Система регулирования теплосиловой установки Советский патент 1983 года по МПК F01D19/00 F01D21/14 

Изобретение относится к средствам автоматизации энергетических установок, в частности теппосиповой установки с газовой и пароЬой турбинами, работаюи(ими на один эпектрогенератор.

Известна система регулирования судовой комбинированной теппосиповой установки, содержащая датчик частоты враще .ния, бпок задания режимов, подюпоченные через бпок сравнения и коммутатор к испопнитепьным механизмам газовой и паровой турбин, вкпючение в работу . которых опредепяется вепичиной производной частоты вращения гребного винта. Эта система регупирования обеспечивает поддержание постоянной заданной частоты вращения гребного винта при ходе судна на вопнении путем изменения мощности паровой турбины при неизменной подаче топпива в газовую и изменением подачи топпива при ходе судна на тихой воде 13.

Однако при испопьзовании теппосиповой установки дпя привода генератора эта система регупирования не обеспечивает необходимой точности регупирования на переходных режимах, так как из-за бопьшой тепповой инерции котпа-утипизатора и паровбй турбины в системе возможны автокопебания и срабатывание защиты по предепьной частоте вращения генератора при резких сбросах нагрузки генератора.,

Наибопее бпизкой по технической сущности к предпагаемой явпяется система дпя автоматического пуска паровой турбины, подкпюченная к котпу-утипйзатору, содержащая командный бпок, связанный с входами бпоков управпения сервомотором в сторону закрытия и открытия быстрозапорного кпапана паровой турбины, и бпок защиты С 2 J.

Эта система обеспечивает дусж паровой турбины воздействием на быстрозапорный кпапан с учетом значений параметров пара на входе в паровую турбину, но не обеспечивает откпючениё паровой турбины при резких сбросах нагрузки генератора.

Цепью изобретения явпяется повышение точности регупирования .теппосиповой установки путем упучшения качества пере ходных процессов при изменениях нагрузки генератора.

, Поставленная цепь достигается тем, чго в системе регупирования .теппосиповой установки с газовой и паровой турбинами, работающими не один генератор, содержащей командный бпок, связанный с входами

бпоков управпения сервомотором в сторону закрытия и открытия быстрозапорного кпапана паровой турбины и бпок защиты, допопнитепьно введены бпоки контропя понижения и повышения нагрузки генератора, выхоаы которых подкпючены к вторым входам бпоков управпения сервомото ром, и поспедоватепьно соединенные сиг напизатор попожения быстроза порного кпапана и программный бпок набора мощност паровой турбины, включенный в пинию связи командного блока с входом блока yn-iравпения сервомотором в сторону откры тия быстрозапорного кпапана.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы регупирования

В предпагаемой системе газовая 1 и паровая 2 турбины работают на один генератор 3, командный бпок 4 связан с входами блоков 5 и 6 управпения сервомотором 7 в сторону закрытия и откры тия (соответственно) быстрозапорного кпапана (БЗК) 8. Блок 9 защиты связан с командным бпоком и вхсаом блока 5 управления сервомотором в сторону закры тия БЗК. Бпоки 1О и 11 контропя соответственно понижения и поилшения нагрузки генератора 3 связан с вторыми входами бпоков 5 и 6. Сигнапизатор 12 попожения БЗК 8 связан с программш 1М бпоком 13 набора мощности паровой тур бины, который вкгаочен в пинию связи между бпоками 4 и 6.

Кроме того, на схеме показаны датчики 14 продольных параметров, подключенные к блоку 9, котел-утилизатор 15 отработанных газов газовой турбины, паропровод 16, конденсатор 17, муфты 18, соединяющие турбины к генератор, регулятор 1 9 частоты вращения газовой турбины с исполнительным механизмом 0 подачи топлива.

Система работает следующим образом.

С помощью командного блока 4 осу«ществпяется начальный пуск паровой турбины. На установившихся режимах регулятор 19 частоты вращения генератора 3 поддерживает ее постоянной путем воздeйcтвvш на изменение расхода топпива в газовую турбину. При резком сбросе нагрузки генератора 3 бпок 10 контропя понижения нагрузки выдает сигнал на бпок 5 управпения сервомотором 7 в сторону закрытия БЗК 8, по команде которого сервомотор 7 перемещает БЗК 8 в сторону закрытия, тем самым прекращая подвод пара на паровую турбину. Это про исходит в том случае, еспи сброс нагруз ки генератора настройку бпока ID. В противном спучае сигнап через бпок 1О контропя понижения нагрузки не прохоаит и паровая турбина не отключает ся. Оан(ременно с этим (при отклонении частоты вращения от номинальной) регупягор 19 частоты врашешш через испопьитепьный механизм 20 изменяет расхоо топпива в газовую турбину. При этом динамичесжнй диапазон расхоаа топлива (соответственно газовой турбины и температуры газа за камерой сгорания) значительно меньше, что Увеличивает ресурс и надежность газовой турбины. Так как изменение мощности паровой турбины происходит со временем а&крытуя БЗК « 0,2 - О,5 с, то инерционные свойства парового .контура не проявляются н динамический заброс частоты вращения не превышает допускаемой величины. При закрытии БЗК 8 срабатывает связанный с ним механически сигнализатор 12 положения и включает программный блок 13 набора мощности паровой турбины, который формирует и шлдает на вход блока 6 программу управления cepBc v{oTo ром 7 БЖ 8 в сторону открытия. В ре зупьтате БЖ 8 плавно перемешается в сторону открытия за время 2 - 3 мин. При этом обеспечивается плавное нарастание мощности паровой турбины (при отклонении частоты вращения от номинальной), регулятор, уменьшая расход тоштива в газовую турбину, поддерживает частоту вращения генератора постоянной. Если в 1фок$ежуток времени плавного открытая БЗК. & происходит резкий набро варруакн, то блок 11 контроля повышения нагрузки генератора 3 выдает сигнал на второй вход блока 6 управления сервомотором в сторону открытия БЗК. кот рый в этом спучае регхо увеличивает скорость срабатывания сервомотора, БЗК 8 перемещается в сторону открытия с болыией скоростью, открывая подвод пара. Паровая турбина быстро набирает мощность, что уменьшает время набора мощности всей установки. При этом Д11намический провал частоты вращения генератора не превышает допускаемой величины, скорость изменения расхода топлива подаваемого в газовую турбину уменьшается (уменьшается скорсють уве-личекия температуры газа и мощности газовой турбины). Если в момент сброса (наброса) нагрузки подвод irapa на паровую турбину уже отключен (подключен), то регулирование частоты генератора осуществляется только изменением расхода топлива в газовую турбину. Таким -образом, поддержание постоянной частоты вращения генератора осуществляется дискретным изменением мощности паровой турбины.по возмущающему воздействию (изменению нагрузки) и непрерывным изменением .Мощности газовой турбины по отклонению регулируемого параметра (частоты вращения генератора). Применение предлагаемой системы perгупирования теплосиловой уста1ювки улучшает качество переходных процессов уменьшает динамические отклонения частоты вращения.при набросах и сбросах нагрузки генераЛра и повышает ресурс газовой турбины.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОСИЛОВОЙ УСТАНСеКИ с газовой ц паровой турбнаамн, работаюшимн ва один генератор, содержащая (андный блок, связанный с входам блоков управления серномотюром в сторону аакрытвя н открытия бдястроэапорного клапана п&ровой турбины, и блок защиты, о т л вч а ю щ а я- с я тем, чта, с целью повышения точности регу1шрованш1, ою дополнительно содержит блоки контроля понщкенкя и повышения неар: эки генерато ра, выходы которых подключены к вторим входам блоков управления сервомотором, и последовательно соединенные сигнализатор положения быстроэахюрвогр клапана и программный блок набора мшквости Щгровой турбишл, вкшбченный в линию связи командного блока с входом блока уги равления сервЬмо1чэре | в сторону открытия &1сгроэшюрного клапана. С0 о ij со