Система регулирования теплофикационной паротурбинной установки Советский патент 1984 года по МПК F01D17/20 

Изобретейие относится к теплоэнергетике и может быть использовано для регулирования теплофикационных паротурбинных установок, работающих с большими тепловыми Нагрузками.

Наиболее близка к предлагаемой система регулирования теплофикационной паротурбинной установки, содержащая регулятор мощности, выход которого соединен с сервомотором клапанов части высокого давления и входом регулятора давления, подсоединенного также своим входом к регулятору тепловой нагрузки, а выходом - к приводу байпасного клапана на линии обвода сетевых подогревателей 1.

Недостатком известной системы являются несколько пониженные надежность и маневренность установки в случае двухступенчатого подогрева сетевой воды.

Цель изобретения - повышение надежности и маневренности установки с двухступенчатым подогревом сетевой воды в первом и втором сетевых подогревателях, подключенных соответственно к верхнему и нижнему отборам пара из турбины и снабженных линией обвода второго подогревателя с байпасным клапаном и приводом этого клапана, путем оптимизации распределения тепловой нагрузки между подогревателями.

Для достижения поставленной цели в систему регулирования теплофикационной паротурбинной установки, содержащую регулятор мощности, выход которого соединен с сервомотором клапанов части высокого давления турбины и с входом регулятора давления, подсоединенного также своим входом к регулятору тепловой нагрузки, а выходом к приводу байпасного клапана на линии обвода сетевых подогревателей, введены нелинейный элемент, сумматор датчик давления пар.а в нижнем отборе и задатчик максималь ного значения этого давления, подключенные через Нелинейный элемент к входу сумматора, и выход регулятора давления дополнительно подсоединен к входу этого сумматора, выход которого соединен с приводом байпасного клапана на линии обвода второго сетевого подогревателя.

На фиг. 1 показётна принципиальная схема системы; на фиг. 2 - зависимость между давлением Р пара в нижнем отборе и выходной координатой Z нелинейного элемента с изломом в точке максимального значения . давления.

Система (фиг. 1) содержит регулятор 1 мощности, выход которого соединен с сервомотором 2 регулирующих клапанов 3 части 4 высокого давления турбины, регулятор 5 давления пара, первый вход которого соединен с регулятором 1 мощности, второй вход - с регулятором б тепловой нагрузки, выход - с приводом 7 байпасного клапана 8, установленного на линии 9 обвода первого 10 и второго 11 сетевых подогревателей.

и с приводом 12 байпасного клапана 13, установленного на линии 14 обвода второго 11 сетевого подогревателя, нелинейный элемент 45, один вход которого соединен с датчиком 16 давления пара в нижнем отборе,

второй вход - с задатчиком 17 максимального значения давления пар.а в Нижнем отборе, а выход - с сумматором 18, включённым в линию связи р егулятора 5 давления с приводом 12. Нелинейный элемент имеет

характеристику, представленную на фиг. 2. В турбине имеются также часть 19 среднего давления (промежуточный отсек) и часть 20 низкого давления, после промежуточного отсека 19 установлены клапаны 21, перед которыми организован нижний отбор,22 пара

Верхний отбор 23 организован между частью 4 высокого давления и промежуточным отсеком 19.

Система регулирования работает следующим образом.

0 Пусть необходимо уменьшить электрическую мощность при постоянной тепловой нагрузке. Регулятор 1 мощности через сервомотор 2 подает сигнал на закрытие регулирующих клапанов 3.

Расход пара через часть 4 высокого давления, мощность турбины и давление в отборах уменьшаются. Одновременно от регулятора 1 мощности поступает сигнал на вход регулятора 5 давления; который через привод 7 воздействует на байпасный клапан 8, установленный на линии 9 обвода обоих сетевых подогревателей. За счет этого уменьшается расход сетевой воды через подогреватели, давление в отборах увеличивается, т.е. уменьшается срабатываемый теплоперепад части 4 высокого давления и промежуточного отсека 19, при этом тепловая нагрузка первого сетевого подогревателя 10 значительно меньше, чем тепловая нагрузка второго сетевого подогревателя 11. Поэтому наряду с подачей сигнала на открытие байпасного клапана 8 подается сигнал на от0 крытие байпасного клапана 13, установлен.ного На линии 14 обвода второго сетевого подогревателя 11. Это позволяет уменьшить расход сетевой воды через второй сетевой подогреватель, увеличить давление в нижнем отборе и, следовательно, уменьшить рас5 ход пара через подогреватель и его тепловую нагрузку. Соответственно уменьшается расход пара через промежуточный отсек и вы рабатываемая им электрическая мо1ЦНость. Суммарная электрическая мощность турбины становится меньше заданной. Регуля тор 1 мощности начинает воздействовать на сервомотор 2 уже в сторону открытия. Восстанавливается расход пара через часть 4 высокого давления и промежуточный, отсек 19, соответствующий заданной тепловой на5 грузке. Увеличение расхода вызывает увеличение давления пара в отборах. Если оно превышает максимально допустимое, уста- новленное задатчиком 17, то нелинейный

элемент 15 через сумматор 18 подает сигнал на закрытие байпасного клапана 13. Расход сетевой воды через второй сетевой подогреватель увеличивается, давление в отборе устанавливается на уровне максимально допустимого.

Таким образом, сохранение тепловой на,грузки.Обеспечивается восстановлением расхода пара в отборы, а снижение электрической мощности происходит в результате уменьшения срабатываемого теплоперепада части высокого давления и промежуточного отсека

Пусть необходимо увеличить тепловую нагрузку при постоянной электрической мощнойти. Регулятор 6 тепловой нагрузки подает сигнал на открытие байпасных клапанов 8 и 13. Расход сетевой воды через подогреватели уменьшается, а давление возрастает, срабатываемый теплоперепад части 4 высокого давления и промежуточного .отсека 19 уменьшаехся. Открытие клапана 13 приводит к оптимальному распределению нагрузок между сетевыми подогревателями 10 и И. Регулятор 1 мощности по рассогла: сованию между заданной и фактической мощностью подает сигнал на открытие регулирующих клапанов 3. Расход пара через часть 4 высокого давления и промежуточный отсек 19 возрастает, что, в свою очередь, вызывает дальнейшее увеличение давления пара в отборах. Если оно превышает максимально допустимое, установленное задатчиком 17, то нелинейный элемент 15 через сумматор 18 подает сигнал на закрытие байпасного клапана 13. Расход сетевой воды через второй сетевой подогреватель 11 возрастает, давление в отборе устанавливается на уровне максимально допустимого. Следовательно, увеличение тепловой нагрузки происходит в результате увеличения расхода пара в теплофикационные отборы, а сохранение постоянной электрической мощности при возросшем расходе свежего пара обеспечивается снижением располагаемого теплоперепада части высокого давления и промежуточного отсека.

Таким образом, предлагаемая система ре гулирования обеспечивает независимое регулирование тепловой и электрической нагрузок, причем проведенные расчеты показывают, что обвод второго сетевого подогревателя по сравнению с прототипом увеличивает диапазон регулирования электрической мощности при неизменной тепловой нагрузке на 3-5%. Кроме того, в систему регулирования введен нелинейный элемент, один вход которого соединен с датчиком давления пара в отборе, другой - с задатчиком максимально допустимого давления пара в отборе, а выход через суммирующий элемент - с сервомотором байпасного клапана, установленного на линии обвода второго сетевого подогревателя, что препятствует повышению давления в отборе сверх максимально допустимого и повышает надежность работы паротурбинной установки.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ, содержащая регулятор мощности, выход которого соединен с сервомотором клапанов части высокого давления турбины и с входом регулятора давления, подсоединенного также своим входом к регулятору тепловой нагрузки, а выходом - к приводу байпасного клапана на линии обвода сетевых подогревателей, отличаю щаяся тем, что, с целью повыщения надежности и маневренности установки с двухступенчатым подогревом сетевой воды в первом и втором сетевых подогревателях, подключен ных соответственно к верхнему и нижнему отборам пара из турбины и снабженных линией обвода второго подогревателя с байпасным клапаном и приводом этого клапана, путем оптимизации распределения тепловой нагрузки между подогревателями, в нее введены нелинейный элемент, сумматор, датчик давления пара в нижнем отборе и задатчик максимального значения этого давления, подключенные через нелинейный элемент к входу сумматора, и выход регулятора давления дополнительно подсоединен к входу этого сумматора, выход которого соединен с приводом байпасного клапана на линии обвода второго сетевого подогревателя.