АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ Российский патент 1995 года по МПК F22G5/12 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторе с установленным между его ступенями поверхностным или впрыскивающим пароохладителем и сжигающий доменный газ совместно с другими видами топлива.

В известных системах регулирования регулятор температуры получает основной сигнал по отклонению температуры пара на выходе пароперегревателя и воздействует на расход охлаждающей воды. Для упреждения изменения температуры на выходе при изменении энтальпии частично перегретого пара используют дополнительный сигнал, пропорциональный скорости изменения температуры пара в промежуточной точке. Недостатком этого устройства является то, что точность регулирования ухудшается из-за изменения тепловосприятия перегревателей, связанных с изменением нагрузки по расходу пара и изменениями в топочном режиме, связанным с изменением загрязнения поверхности нагрева, избытка воздуха, изменением состава топлива.

Известен способ регулирования температуры перегретого пара в парогенераторе, в котором регулирующее воздействие на изменение положения факела в топке формируется по изменению величины нагрузки, отношению количества теплоты, вносимого доменным газом, к суммарному количеству тепла, вносимому двумя видами топлива, величины интегральной составляющей отклонения температуры пара на выходе из пароперегревателя. Недостаток этого устройства в том, что при частых возмущающих воздействиях, влияющих на положение факела, его регулирование и стабилизация затруднены и точность регулирования невелика. Следовательно, при регулировании положения факела возмущающие воздействия расхода пара и топочного режима (в данном случае состава топлива) компенсируются частично и с запазданием, что ухудшает точность регулирования.

Цель изобретения повышение быстродействия регулятора и динамической точности.

Сущность изобретения заключается в том, что в автоматический регулятор температуры перегретого пара в парогенераторе, содержащий блоки определения количества теплоты, выделяемой разными видами топлива, соединенные с сумматором общей выделяемой теплоты, связанным с делителем, определяющим соотношение между разными видами топлива и подключенным к задатчику положения факела, связанному с регулятором положения факела, подключенным к исполнительному механизму, датчик угла поворота горелки, связанный с регулятором положения факела, корректирующий регулятор температуры с задатчиком, соединенный через интегратор с задатчиком положения факела, регулятор температуры перегретого пара с задатчиком, вход которого связаны с датчиком температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя и через дифференциатор с датчиком температуры пара в промежуточной точке, а выход с клапаном конечного впрыска, датчик нагрузки парогенератора, соединенный с задатчиком положения факела, дополнительно введен блок запаздывания (модель парогенератора), причем второй выход регулятора положения факела подключен на вход блока задержки, выход которого подключен к входу регулятора температуры перегретого пара. Регулятор конечного впрыска, получив сигнал с выхода модели парогенератора рассогласования между заданным значением положения факела и действительным, соответственно учитывает его при формировании сигналом, управляющим клапаном, конечного впрыска. Если сигнал задания величины факела больше, чем действительное положение факела, то уменьшается величина сигнала регулирования впрыска и наоборот. Введенные элементы позволяют при ошибке регулирования положения факела формировать компенсирующее воздействие через блок задержки (модель парагенератора) на вход регулятора конечного впрыска. Регулятор конечного впрыска и положения факела взаимно корректируются. Сигнал рассогласования по температуре пара на выходе пароперегревателя через интегратор поступает на вход задатчика факела и наоборот сигнал ошибки регулирования положения факела через блок задержки поступает на вход регулятора конечного впрыска. Это позволяет повысить быстродействие системы регулирования и увеличить точность поддержания регулируемой величины при возмущающих воздействиях.

На чертеже изображена структурная схема заявляемой системы регулирования.

Выход блока 1 определения количества тепла, выделяемого при сжигании доменного газа, подключен к первому входу сумматора 7 и к первому входу делителя 8, выход блока 2 определения количества тепла, выделяемого при сжигании других видов топлива, подключен к второму входу сумматора 7, выход которого подключен к второму входу делителя 8. Выход делителя 8 подключен к второму входу задатчика 9. К входу поворотного механизма горелки подключен выход исполнительного механизма 4. Датчик угла поворота горелки 5 подключен на первый вход регулятора 6 положения факела. Выход задатчика 9 положения факела подключен на второй вход регулятора положения факела, выход которого подключен на исполнительный механизм поворотного механизма горелки. Сигнал с выхода датчика 14 температуры впрыска подключен на вход дифференциатора 15, выход которого подключен на второй вход регулятора конечного впрыска 16. Выход датчика температуры перегретого пара 13 подключен на вход корректирующего регулятора температуры 11 и на первый вход регулятора 16 конечного впрыска, выход которого подключен на управляющий вход клапана 18 конечного впрыска. Блок 17 задания температуры перегретого пара подключен на третий вход регулятора 16 конечного впрыска. На второй вход корректирующего регулятора 11 поступает сигнал с выхода блока задания 12. Выход корректирующего регулятора 11 подключен на вход интегратора 10, выход которого подключен на третий вход задатчика 9 положения факела. Выход датчика 19 нагрузки пара подключен на вход первого задатчика 9 положения факела. Второй выход регулятора 6 положения факела подключен на вход модели парогенератора 3, выход которого подключен на четвертый дополнительный вход регулятора впрыска.

Блоки 1 и 2 определения количества тепла, выделяемого при сжигании доменного газа и других видов топлива, могут включать в себя датчики расхода топлива и теплоты сгорания, выходные сигналы которых перемножаются между собой и поступают на выход блока. Выходные сигналы всех блоков определения количества тепла, выделяемого при сжигании каждого вида топлива, поступают на вход сумматора 7. Сумматор складывает все входные сигналы и сигнал общей суммы тепла, выделяемого всеми видами топлива, поступает на вход делителя 8, который пpоизводит деления сигнала, поступающего на первый вход, на сигнал, поступающий на второй вход. Выходной сигнал блока деления 9 равен частному от деления величины тепла, выделенного при сжигании доменного газа, на величину тепла, выделяемую при сжигании всех видов топлива.

Сигнал задания положения факела с выхода задатчика 9 определяется тремя составляющими: интегральной от ошибки регулирования температуры перегретого пара, сигналом нагрузки по расходу пара и отношением состава топлива с выхода блока 8. Датчик угла поворота горелки 5 формирует электрический сигнал, величина которого равна углу поворота в данный момент. Разность между заданным углом поворота и действительным поступает с второго выхода регулятора 6 положения факела на вход модели 3 парогенератора. Модель парогенератора 3 осуществляет задержку выходного сигнала в зависимости от параметров моделируемого объекта регулирования (парогенератора).

Регулятор 6 положения факела на первый свой выход подает сигнал, определяющий изменение (повышения или понижения) положения факела в зависимости от сигнала задания и действительного положения угла поворота горелки.

Датчиком температуры 13 формируется электрический сигнал, по величине равный температуре пара на выходе пароперегревателя. Корректирующий регулятор 11 вычисляет сигнал рассогласования между сигналом с выхода задатчика 12 и сигналом с выхода задатчика 13 температуры перегретого пара и формирует функцию веса, поступающую на вход интегратора 10. Интегральная составляющая с выхода интегратора 10 поступает на вход задатчика 9.

Дифференциатор 15 находит сигнал скорости изменения температуры пара в промежуточной точке (непосредственно за пароохладителем), упреждающей изменение температуры на выходе при изменении энтальпии частично перегретого пара.

Регулятор 16 перегретого пара формирует управляющий сигнал по отклонению температуры пара на выходе пароперегревателя и пропорционально скорости изменения температуры пара в промежуточной точке. Третьей входной составляющей при формировании управляющего воздействия регулятором температуры 16 является выходной сигнал модели парогенератора 3, поступающий на четвертый вход. При положительном входном сигнале на четвертом входе величина впрыска уменьшается, при отрицательном увеличивается. Таким образом компенсируются возмущения положения факела, что уменьшает ошибку регулирования, повышая быстродействие регулятора температуры, так как параллельно регулированию по отклонению вводится дополнительный канал регулирования по возмущению.

Повышение точности регулирования температуры перегретого пара позволяет увеличить экономичность работы паровой турбины и энергоблока в целом.

Использование: теплоэнергетика в системах регулирования парогенератора с установленным между его ступенями поверхностным или впрыскивающим пароохладителем и сжигающим доменный газ совместно с другими видами топлива. Сущность изобретения: регулятор содержит блок запаздывания, модель парогенератора. Выход регулятора положения факела подключен на вход блока запаздывания, выход которого подключен к входу регулятора температуры перегретого пара. 1 ил.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ, содержащий блоки определения количества теплоты, выделяемой разными видами топлива, соединенные с сумматором общей выделяемой теплоты, связанным с делителем, определяющим соотношение между разными видами топлива и подключенным к задатчику положения факела, связанному с регулятором положения факела, подключенным к исполнительному механизму, датчик угла поворота горелки, связанный с регулятором положения факела, корректирующий регулятор температуры с задатчиком, соединенный через интегратор с задатчиком положения факела, регулятор температуры перегретого пара с задатчиком, входы которого связаны с датчиком температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя и через дифференциатор с датчиком температуры пара в промежуточной точке, а выход с клапаном конечного впрыска, датчик нагрузки парогенератора, соединенный с задатчиком положения факела, отличающийся тем, что он содержит блок запаздывания (модель парогенератора), причем второй выход регулятора положения факела подключен на вход блока запаздывания, выход которого подключен к входу регулятора температуры перегретого пара.