая потери давления.

Цель изобретения — повышение экономичности работы турбин.

Для достижения Поставленной цели в устройство дополнительно введены блоки контроля диапазона регулирования парогенераторов, подключенные к входам логического регулирующего блока, и блок выделения минимального давления, ко входам которого подключены датчики давления пара перед турбинами, а выход этого блока соединен со входом логического регулирующего блока.

В логическом регулирующем блоке определяется положение точек мшшмального и максимального давления перед турбинами, и сигналы главного регулятора на ’’больше” (увеличение нагрузки) подаются на регуляторы тепловой нагрузки парогенераторов, ’’наиболее близких” к точке минимального давления, а сигналы главного регулятора на ’’меньше (уменьшение нагрузки) подаются на автоматические задатчики регу735862 дяторов тепловой нагрузки парогенераторов, ’’наиболее близких” к точке максимального давления.

’Наиболее близким” к турбине назван парогенератор, при изменении нагрузки которого больше всего меняется расход пара на эту турбину. Согласно этому признаку парогенераторы распределяются по ’’степени близости” к турбинам. Под действием случайных возмущения главный регулятор время от времени будет срабатывать на ’’больше” и ’’меньше”. Причем, как сказано раньше, сигналы ’’больще” будут увеличивать нагрузку парогенераторов ’'наиболее близких” к точке минимального давления, а сигналы ’’меньше” уменьшать нагрузку котлов ’’наиболее близких” к точке максимального давления.

Перетоки пара направлены от точки максимального давления к точке минимального давления, и поэтому, увеличивая нагрузку парогенераторов, ’’наиболее близких” к'точке минимального давления, и уменьшая нагрузку парогенераторов, ’’наиболее близких” к точке максимального давления, главный регулятор будет уменьшать перетоки пара, и следовательно, выравнивать давление перед турбинами, постепенно приближая его к оптимальному для всех турбин и снижать потери давления.

Через некоторое время нагрузка между парогенераторами распределится так, что давление ' перед всеми турбинами станет равным предельно допустимому. Но это произойдет только в том случае, если диапазона регулирования парогенераторов будет достаточно для полного выравнивания давления.

Однако диапазон регулирования может быть ограничен в сторону ’ больше” (например, предельное давление в барабане парогенератора, максимальная предельная нагрузка, полное открытие направляющих аппаратов дымососов или вентиляторов), в .сторону ’’меньше” (например, минимальная предельная нагрузка парогенератора, минимальные допустимые обороты пылепитателей) или в обе стороны (например, отключение регулятора тепловой нагрузки). В случае ограничения диапазона регулирования парогенераторов сигналы об этом подаются на вход логического регулирующего блока, который при отсутствии диапазона регулирования ’’наиболее близкого” парогенератора направит сигнал главного регулятора’на парогенератор, имеющий наибольшую ’’степень близости” к данному турбоагрегату. При этом будет обеспечено выравнивание давления пара, максимально возможное при наличии ограничений, которые имеют место в данный момент. ' ' На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит парогенераторы 1 и 2 (условно показано два парогенератора), турбины 3 и 4 (условно показано две турбины) , общую паровую магистраль 5, регуляторы тепловой нагрузки 6 и 7, блоки 8 и 9 контроля диапазона регулирования парогенераторов, датчики 10 и 11 давления пара перед турбинами, блок 12 выделения максимального давления, блок 13 выделения минимального давления пара, главный регулятор 14, и логический регулирующий блок 15.

Парогенераторы 1 и 2 работают на общую паровую магистраль 5, пар из которой поступает на турбины 3 и 4. Парогенераторы оснащены регуляторами тепловой нагрузки 6 и 7, которые могут работать по одной из известных схем (например, по тепловосприятию). На входы регуляторов тепловой нагрузки поступают сигналы с выхода логического регулирующего блока 15.

Выход блока выделения максимума соединен со входом главного регулятора 14 и входом логического регулирующего блока 15. Выход блока выделения минимума 13 соединен со входом логического регулирующего блока 15.

Выходы блоков 8 и 9 контроля диапазона регулирования соединены со входом логического регулирующего блока 15.

Выход логического регулирующего блока 15 соединен со входами регуляторов тепловой нагрузки 6 и 7.

На вход логического регулирующего блока поступают аналоговые сигналы с блоков выделения максимума и минимума и датчиков давления пара перед турбинами. Эти сигналы преобразуются в дискретные сигналы блоками сравнения фактического давления с минимальным и максимальным. На выходе блока сравнения появляется сигнал, если давление равно максимальному или минимальному. Если давление больше минимального или меньше максимального, то. сигнал на выходе блока сравнения отсутствует. Остальные сигналы, поступающие на вход логического регулирующего блока, а именно: сигналы с выхода главного регулятора 14 и выхода блоков контроля диапазона регулирования парогенераторов, являются дискретными. Выходные сигналы логического регулирующего блока могут быть дискретными, . если - регуляторы тепловой нагрузки оснащены автоматическими задатчиками, способными воспринимать дискретные сигналы.

Если регуляторы тепловой нагрузки не оснащены автоматическими задатчиками, то в состав логического регулирующего блока следует ввести преобразователи дискретного сигнала в аналоговый.

Для электрической станции, тепловая схема которой состоит, например, из четырех пароге нераторов и трех турбин, можно обозначить: Хмк 1, Хмк 2, Хмк 3, Хмк 4 - сигнал, равный 1, если от логического регулирующего блока поступает сигнал ’’меньше” на автоматические задатчики регуляторов нагрузки соответ- $ ственно первого, второго, третьего и четвертого парогенераторов, и равный нулю, если этот сигнал не поступает ; Хт 1, Хт 2, Хт 3 сигнал^ равный 1, если давление соответственно перед первой, второй и третьей турбиной максимально, и равный 0, если давление меньше максимального;

Хмгр - сигнал, равный I, если главный регулятор дает сигнал в сторону ’’меньше”, и равный 0, если главный регулятор не дает ' сигнала в сторону ’’меньше”, Хомк 1, Хомк 2, Хомк 3, Хомк 4 — сигнал, равный 1, если соответственно не имеют ограничений первый, второй, третий и четвертый парогенераторы в сторону ’’меньше” и равный 0, если парогенераторы 20 имеют ограничения в сторону ’’меньше”.

Пусть степень близости парогенераторов к турбинам такова, что, если давление перед первой турбиной равно максимальному, то ²⁵ при срабатывании главного регулятора в сторону ’’меньше” следует вначале давать сигнал на уменьшение нагрузки первого парогенератора. При отсутствии диапазона регулирования на этом парогенераторе в сторону ’’меньше” ³⁰ сигнал дается на второй, затем на третий и после этого на четвертый парогенератор.

Если давление перед второй турбиной равно . максимальному, то сигнал в сторону ’’меньше” главного регулятора подается сначала на мотор- 35 ные задатчики регуляторов нагрузки второго и третьего, затем первого и четвертого парогенераторов'

Для третьей турбины порядок подачи сигнала ’’меньше” по степени близости пусть бужет таков; четвертый, третий, второй и, наконец, первый парогенератор.

Действия логического регулирующего блока, формирующего сигнал на уменьшение нагрузки парогенераторов, может быть описаны следующими уравнениями:

Хмк 1= Хмгр*Хомк 1 (Хт 1 _макс ⁺X ^т 2^кс* ХХомк 2-Хомк 3 +Хт З_макс+Хомк 2*Хомк 3 ·* *Хомк4), (1)

Хмк 2 = Хмгр-Хомк 2 (Хт 1_макс · Хомк 1+^{ъ +}Хт 2_макс + Хт З_макс . Хомк 4 . Хомк 3), (2)

Хмк 3 = Хмгр«Хомк 3· (Хт 1 макс' Хомк 1х хХомк 2 + Хт 2_макс + Хт Змакс · Хомк 4), (3)

Хмк 4 = Хмгр · Хомк 4 (Хт 1_Макс ' Х°^{мк 1х} ИХомк 2 · Хомк 3 + Хт 2_макс'Хомк 2 - Хомк 3+ «т 3_Макс> ⁽⁴⁾

Уравнение (1) расшифровывается следующим образом: сигнал на уменьшение нагрузки первого парогенератора (Хмк 1) подается в случае срабатывания глазного регулятора на ’’меньше” (Хмгр), отсутствия ограничений на уменьшение нагрузки этого парогенератора (Хомк I) и выполнения одного из следующих условий: а) давление перед первой турбиной максимальное (Хт 1_макс ) б) давление перед второй турбиной максимальное (Хт 2_макс) ^и второй и третий парогенераторы ограничены в сторону уменьшения нагрузки (Хомк 2· Хомк 3 , в) давление перед третьей турбиной максимальное (Хт З_макс) и второй, третий и четвертый парогенераторы ограничены в сторону уменьшения нагрузки (Хомк 2'Хомк З-Хомк 4).

Аналогично расшифровываются уравнения (2), (3) и (4).

Действия логического регулирующего блока при увеличении нагрузки парогенераторов описываются уравнениями, аналогичными уравнениям (1), (2), (3) и (4) , где следует заменить индекс ”м” (’’меньше”) на индекс ”б” (’’больше”) и сигнал максимального'давления йа сигнал минимального давления. Указанные логические уравнения могут быть реализованы, например, с помощью релейных схем.

Предлагаемое устройство обеспечивает поддержание давления пара в общей магистрали возможно близким к оптимальному, что и позволяет повысить экономичность работы турбин.’

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электроста1пда х с поперечными св з ми дл  регулировани  давлени  пара перед турбинами. Это давление в общей магистрали следует поддерживать на максимально допустимом по услови м надежности уровне, так как уменьшение давлени  снижает экономичность работы турбин. Известно устройство дл  автоматического регулировани  давлени  пара в общей магаст рали перед турбиналш, содержащее лопгаеский регулирующий блок, выходы которого соединены со входами регул торов тепловой нагрузки парогенераторов, а входы - с выходами главного регул тора и блока выделени  максимального давлени , св занного также с выходом главного регу  тора, и датчики давлени  пара перед турбинами , подключенные к входам логического ре гулирующего блока и блока выделени  максимального давлени  1., Однако это устройство имеет ограниченную экономичность работы турбин, так как оно не учитьгеает, что нагрузка парогенераторов в больщинстве случаев не соответствует паровым нагрузкам ближайщих турбин. Возникающие при этом перетоки пара и перепады давлени  вдоль общей магистрали снижают экономичность т}рбшс, увеличива  потери давлени . Цель изобретени  - повышение экономичности работы турбин. Дл  достижени  Поставле1шой цели в устройство дополнительно введены блоки контрол  диапазона регулировани  парогенераторов, подключенные к входам логического регулирующего блока, и блок выделени  мт нимального давлени , ко входам которого подключены AarimKH давлени  пара перед турбинами, а вььход этого блока соединен со входом логического регулирующего блока. В логическом регулирующем блоке опредеп етс  положение точек мшп мального и максимального давлени  перед турбинами, и сигналы главного регул тора на. больше (уве;гичение нагрузки) подаютс  на регул торы тепловой нагрузки парогенераторов, наиболее близких к точке минимального давлени , а сигналы главного регул торана меньше (уменьщение narpyrjки ) подаютс  на автоматические эадатчики регу7 I ropoв тепловой нагрузки парогенераторов, наиболее близких к точке максимального дав лени . Наиболее близким к турбине назван парогенератор , при изменении нагрузки которого больше всего мен етс  расход пара на эту турбину . Согласно этому признаку парогенераторы распредел ютс  по степени близости к турбинам . Под действием случайных возмущени  глав ный регул тор врем  от времени будет срабатьгеать на больше и . Причем, как сказано раньше, сигналы больще увели чивать нагрузку парогенераторов 1аибрлее близких к точке минимального давлени , а сигналы меньше уменьшать нагрузку котлов наиболее близких к точке максимального дав лени . Перетоки пара направлены от точки максимального давлени  к точке минимального давлени , и поэтому, увеличрша  нагрузку парогенераторов , наиболее близких кточке мини- мального давлени , и уменьша  нагрузку паро генераторов, наиболее близких к точке макси мального давлени , главный регул тор будет уменьшать перетоки пара, и следовательно, выравнивать давление перед турбинами, постепенно приближа  его к оптимальному дл  всех турби и снижать потери давлени . Через некоторое врем  нагрузка между паро генераторами распределитс  так, что давление перед всеми турбинами станет равным предельно допустимому. Но Это произойдет только в том случае, если диапазона регулировани  парогенераторов будет достаточно дл  полного выравнивани  давлени . Однако диапазон регулировани  может быть ограничен в сторону больше (например, предельное давление в барабане парогенератора, максимальна  предельна  нагрузка, полное открытие направл ющих аппаратов дымососов или вентил торов), в .сторону меньше (например , минимальна  предельна  нагрузка парогене ратора, минимальные допустимые обороты пылепитателей ) или в обе сторонь (например, отключение регул тора тепловой нагрузки). В случае огра1шчеш1  диапазона регулировани  парогенераторов сигналы об этом подаютс  на вход логического регулирующего блока, который при отсутств Ш диапазош регулировани  наиболее близкого парогенератора направит сигнал главного регул торана парогенератор , имеюищй наибольшую степень близости к данному турбоагрегату. При этом будет обеспечено выравнивание давлени  пара, максимально возможное при наличии ограничений, которые имеют место в даннъш момент. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. 4 Устройство содержит парогенераторы 1 и 2 (условно показано два парогенератора), турбины 3 и 4 (условно показано две турбины ) , общую паровую магистраль 5, регул торы тепловой нагрузки 6 и 7, блоки 8 и 9 контрол  диапазона регулировани  парогенераторов , датчики 10 и 11 давлени  пара перед турбинами, блок 12 выделени  .максимального давлеш{ , блок 13 выделени  минимального давлени  пара, главный регул тор 14, и лoгliчecкий регулирующий блок 15. Парогенераторы 1 и 2 работают на общзто паровую магистраль 5, пар из которой поступает на турбины 3 и 4. Парогенераторы оснащены регул торами тепловой нагрузки б и 7, которые могут работать по одной из известных схем (например, по тепловоспри тию). На входы регул торов тепловой нагрузки поступают сигналы с выхода логического регулирующего блока 15. Выход блока выделени  максимума соединен со входом главного регул тора 14 и входом логического регулирующего блока 15. Выход блока выделени  минимума 13 соединен со входом логического регулирующего блока 15. Выходы блоков 8 и 9 контрол  диапазона регулировани  соединены со входом логического регулирующего блока 15. Выход логического регулирующего блока 15 соединен со входами регул торов тепловой нагрузки 6 и 7. На вход логшюского регулирующего блока 15 поступают аналоговые сигналы с блоков выделени  максимума и мишмума и датчиков давле1ш  пара перед турбинами. Эти сигналы преобразуютс  в дискретные сигналы блоками сравнени  фактического давлени  с ми шмaльным и максимальным. На выходе блока сравнени  по вл етс  сипгал, если давление равно максимальному или минимальному. Если давление больше минимального или меньше максимального, то. сигнал на выходе блока сравнени  отсутствует. Осталы&1е сигналы, поступающие на вход логического регулирующего блока, а именно: сигналы с выхода главного регул тора 14 и вьгхода блоков контрол  диапазона регулирова1ш  парогенераторов,  вл ютс  дискретными. Выходные сигналы логического регулирующего блока могут быть дискретными, . если - регул торы тепловой нагрузки оснащены автоматическими задатчиками, способными воспринимать дискретные сигналы. Если регул торы тепловой нагрузки не оснащены автоматическими задатчиками, то в состав лоп1ческого регулирующего блока следует ввести преобразователи дискретного сигнала в аналоговый. Дл  электрической станции, теплова  схема которой состоит, например, из четырех гароге57 нераторов и трех турбин, можно обозначить: Хмк 1, Хмк 2, Хмк 3, Хмк 4 - сигнал, равный 1, если, от логического регулирующего блока поступает сигнал меньше на автоматические задатчики регул торов нагрузки соответ ственно первого, втор-ого, третьего и четвертого парогенераторов, и равный нулю, если этот сигнал не постушет, ; Хт 1, Хт 2, Хт 3 сигнал равный 1, если давление соответственно перед первой, второй и третьей турбиной максимально , и равный О, если давле1ше меньше максимального; Хмгр - сигнал, равный I, если главньв регул тор дает сигаал в сторону меньше, и равный О, если главный регул тор не дает сигнала в сторону меньше, Хомк 1, Хомк 2 Хомк 3, Хомк 4 - сигнал, равный 1, если соответственно не имеют ограничений первый, второй, третий и четвертый парогенераторы в сторо ну меньше и равный О, если парогенераторы имеют ограничени  в сторону меньше. Пусть степень близости парогенераторов к турбинам такова, что, если давление перед первой турбиной равно максимальному, то при срабатыватвга главного регул тора в сторону меньше следует вначале давать сигнал на уметашение нагрузки первого парогенератора . При отсутствии диапазона регулировани  на этом парогенераторе в сторону меньше сигнал даетс  на второй, затем на третий и после этого на четвертый парогенератор. Если давление перед второй турбиной равно максимальному, то сигнал в сторону меньше главного регул тора подаетс  сначала на моторные задатчики регул торов нагрузки второго и третьего, затем первого и четвертого парогенераторов Дл  третьей турбины пор док подачи сигнала меньше по степени близости пусть бужет таков: четвертый, третий, второй и, наконец, первый парогенератор. .Действи  логаческого регулирующего блока, фop tиpyющeгo сигнал на уменьшение нагрузки парогенераторов, может быть описаны следующими уравнени ми: Хмк 1 ХмгрХомк 1 (Хт iMaKc мак хХомк 2Хомк 3+Хт З акс Хомк4),(1) Хмк 2 Хмгр-Хомк 2 (Хт 1макс Хомк 1 +Хт 2,акс + Хт 4 Хомк 3), (2) Хмк 3 Хмгр Хомк 3- (Хт максХомк «омк 2 + Хт 2макс + шкс Хомк 4), (3 Хмгр Хомк 4 (Хт Хомк Хмк 4 Хомк 2 -Хомк 3 (Хомк 2 Хомк 3 + Хт 2 Хт макс/ ( 4) 2 Уравнегаш () расишфровываетс  следующим образом: сигнал на уменьшение нагрузки первого парогенератЬра (Хмк 1) подаетс  в срабатьшани  глазного регул тора на (Хмгр), отсутстви  ограничений на уменьшение нагрузки этого парогенератора (Хсмк I) и выполнени  одного из следуюших условий: а) давле1ше перед первой турбиной максимальное (Хт 1макс б) давление перед второй турбиной максимальное (Хт ) второй и третий парогенераторы ограничены в сторону уменьшет   нагрузки (Хомк
2. 2.- Хомк 3 , в) давление перед третьей турбиной максимальное (Хт .) и второй, третий и четвертый парогенераторы ограничены в сторону уменьшени  нагрузки (Хомк 2Хомк 3-Хомк 4). Аналогично расшифровываютс  уравнсш  (2), (3) и (4). Действи  логического регулирующего блока при увеличении нагрузки трогенераторов описываютс  уравнеттами,, аналогичными уравнени м (1), (2), (3) и (4) , где следует заменить индекс м (MeHbUie) на индекс б (больше ) и сигнал максимальногодавлени  йа сигнал минимального давленй5. Указага1ые .логические уравнени  могут быть реализованы, наггример , с помошью релейных схе.м. Предлагаемое устройство o6ecne4ifBaeT лоддержащ1е давлени  пара в общей магистрали возмож11;о близким к оптимальному, чхо и позвол ет повысить экономичность работы турбин. Формула изобретени  Устройство дл . автоматического pery.mipoBa„„д давлени  пара в обшей магистрали перед турбинами, содержащее логический регулирующий блок, выходы которого соединены со входами регул торов тепловой нагрузки парогенераторов ,а входы - с выходами главного регул тора и бдока выделени  максимального давлени , св занного также с входом главного регул тора, и датчики давлени  пара перед турбинами, подключитые к входам логического регулирующего блока и блока вьщелени  максимального давлени , отличающеес  тем, тго, с целью повышени  зкономишюсти работы турбин, в устройство дополшггельно введены блоки конагрол  диапазона регулировани  парогенераторов, подключенные к входам логического регулирующего блока, и блок выделени  минимального давлени , ко входам которого подключены датчики давлени  пара перед турбинами, а выход этого блока соединен со входом логического регулирующего блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР по за вке N 2511106, кл. F 22 В 35/00, 1977.