SU848893A1 - Способ автоматического регулиро-ВАНи пОдАчи ТОплиВА B пАРОгЕНЕРАТОРСВЕРХКРиТичЕСКОгО дАВлЕНи - Google Patents

Description

'Изобретение относится к автоматизации процессов в прямоточных парогенераторах сверхкритического давления и предназначено, в частности, для автоматического регулирования подачи топлива в топки парогенераторов, в том числе сжигающих пылеугольное топливо.

Известен способ автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор сверхкритического давления путем изменения клапана подачи топлива по сигналам температуры среды до и после зоны максимальной теплоемкости и корректирующему сигналу, и изме- 15 нения суммарного расхода питательной воды.

В качестве корректирующего сигнала используют сигнал по температуре ды-. мовых газов [Ί] .. 20

Недостаток известного способа низкая надежность малоинерционных термометров для измерения температуры дымовых газов и непредставительность этого сигнала в период растоп- 25 ки и'нагружения парогенератора.

Цель изобретения - повышение качества и надежности регулирования. .

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют пе- 30 репад давления в начале эоны максимальной теплоемкости, вычисляют квадрат суммарного расхода, определяют сигнал, пропорциональный отношению перепада давления к квадрату суммар-’ кого расхода и используют его в качестве .корректирующего.

Кроме того, сигнал, пропорциональный отношению перепада давления к квадрату суммарного расхода, преобразовывают по нелинейному закону.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа регулирования подачи топлива со стабилизирующим и корректирующим регуляторами; на фиг. 2- тоже, с регулятором и дифференциатором.

Температуры среды до зоны максимальной теплоемкости в каждом из водопаровых трактов парогенератора измеряется при помощи Датчиков 1 и 2,выходы которых подключены к блоку 3 суммирования, 'формирующему среднее значение поступающих на его вход сигналов. Перепады давления среды на участках каждого водонапорного тракта в начале эоны максимальной теплоемкости измеряются с помощью датчиков 4 и 5, выходы которых подключены к сумматору 6, формирующему среднее значение соответствующих сигналов.

Выходы датчиков 7 и 8, измеряющих расход питательной воды в каждом из водопаровых трактов, подключены к блоку 9 вычислительных операций, формирующему квадрат· среднего значения •расхода питательной воды по каждому водопаровому тракту.

Выходы блока 9 и сумматора б подключены ковходам блока 10 деления, причем сигнал от сумматора 6 в каче стве делимого, а от блока 9 в качестве делителя. Выход блока 10 деления, фс^рмирующего сигнал, равный отношению поступающих на его вход сигналов, подключен ко входу блока 11 нелинейного преобразователя.

Выход блока 11 в устройстве со стабилизирующим и корректирующим регуляторами (фиг. 1) подключен ко входу стабилизирующего регулятора 12, ко второму входу которого подключен выход блока 3 суммирования. К третьему входу стабилизирующего регулятора 12 через блок 13 переключения подключен задатчик 14 (например, выход растопочного регулятора мощности) и выход .корректирующего регулятора 15, ко входу которого подключен выход блока 16 сравнения, формирующего усредненный сигнал от подключенных к.его входу датчиков 17 и. 18 температуры среды в каждом тракте после зоны максимальной теплоемкости. Ко входу корректирующего регулятора 15 подключен источник 19 задающего (корректирующего) « сигнала.

Выходной сигнал регулятора 12 поступает через переключатель 20 на регулирующий орган 21 растопочного топлива (мазута или газа) или на блок 22 управления станциями 23 бесступен- 40 чатого регулирования оборотов .питателей твердого топлива.

В устройстве (фиг. 2) с регулятором и дифференциатором содержится выход блока 24, ко второму входу кото-45 рого подключен выход блока 3 суммирования. Выход дифференциатора 24 соединен со входом регулятора 1^2,. ко второму входу которого подключен выхрд блока 16 сравнения, соединенного 5Q своим входом с датчиками 17 и 18 температуры среды в каждом водопаровййв тракте после зоны максимальной теплоемкости. К третьему входу регулятора 12 подключен источник 19 задающего (корректирующего) сигнала. . ^э

Выходной сигнал регулятора 12 подтупает на блок 22 управления станциями 23 бесступенчатого регулирования оборотов пйтателей твердого топлива.

Значения коэффициейтов усиления 60 сигналов по температуре среды до 3Q“ ны максимальной теплоемкости и по от ношению усредненного перепада давления на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоемкости к 65 квадрату расхода питательной воды, а также характеристику блока нелинейного преобразователя устанавливают из условия обеспечения постоянства коэффициента усиления по сумме указанных сигналов, поступающих на регулятор 12 (фиг. 1), и на дифференциатор 23 (фиг. 2) от подачи топлива.

Устройства работают следующим образом.

Устройство (фиг. 1) является все• режимным, т/е. .обеспечивает автоматическое регулирование подачи топлива как в растопочных, так и в основных режимах работы парогенератора. Это устройство может быть также использовано для автоматического регулирования подачи топлива только в растопочных режимах (как сепараторном, так и прямоточном), в этом'случае узел, состоящий из элементов 15-18, служащий для измерения и преобразования температуры среды после зоны максимальной теплоемкости, не используется и может быть исключен из состава устройства.

Перед растопкой переключатель 13 устанавливают в положение, при котором к регулятору 12 подключен задатчик 14 задающего сигнала, а корректирующий регулятор 15 отключен, в начальный период растопки, когда температура перед зоной максимальной теплоемкости низка и эта зона находится достаточно далеко по ходу среды от точки замера температуры среды, изменение суммарного сигнала, поступающего на регулятор 12 при изменении подачи топлива, определяется в основном изменением его температурной составляющей. По мере увеличения задающего сигнала, поступающего от задатчика 14, регулятор 12 увеличивает подачу топлива, и температура среды, измеряемая датчиками 1 и 2, постепенно возрастает. Вследствие этого увеличивается теплоемкость среды и уменьшаются абсолютные изменения этой температуры, вызываемые 'определенным изменением подачи топлива. Одновременно увеличивается изменение удельного объема среды при изменении ее энтальпии, а следовательно, начинает резче меняться перепад давления на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоем^;кости,пропорциональный удельному объему и квадрату расхода среды,равного расходу питательной воды.Следовательно резче меняется и отношение этого перепада к квадрату расхода питательной воды, остающегося постоянным в сепараторной режиме работы парогенератора. Таким обраэом> уменьшение абсолютных отклонений температуры среды по мере ее повышения компенсируется увеличением сигнала отношения указанных величин, поступающего на ре гулятор 12 от блока 10 деления через блок 11 нелинейного преобразования.

После перехода парогенератора на прямоточный растопочный режим работы, при котором происходит увеличение расхода питательной воды, а следовательно, и увеличение расхода среды через зону максимальной теплоемкости, сигнал по перепаду давления среды при данной величине ее удельного объма меняется пропорционально квадрату расхода среды. В таком же отношении меняется и сигнал по квадрату, расхода питательной воды, формируемый блоком 9. Поэтому отношение этих сигналов Нормируемое блоком 10 деления,не зависит от абсолютной величины рас хода среды, а определяется только средней величиной ее удельного объ ема.

Таким образом, и в прямоточном режиме по мере роста температуры до 20 зоны максимальной теплоемкости уменьшение ее отклонений компенсируется увеличением изменений сигнала отношения перепада давления среды к квадрату расхода питательной воды, в ре- 25 зультате чего, стабилизирующий регулятор 12 контролирует и поддерживает на данном значении энтальпию среды до зоны максимальной теплоемкости или в начале этой зоны, имеющую при jq данном расходе примерно.постоянный коэффициент усиления по отношению к расходу топлива.

В первый период растопки регулятор 12 обеспечивает нагружение паро- ^5 генератора, воздействуя на регулирующий орган 21 растопочного топлива (мазута или газа). После включения в работу определенного числа пылесистем и соответственно питателей твердого топлива воздействие регуля- 40 тора с помощью переключателя 20 переключают на блок 22 управления станциями 23 ступенчатого регулирования оборотов питателей твердого топлива.

По мере увеличения подачи топлива и 45 нагружения парогенератора возрастает температура среды и за зоной максималь ной теплоемкости и постепенно достигает значения, соответствующего основному режиму работы. Если устройство(фиг.1) 50 использует только в растопочном режиме (в этом- случае из него должны быть исключены элементы 15-19), то в этот момент его отключают (дистанционно или автоматически) и уп- „„ равление станциями бесступенчатого' регулирования оборотов питателей твердого топлива передают регулятору топлива основных режимов. Если же устройство (фиг. 1) используют в качестве всережимного, то при достижении 60 температурой среды за зоной макси- мальной теплоемкости указанного значения ко входу стабилизирующего регулятора 12 при помощи блока 13 переключения подключают выход корректирую- ' · щего регулятора 15, получающего в качестве регулируемого параметра от блока 16 сравнения сигнал по температуре среды после зоны максимальной теплоемкости. С этого момента устройство (фиг. 1) поддерживает, путем воздействия на подачу твердого топлива заданное значение температуры среды после зоны максимальной теплоемкости, как это и требуется в основных режимах работы парогенератора.

Устройство (фиг. 2) предназначено только для основных режимов работы парогенератора, так как малоинерционный комбинированный сигнал по энтальпии среды до или вначале зоны максимальной теплоемкости (сумма сигналов по температуре среды до зоны максимальной теплоемкости и по отношению перепада давления среды и квадрату расхода питательной воды) используется в нем в качестве скоростного (исчезающего) сигнала, формируемого при помощи дифференциатора 24, а регулируемым параметром регулятора 12 является температура среды после зоны максимальной теплоемкости, которую необходимо и возможно автоматически регулировать только в основных режимах работы парогенератора. И в этом устройстве уменьшение отклонений * пос· тупающего на дифференциатор 24 сигнала по температуре среды до зоны , максимальной теплоемкости по мере роста этой температуры компенсируется увеличением отклонений поступающего , на этот же дифференциатор сигнала по отношению перепада давления среды к квадрату расхода питательной воды. Благодаря этому, скоростной опережаю щий сигнал имеет достаточный.коэффициент усиления по отношению к изменению подачи топлива независимо от значений температуры среды, измеряв·мой датчиками 1 и 2.

Предлагаемый способ за счет стабильности коэффициента усиления сигнала, характеризующего энтальпию среды в ранней точке водопарового тракта, обеспечивает повышение качества и надежности регулирования.

Claims (2)

1. среднее значение соответствующих сигналов. Выходы датчиков 7 и 8, измер ющих расход питательной воды в каждом из водопаровых трактов, подключены к бло ку 9 вычислительных операций, формирующему квадрат- среднего значени  расхода питательной воды по каждому водопаровому тракту. Выходы блока 9 и сумматора б подключены ко входам блока 10 делени , причем сигнал от сумматора 6 в качестве делимого, а от блока 9 в качестве делител . Выход блока 10 делени , формирующего сигнал, равный отношению поступающих на его вход сигналов, подключен ко входу блока 11 нелинейного преобразовател . Выход блока 11 в устройстве со ста билизирующим .и корректирукадим регул торами (фиг. 1) подключен ко входу стабилизирующего регул тора 12, ко второму входу которого подключен выход блока 3 суммировани . К третьему входу стабилизирующего регул тора 12 через блок 13 переключени  подключен задатчик 14 (наггример, выход растопочного регул тора мощности) и выход .корректирующего регул тора 15, ко вхо ду которого подключен выход блока 16 сравнени , формирующего усредненный сигнал от подключенных к.его входу датчиков 17 и. 18 температуры среды в каждом тракте после зоны максимальной теплоемкости. Ко входу корректирующего регул тора 15 подключен источник 19 задающего (корректирующего сигнала. Выходной сигнал регул тора 12 пос тупает через переключатель 20 на регулирующий орган 21 растопочного топлив а (мазута или газа) или на блок 22 управлени  станци ми 23 бесступен чатого регулировани  оборотов .питателей твердого топлива. В устройстве (фиг. 2) с регул тором и дифференциатором содержитс  выход блока 24, ко второму входу кот рого подключен выход блока 3 суммиро вани . Выход дифференциатора 24 соединен со входом регул тора Ij2,. ко второму входу которого подключен выхрд блока 16 сравнени , соединенного своим входом с датчиками 17 и 18 тем пературы среды в каждом водопарой 5йв тракте после зоны максимальной теплоемкости . К третьему входу регул тора 12 подключен источник 19 задающего (корректиругацего) сигнала. Выходной сигнал регул тора 12 nod тупает на блок 22 управлени  станци  ми 23 бесступенчатого регулировани  оборотов питателей твердого топлива. Значени  коэффициейтов усилени  сигналов по температуре среды до зоны максимальной теплоемкости и по от ношению усредненного перепада давлени  на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоемкости к квадрату расхода питательной воды, а также характеристику блока нелинейного преобразовател  устанавливают из услови  обеспечени  посто нства коэффициента усилени  по сумме указанных сигналов, поступающих на реГул тор 12 (фиг. 1), и на дифференциатор 23 (фиг. 2) от подачи топлива. Устройства работают следующим образом . Устройство (фиг. 1)  вл етс  всережимным , т1е, .обеспечивает автоматическое регулирование подачи топлива как в растопочных, так и в основных режимах работы парогенератора. Это устройство может быть также использовано дл  автоматического регулировани  подачи топлива только в растопочных режимах (как сепараторном, так и пр моточном), в этом случае узел, состо щий из элементов 15-18, служащий дл  измерени  и преобразовани  температуры среды после зоны максимальной теплоемкости, не используетс  и может быть исключен из состава устройства. Перед растопкой переключатель 13 устанавливают в положение, при котором к регул тору 12 подключен задатчик 14 задающего сигнала, а корректирующий регул тор 15 отключен. В начальный .период растопки, когда температура перед зоной максимальной теплоемкости низка и эта зона находитс  достаточно далеко по ходу среды от точки замера температуры среды , изменение суммарного сигнала, поступанвдего на регул тор 12 при изменении подачи топлива, определ етс  в основном изменением его температурной составл ющей. По мере увеличени  задающего сигнала, поступающего от задатчика 14, регул тор 12 увеличивает подачу топлива, и температура среды, измер ема  датчиками 1 и 2, постепенно возрастает. Вследствие этого увеличиваетс  теплоемкость средь и уменьшаютс  абсолютные изменени  этой температуры, вызываемые определенным изменением подачи топлива . Одновременно увеличиваетс  изменение удельного объема среды при изменении ее энтальпии, а следовательно , начинает резче мен тьс  перепад давлени  на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоемкости,пропорциональный удельному объему и квадрату расхода среды,равного расходу питательной воды,Следовательно резче мен етс  и отношение этого перепада к квадрату расхода питательной воды, остающегос  посто нным в сепараторной режиме работы парогенератора . Таким образом уменьшение абсолютных отклонений температуры среды по мере ее повышени  компенсируетс  увеличением сигнала отношени  указанных величин, поступающего на регул тор -12 от блока 10 делени  через блок 11 нелинейного преобразовани . После перехода парогенератора на пр моточный растопочный режим работы , при котором происходит увеличени расхода питательной воды, а следовательно , и увеличение расхода среды через зону максимальной теплоемкости сигнал по перепаду давлени  среды при данной величине ее удельного объ ма мен етс  пропорционально квадрату I расхода среды, в таком же отношении мен етс  и сигнал до квадрату, расхода питательной воды, формируемый бло ком 9. Поэтому отношение этих сигналов ,формируемое блоком 10 делени ,не зависит от абсолютной величины расхода среды, а определ етс  только средней величиной ее удельного объема . Таким образом, и в пр моточном режиме по мере роста температуры до зоны максимальной теплоемкости умень шение ее отклонений компенсируетс  увеличением изменений сигнала отношени  перепада давлени  среды к квад рату расхода питательной воды, в результате чего, стабилизирующий регул тор 12 контролирует и поддержива ет на данном значении энтальпию среды до зоны максимальной теплоемкости или в начале этой зоны, имеющую при данном расходе примерно.посто нный коэффициент усилени  по отношению к расходу топлива. В первый период растопки регул тЬр 12 обеспечивает нагружение парогенератора , воздейству  на регулирую щий орган 21 растопочного топлива (мазута или газа). После включени  в работу определенного числа пылесистем и соответственно питателей .твердого топлива воздействие регул тора с помощью переключател  20 переключают на блок 22 управлени  стан ци ми 23 ступенчатого регулировани  оборотов питателей твердого топлива. По мере увеличени  подачи топлива нагружени  парогенератора возрастает температура среды и за зоной максимал ной теплоемкости и постепенно достига значени , соответствующего основному режиму работы. Если устройство(фиг.1 использует только в растопочном режиме (в этом- случае из него должны быть исключены элементы 15-19), то в этот момент его отключают (дистан .ционно или автоматически) и управление станци ми бесступенчатого регулировани  оборотов питателей твер дого топлива передают регул тору топ лива основных режимов. Если же устройство (фиг. 1) используют в качестве всережимного, то при достижении температурой среды за зоной макси- мальной теплоемкости указанного значени  ко входу стабилизирующего регу л тара 12 при помощи блока 13 переклю чени  подключают выход корректирующего регул тора 15, получающего в качестве регулируемого параметра от блока 16 сравнени  сигнал по температуре среды после зоны максимальной теплоемкости. С этого момента устройство (фиг. 1) поддерживает, путем воздействи  на подачу твердого топлива заданное значение температуры среды после зоны максимальной теплоем-. Кости, как это и требуетс  в основных режимах работы парогенератора. Устройство (фиг. 2) предназначено только дл  основных режимов работы парогенератора, так как малоинерционный комбинированный сигнал по энтальпии среды до или вначале зоны максимальной теплоемкости (сумма сигналов по температуре среды до зоны макси.мальной теплоемкости и по отношению перепада давлени  среды и квадрату расхода питательной воды) используетс  в нем в качестве скоростного (исчезающего ) сигнала, формируемого при ломощи дифференциатора 24, а регулируемым -параметром регул тора 12  вл етс  температура среды после зоны максимальной теплоемкости, которую необходимо и возможно автоматически регулировать только в основных режимах Работы парогенератора. И в этом устройстве уменьшение отклонений--поступающего на дифференциатор 24 сигнала по температуре среды до зоны , максимальной теплоемкости по мере роста этой температуры компенсируетс  увеличением отклонений поступающего , на этот же дифференциатор сигнала по отношению перепада давлени  среды к квадрату расхода питательной воды. Благодар  этому, скоростной опережаю щий сигнал имеет .достаточный.коэффициент усилени  по отношению к изменению подачи топлива независимо от значений температуры среды, измер в- мой датчиками 1 и 2. Предлагаемый способ за счет стабильности коэффициента усилени  сигнала , характеризующего энтальпию среды в ранней точке водопарового тракта , обеспечивает повышение качества и надежности регулировани . Формула изобретени  1. Способ автоматического регулировани  подачи топлива в парогенератор сверхкритического давлени  путем изменени  положени - клапана г одачи топлива по сигналам температуры среды до и после зоны максимальной теплоемкости и корргктирук цему сигналу, и измерени  суммарного расхода питательной воды, отличающийс   тем, что, И целью повышени  качества и надежности регулировани , дополнительно измер ют перепгщ давлени  в начале зоны Максимальной теплоемкости , вычисл ют квадрат суммарного расхода, определ ют сигнал, пропорциональный отношению перепада давлени  к квадрату Суммарного расхода и используют его в качестве корректирукщего .
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что сигнал, пропорциональный отношению перепада давлени  к квадрату суммарного расхода, преобразовывают по нелинейному закону ..

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Автоматизаци  крупных тепловых электростанций. Под ред. Шальмана М. П. М. , Энерги , 1974, с. 96-100.

   23

   Фиг. 1