Способ регулирования теплофикационной турбины Советский патент 1984 года по МПК F01D17/20 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации турбин с отбором пара. Известен способ регулирования теплофикационной турбины с предотборным отсеком и подогревателем сетевой воды путем изменения расхода пара в части высокого и низкого давления турбины подачей на регулирующие сервомоторы сигналов от регуляторов частоты вращения и давления пара в отборе с коррекцией уставки регулятора давления сигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной 1. Недостатком данного способа является сужение диапазона регулирования температуры сетевой воды в случаях, когда минимальная температура насыщения конденсата греющего пара, определяемая нижним пределом давления пара в камере регулироющего отбора, существенно выще среднего значения температуры сетевой воды. Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования теплофикационной турбины с цредотборным отсеком, подогревателем сетевой воды и клапаном регулирования теплового потребления с приводом путем изменения расхода пара в части высокого и низкого давления турбины подачей на регулирующие сервомоторы сигналов от регуляторов частоты враще1шя и давления пара в отборе с коррекцией уставки регулятора давления сигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной, и переключение.м этого сигнала на управление клапаном регулирования теплового потребления при достижении сигналом, пропорциональ- 35 ным мощности предотборного отсека, предельного значения. Клапан регулирования теплового потребления может быть установлен либо на байпасе подогревателя сетевой воды, либо на паропроводе отбора к подогревателю в зависимости от особенностей тепловой схемы. В первом С|1учае регулирование температуры сетевой водыосуществляется путем перенуска части сетевой воды помимо подо- 45

гревателя, во втором случае - путем дросселирования потока пара к подогревателю. Регулирование температуры сетевой воды с помощью клапана регулирования теплового потребления является менее экономичным по сравнению с регулированием с помощью регулирующих органов турбины, так как в этом случае для подогрева сетевой воды в подогревателе используется пар из камеры отбора турбины более высоких параметров, чем это необходимо для подогрева сетевой воды заданной температуры, следствием чего является недовыработка электроэнергии на тепловом потребления. Наиболь1

ния, дополнительно корректируют уставку регулятора давления сигналом, пропорциональным мощности предотборного отсека, в сторону уменьщения давления в отборе при уменьшении этого сигнала ниже предельного значения и отклонении положения клапана регулирования теплового потребления от значения, соответствующего максимальному тепловому потреблению.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность регулирования температуры сетевой воды во всем необходимом диапазоне ее значений и вместе с тем позволяет корректировать уставку регулятора давления 2 шая экономичность системы обеспечивается, если указанный клапан установлен на линии байпаса- подогревателя при его полном закрытии, а если клапан установлен на паропроводе отбора к подогревателю сетевой воды при его полном открытии, т.е. в общем случае, наибольшая экономичность системы обеспечивается при положении клапана регулирования теплового потребления, соответствующем максимальному телловому потреблению 2. Недостатком известного способа является сужение диапазона регулирования, так как происходит преждевременное переключение на поддержание заданной температуры сетевой воды с помощью клапана регулирования теплового потребления по сигналу, сформированному по положению задатчика регулятора давления, с известной степенью точности, определяющему минимальное давление в отборе, при котором мощность предотборного отсека достигает предельного значения при полной электрической нагрузке турбины. Между тем при снижении электрической нагрузки турбины величина давления, при котором мощность предотборного отсека достигает предельного значения, понижается, что не учитывается. Цель изобретения расширение диапазона регулирования. Указанная цель достигается те.м, что согласно способу регулирования теплофикационной турбины с предотборным отсеком, подогревателем сетевой воды и клапаном регулирования теплового потребления с приводом путем изменения расхода пара в части высокого и низкого давления турбины подачей на регулирующие сервомоторы сигналов от регуляторов частоты вращения и давления пара в отборе с коррекцией уставки регулятора давления сигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной, и переключением этого сигнала на управление клапаном регулирования теплового потребления при достижении сигналом, пропорциональным мощности предотборного отсека, предельного значесигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной, до тех пор, пока мощность предотборного отсека, увеличиваясь, достигнет предельного значения не только при полной, но и при частичных нагрузках турбины. Это значит, что на всех частичных электрических нагрузках турбины в камере теплофикационного отбора будет автоматически устанавливаться оптимальное давление как из условий надежности предотборного отсека, так и из условия экономичного регулирования температуры сетевой воды, так как по предлагаемому способу обеспечивается автоматический перевод клапана регулирования теплового потребления в положение, соответствующее максимальному тепловому потреблению при мощности предотборного отсека меньше предельной. На фиг. 1 показана схема осуществления способа для случая, когда клапан регулирования теплового потребления установлен на линии байпаса подогревателя; на фиг. 2 - то же, когда клапан установлен на линии подвода пара к подогревателю из отбора турбины. Паровая турбина состоит из цилиндра 1 высокого давления с предотборным отсеком 2 и цилиндра 3 низкого давления с генератором 4 и конденсатором 5 и имеет регулирующие сервомоторы 6 и 7 соответственно высокого и низкого давления, управляемые регулятором 8 частоты вращения ротора с задатчиком 9 и регулятором 10 давления пара в теплофикационном отборе 11 с задатчиком 12 через гидравлическую часть 13 регулирования турбины. П одогреватель 14 сетевой воды, снабжаемый паром теплофикационного отбора 11, имеет (фиг. 1) линию 15 байпаса подогревателя сетевой воды, на которой установлен клапан 16 регулирования теплового потребления с приводом и конечным выключателем 18. Импульсный регулятор 19 температуры воды на выходе из подогревателя 14 с задатчиком 20 связан по выходу 21 «Прибавить через переключающий контакт 22 конечного выключателя 18 и входом 23 «Повысить задатчика 12 регулятора 10 давления и входом 24 «Закрыть привода 17 клапана 16, а по выходу 25 «Убавить через переключающий контакт 26 релейного элемента 27 - с входом 28 «Понизить задатчика 12 регулятора 10 давления и входом 29 «Открыть привода 17. Трехпозиционный регулятор 30 мощности предотборного отсека 2 связан по выходу 31 «Убавить с входом 23 «Повысить задатчика 12, по выходу 32 «Прибавить - с релейным элементом 27, а через размыкающий контакт 33 конечного выключателя 18 - с входом 28 «Понизить задатчика 12. При мощности предотборного отсека ниже предельной регулятор 30 мощности имеет сигнал на своем выходе 32 «Прибавить, а на выходе 31 «Убавить сигнал отсутствует; при мощности предотборного отсека выше предельной - имеет сигнал на выходе 31 «Убавить, а на вы.ходе 32 «Прибавить сигнал отсутствует; при мощности предотборного отсека, равной предельной, сигналы отсутствуют на обоих выходах. Контакты 22 и 26 конечного выключателя 18 и релейного элемента 27 на фиг. 1 и 2 показаны в положении, соответствующем мощности предотборного отсека 2, равной или больше предельной, и незакрытом клапане 16. Электрическая нагрузка турбины устанавливается воздействием на задатчик9 регулятора 8 частоты вращения ротора, а тепловая нагрузка сетевого подогревателя 14 - воздействием на задатчик 20 регулятора 19 температуры. Схема для случая, когда клапан регулирования теплового потребления установлен на линии подвода пара к подогревателю (фиг. 2), отличается от указанной выше тем, что отсутствует линия 15 байпаса подогревателя сетевой воды, а клапан 16 регулирования теплового потребления с приводом 17 и конечным выключателем 18 установлен на линии подвода пара к подогревателю 14 из теплофикационного отбора 11. В этом случае вы.ход 21 «Прибавить регулятора 19 те.мпературы воды на выходе из сетевого подогревателя подключен через переключающий контакт 22 конечного выключателя 18 к входу 29 «Открыть привода 17 клапана 16, а выход 25 Убавить этого регулятора подключен через переключающийконтакт 26 релейного элемента 27 к входу 24 «Закрыть привода 17 клапана 16. На фиг. 2 контакты 22 конечного выключателя 18 показаны в положении, соответствующем закрытому или частично открытому клапану 16. Регулирование температуры сетевой воды по предлагаемому способу при установке клапана регулирования теплового потребления на линии байпаса подогревателя (фиг. 1) осуществляется следдующим образомЕсли мощность предотборного отсека 2 ниже предельной и клапан 16 на линии байпаса подогревателя 14 закрыт, то релейный элемент 27 своим контактом 26 подключает выход 25 «Убавить регулятора 19 темпетаруры к входу 28 «Понизить задатчика 12, а конечный выключатель 18 подключает выход 21 «Прибавить регулятора 19 температуры к входу 23 «Повысить задатчика 12 регулятора 10 давления в отборе. Заданное значение температуры сетевой воды поддерживают изменением давления пара в отборе путем коррекции уставки регулятора 10 давления по сигналу регулятора 19 температуры, пропорциональному величине отклонения фактической температуры сетевой воды от заданной. Если мощность предотборного отсека 2 сравняется с предельной при увеличении, например, расхода через часть высокого давления турбины либо снижении давления в камере отбора, то сигнал на выходе 32 «Прибавить регулятора 30 мощности отсутствует и контакт 26 релейного элемента 27 переключает выход 25 «Убавить регулятора 19 температуры с входа 28 «Понизить задатчика 12 регулятора 10 на вход 29 «Открыть привода 17 клапана 16. Если мощность предотборного отсека 2 превысит предельную, то по сигналу регулятора 30 мощности на его выходе 31 «Убавить, пропорциональному отклонению измеренной мощности от предельной, корректируют уставку задатчика 12 регулятора 10 в сторону повыщения давления в отборе 11. Повышение давления в отборе 11 вызывает увеличение температуры сетевой воды за подогревателем 14 и отклонение ее от заданного значения. По сигналу регулятора 19 температуры на его выходе 25 «Убавить ; пропорциональному отклонению температуры сетевой воды от заданной, привод 17 открывает клапан 16 на линии 15 байпаса сетевого подогревателя 14, восстанавливая заданное задатчиком 20 значение температуры сетевой воды. В начальный момент открытия клапана 16 по положению его конечного выключателя 18 переключают выход 21 «Прибавить регулятора 19 с входа 23 «Повысить задатчика 12 к входу 24 «Закрыть привода 17, а выход 32 «Прибавить регулятора 30 мощности подключают к входу 28 «Понизить задатчика 12. Если причины, вызвавшие увеличение мощности предотборного отсека, будут устранены (например, уменьшится нагрузка турбины) и мощность предотборного отсека станет меньше предельной, то по сигналу регулятора 30 мощности на его выходе 32 «Прибавить, пропорциональному отклонению мощности предотборного отсека от предельной, корректируют уставку задатчика 12 регулятора 10 давления в отборе II в сторону понижения давления и переключают выход 25 «Убавить регулятора 19 температуры с входа 29 «Открыть привода 17 клапана 16 на вход 28 «Понизить задатчика 12. Понижение давления в отборе под действием регулятора 30 мощности вызывает уменьшение температуры сетевой воды за подогревателем и отклонение ее от заданной. Поэтому по сигналу регулятора 19 температуры на его выходе 21 «Прибавить, пропорциональному отклонению температуры сетевой воды от заданной, закрывают клапан 16. При закрытом клапане 16 по соответствующему положению его конечного выключателя 18 отключают выход 32 «Прибавить регулятора 30 мощности от входа 28 «Понизить задатчика 12 и переключают выход 21 «Прибавить регулятора 19 с входа 24 3акрыть привода 17 клапана 16 на вход 23 «Повысить задатчика 12 регулятора 10. Дальнейшую компенсацию отклонений температуры сетевой воды от заданной продолжают коррекцией уставки регулятора 10 давления в отборе 11 сигналами регулятора 19 температуры, пропорциональными этому отклонению, подавая их на входы задатчика 12 регулятора 10 давления. Регулирование температуры сетевой юды в системе с клапаном регулирования теплового потребления, установленным на линии подвода пара к подогревателю, принципиально не отличается от регулирования в системе с клапаном на линии байпаса подогревателя и происходит следующим образом (фиг. 2). Если мощность предотборного отсека 2 ниже предельной и клапан 16 на линии подвода пара к подогревателю 14 закрыт, то релейный элемент 27 своим контактом 26 подключает выход 25 «Убавить регулятора 19 температуры по входу 28 «Понизить задатчика 12, а конечный выключатель 18 подключает выход 21 «Прибавить регулятора 19 температуры по входу 23 «Повысить задатчика 12 регулятора 10 давления в отборе. Заданное значение температуры сетевой воды поддерживают коррекцией уставки регулятора 10 давления по сигналу регулятора 19 температуры. Если мощность предотборного отсека 2 сравняется с предельной или превысит ее, сигнал на выходе 32 «Прибавить регулятора 30 мощности отсутствует и контакт 26 релейного элемента 27 переключает выход 25 «Убавить регулятора 19 температуры с входа 28 «Понизить задатчика 12 регулятора 10 на вход 24 «Закрыть привода 17 клапана 16. Если мощность предотборного отсека 2 превысит предельную, то по сигналу регулятора 30 мощности на его выходе 31 «Убавить, пропорциональному отклонению измеренной мощности от предельной, корректируют уставку задатчика 12 регулятора 10 в сторону повышения давления в отборе 11. Повышение давления в отборе 11 вызывает увеличение температуры сетевой воды за подогревателем 14 и отклонение ее от заданного значения. По сигналу регулятора 19 температуры на его выходе 25 «Убавить закрывают клапан 16 на линии подвода пара к подогревателю 14, восстанавливая заданное значение температуры сетевой воды. В начальный момент закрытия клапана 16 по положению его конечного выключателя 18 переключают выход 21 «Прибавить регулятора 19 с входа 23 «Повысить задатчика 12 по входу 29 «Открыть привода 17, а выход 32 «Прибавить регулятора 30 мощности подключают по входу 28 «Понизить задатчика 12. Если причины, вызвавшие увеличение мощности предотборного отсека, будут устранены и эта мощность станет меньще предельной, то по сигналу регулятора 30 мощности на его выходе 32 «Прибавить корректируют уставку задатчика 12 регулятора 10 давления в отборе 11 в сторону понижения давления и переключают выход 25 «Убавить регулятора 19 температуры с входа 4 «Закрыть привода 17 на вход 28 «Понизить задатчика 12. Понижение давления в отборе под действием регулятора 30 мощности вызывает уменьшение температуры сетевой воды за подогревателем и отклонение ее от заданной. Поэтому по сигналу регулятора 19 температуры на его выходе 21 «Прибавить открывают клапан 16. При открытом клапане 16 по соответствующему положению его конечного выключателя 18 отключают выход 32 «Прибавить регулятора 30 мощности от входа 28 «Понизить задатчика 12 и переключают выход 21 «Прибавить регулятора 19 с входа 29 «Открыть привода 17 клапана 16 на вход 23 «Повысить задатчика 12 регулятора 10. Дальнейшую компенсацию отклонений температуры сетевой воды от заданной продолжают коррекцией уставки регулятора 10 давления в отборе 11 сигналами регулятора 19 температуры, подавая их на вход задатчика 12. Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает / коррекцию уставки регулятора давления сигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной, до тех пор, пока мощность предотборного отсека достигнет предельного значения не только при полной, но и при частичных нагрузках турбины, что расширяет диапазон экономичного регулирования температуры сетевой воды при частичных нагрузках турбины; автоматический переход на оптимальный наиболее экономичный режим работы турбины в случаях, когда при регулироваь ии температуры сетевой воды мощность предотборного отсека становится ниже предельной, путем снижения давления пара в камере отбора с повышением мощности предотборного отсека вновь до предельной и переводом в связи с этим клапана регулирования теплового потребления в положение, соответггвующее максимальному отпуску тепла, чтг увеличивает продолжительность работы турбины на экономичных режимах в течение отопительного периода; одновременное экономичное регулирование температуры сетевой воды и защиты предотборной ступени на всех режимах работы турбины. Преимущества предлагаемого способа особенно существенны для систем регулирования турбин больщой мощности энергоблоков, реконструированных для работы в теплофикационном режиме.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБИНЫ с предотборным отсеком, подогревате.тем сетевой воды и клананом регулирования теплового потребления с приводом путем изменения расхода пара в части высокого и низкого даадения турбины подачей на регулирующие сервомоторы сигналов от регуляторов частоты вращения и давления пара в отборе с коррекцией уставки регулятора давления сигналом, пропорциональным отклонению температуры сетевой воды от заданной, и перек тючением этого сигнала на управление клапаном регулирования теплового потребления при достижении сигналом, пропорциональным мощности предотборного отсека, предельного значения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, дополнительно корректируют уставку регулятора давления сигналом, пропорциональным мощности предотборного отсека, в сторону уменьшения давления в отборе при уменьшении этого сигнала ниже предельного значения и i отклонении положения клапана регулирования теплового потребления от значения, (Л соответствующего максимальному тепловому потреблению.

31

22 f5

Z /

-

11

X

6 1

X

3

Фиг.г