Устройство для регулирования температуры пара Советский патент 1984 года по МПК F22G5/12 

1С

СО

сд

со

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для автоматического регулирования температуры пара котлоагрегата.

Известны устройства для регулирования температуры пара, содержащие регулятор с подключенным к нему датчиком выходной температуры и дифференциатором, соединенным с датчиком температуры пара в промежуточной точке 1.

Основным недостатком данного устройства является низкое качество переходных процессов при внешних возмущениях, так как введение исчезающего импульса по температуре в промежуточной точке за местом впрыска улучшает качественные показатели при возмущениях, действующих по внутреннему каналу, но оно не оказывает никакого влияния на улучшение переходного процесса при возмущениях по нагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования температуры пара за поверхностью нагрева в паровых котлах, оборудованных регулирующим органом, изменяющим температуру пара перед поверхностью, содержащее регулирующий прибор с подключенным к нему датчиком температуры пара за поверхностью нагрева, основной дифференциатор температуры пара перед поверхностью и дополнительный дифференциатор по температуре пара за поверхностью нагрева 2.

Недостатком такого устройства является то, что при значительном запаздывании объекта по каналу регулирующего воздействия, а также незначительном изменении параметров передаточной функции поверхности нагрева по каналу регулирующего воздействия качество .регулирования температуры пара существенно ухудщается. Это обусловлено тем, что структура системы регулирования с таким устройством чувствительна к изменению параметров, происходящих под действием неконтролируемых возмущений, а основной дифференциатор при больших запаздываниях объекта по каналу регулирующего воздействия не может компенсировать вредного влияния запаздывания на устойчивость и качество процесса регулирования. Перечисленные недостатки отрицательно влияют на качество регулирования температуры пара, снижая область применения устройства.

Целью изобретения является расширение диапазона качественного регулирования температуры пара.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры пара за поверхностью нагрева парового котла, содержащем регулирующий прибор, подключенный через магнитный усилитель к исполнительному органу клапана подачи воды на впрыск, термопару, установленную за впрыском, соединенную через ос-, новной дифференциатор с одним входом регулирующего прибора, к другому входу которого подключена основная термопара, установленная за поверхностью нагрева, и корректирующую термопару, подключенную к дополнительному дифференциатору и установленную за поверхностьюнагрева, система снабжена дополнительным усилителем и фильтром, причем последний установлен между основным дифференциатором и регулирующим прибором и дополнительно подключен к дополнительному дифференциатору, усилитель на входе подключен к термопаре за впрыском, а на выходе - к дополнительному дифференциатору, выход которого подключен непосредственно к регулирующему прибору.

На чертеже представлена схема устройства для регулирования температуры пара.

Устройство для регулирования температуры пара за поверхностью нагрева 1 парового котла содержит регулирующий прибор 2, магнитный усилитель 3, исполнительный орган 4, клапан 5 подачи воды на впрыск, термопару 6, основной дифференциатор 7, основную термопару 8, корректирующую термопару 9, дополнительный дифференциатор 10, дополнительный усилитель 11, фильтр 12.

Регулирующий прибор 2 служит для определения сигнала ошибки регулирования путем сравнения алгебраической суммы входных сигналов с заданной уставкой и формирования требуемого, обычно пропорционально-интегрального закона перемешения клапана 5 через магнитный усилитель 3 и дополнительный механизм.

При этом технический типовой ПИ-алгоритм регулирования может быть реализован, например, для регулирующего прибора 2 с помощью релейного блока Р-21 аппаратуры «Каскад магнитного пускателя реверсивного типа ММРТ-69 с исполнительным механизмом МЭОК и согласующей приставкой В-21.

Дополнительный дифференциатор 10 служит для определения алгебраической суммы Us,..сигналов с выхода корректирующей термопары 9, фильтра 12 и дополнительного усилителя 11:

и. и,и„-и,,

а также для формирования скорости изменения полученной алгебраической суммы Uj .и подачи выходного инвертированного сигнала дополнительного дифференциатора Ujo. на вход регулирующего прибора. Так как дополнительный дифференциатор 10 формирует скаростной сигнал от входной величины Ui,.To, в конечном итоге, дополнительный дифференциатор 10 служит устройством ввода внешнего возмущения, упреждает действие этого возмущения, делая систему инвариантной, по отнощению к внешнему возмущению. Дополнительный дифференциатор можно реализовать технически с помощью модуля типа Д005 аппаратуры регулирования «Каскад-2. Основной дифференциатор 7 предназначен для формирования скорости изменения сигнала термопары 6 за впрыском. Фильтр 12, выполненный в виде апериодического звена первого порядка (RC-цепочка), служит совместно с основным дифференциатором 7 для расширения области упреждения запаздывания объекта регулирования и компенсации его инерционности и создания структуры, допускающей достаточно больщой коэффициент усиления. Дополнительный усилитель 11, подключенный ко входу дополнительного дифференциатора 10, со знаком, противоположным знаку выходного сигнала фильтра 12, используется совместно с параллельно включенным основным дифференциатором 7 и последовательно включенным фильтром 12 для формирования структуры системы с нулевой чувствительностью к из;менениям параметров передаточной функции объекта, так как на входе дополнительного дифференциатора формируется разность выходов объекта (сигнал корректирующей термопары 9) его модели (алгебраическая сумма выходных сигналов фильтра 12 и усилителя 11). Все элементы устройства для регулирования температуры пара конструктивно выполняются из основных блоков электрических средств автоматического регулирования ГСП системы «Каскад или АКЭСР. Устройство работает следующим образом. При изменении нагрузки котла на вход регулирую.щего прибора 2 поступает сигнал с выхода основной термопары 8, который сравнивается- на регулирующем приборе 2 с заданный значением. Полученный сигнал рассогласования по. пропорционально-интегральному -закону через магнитный усилитель 3 и исполнительный орган 4 перемещает клапан 5, который, изменяя расход впрыскиваемой воды на входе в поверхность нагрева 1, вызывает отклонение температуры пара за поверхностью нагрева в сторону, противоположную знаку внещнего возмущения. При этом сигнал с вЫхода термопары 6 за впрыском дифференцируется в основном дифференциаторе 7, фильтруется через фильтр 12, поступая на второй вход регулирующего прибора 2, упреждает запаздывание объекта по каналу регулирующего воздействия и компенсирует инерционность поверхности нагрева 1. Кроме того, одновременно сигнал с .выхода фильтра 12.поступает на вход дополнительного дифференциатора 10, где суммируется инвертированным выходным сигналом от дополнительного усилителя 11, который усиливает выходной сигнал термопары 6. Выходные сигналы от фильтра 12 и усилителя 11, обусловленные регулирующим воздействием, компенсируют ту часть сигнала с выхода корректирующей термопары 9, которая обусловлена регулирующим воздействием. Поэтому та часть сигнала с выхода корректирующей термопары 9, которая вызвана изменением нагрузки, поступает на вход регулирующего прибора 2 по разомкнуто му каналу, не влияя на устойчивость. Дифференцирование выходного сигнала корректирующей термопары, выполняя роль экстраполятора внещнего возмущения, ускоряет действие регулирующего прибора 2 при отработке возмущения по нагрузке. Это приводит к существенному улучщению качества регулирования температуры пара по сравнению с прототипом даже для объектов с больщим запаздыванием. Таким образом, введение в устройство для регулирования температуры пара за поверхностью.нагрева в паровых котлах дополнительного усилителя, а также фильтра позволяет расширить область качественного регулирования температуры пара.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА за поверхностью нагрева парового котла, содержащее регулирующий прибор, подключенный через магнитный усилитель к исполнительному органу клапана подачи воды на впрыск, термопару, установленную за впрыском, соединенную через основной дифференциатор с одним входом регулирующего прибора, к другому входу которого подключена основная термопара, установленная за поверхностью нагрева, и корректирующую термопару, подключенную к дополнительному дифференциатору и установленную за поверхностью нагрева, отличающееся тем, что, с целью расщирения диапазона качественного регулирования, система снабжена дополнительным усилителем и фильтром, причем последний установлен между основным дифференциатором и регулирующим прибором и дополнительно подключен к дополнительному дифференциатору, дополнительный усилитель на входе подключен к термопаре за впрыском, а на выходе - к дополнительному § дифференциатору, выход которого подключен непосредственно к регулирующему прибору.