Устройство для управления мощностью турбоагрегата Советский патент 1984 года по МПК F01D19/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и .может быть использовано при управлении паротурбинными аг регатами. Известны устройства для управлен мощностью турбоагрегата, содержащие регулятор мощности, к выходу которо го подключен исполнительный блок, а к входу т формирователи уставок по мощности и скорости набора мощноети l . Однако эти устройства не предусматривают контроля тепломеханичес кого состояния турбоагрегата и поэтому не решают задачу обеспечения надежности ра.боты при резких изменениях мощности. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления мощностью турбоагрегата, содержащее регулятор мощности, к выходу которого подключен исполнительный блок, а к входу - формирователи уставок по мощности и скорости набора мощности и формирователь заданной мощности, включающий два вычислителя величин ограничения мощности - по температуре металла и,по влажности пара соответственно, датчик температуры метал ла в характерной точке, подключенньм к входу первого вычислителя, задатчики предельной мощности и допустимо разности температур металла, датчики активной мощности, температуры па ра и температур металла на наружной и внутренней поверхностях и выходной блок 2j . Однако это устройство характеризуется низкой надежностью из-за неоптимальных ограничений изменения мощности. Цель изобретения - повышение наде ности путём оптимизации ограничений изменения мощности. Цель достигается тем, что в устройстве для управления мощностью турбоагрегата, содержащем регулятор мощности, к выходу которого подключен испочнительньй блок, а к входу формирователи уставок по мощности и скорости набора мощности, и формирователь заданной мощности, включающий два вычислителя величин ограниче ния мощности - по температуре металл и по влажности пара соответственно, датчик температуры металла в характерной точке, подключенный к входу нервого вычислителя, задатчики пре„дельнои мощности и допустимоп разности температур металла, датчики активной мощности, температуры пара и температур металла на наружной и внутренней поверхностях и выходной блок, формирователь заданной мощности дополнительно снабжен блоком защиты, к входам которого подключены датчики температур металла на наружной и внутренней поверхностях и задатчик допустимой разности температур, к входу первого вычислителя дополнительно подключены задатчики допустимой разности температур, вход второго вьтислителя соединен с датчиком температуры пара, датчиком активной мощности и задатчиком предельной мощности, а выходы обоих вычислителей и блока зашиты вместе с датчиком активной мощности подключены через выходной блок к входу формирователя уставки по скорости набора мощности.. На фиг. 1 приведена схема устройства для управления мощностью турбоагрегата; на фиг. 2 - пример выполнения формирователя заданной мощности. На фиг. 1 изображены формирователь 1 уставки по мощности и формирователь 2 уставки по скорости набора мощности, подключенные выходами к интегратору 3, а входами - к пульту 4 управления, регулятор 5 мощности, электрогидравлический исполнительный блок 6, регулирующий клапан 7, цилиндры 8 и 9 турбоагрегата, сепаратор-пароперегреватель 10 и генератор 11.. Формирователь 12 заданной мощности выполнен в виде первого вычисдителя 13 величины ограничения мощности по температуре металла, вход которого подключен к датчику 14 температуры металла в характерной точке и задатчикам 15 и 16 допустимой разности температур металла,, второго вычислителя 17 .величины ограничения мощности по влажности пара, вход которого подключен к датчику 18 активной мощности, датчику 19 температуры пара за сепаратором-пароперегревателем 10 и задатчику 20 предельной мощности, блока 21 защиты, вход которого подключен к датчикам 22 и 23 температур металла на наружной и внутренней поверхностях и к задатчику 24 допустимой разности температур. Выходы вычислителей 13 и 17 блока 21 защиты и датчика 18 активной мощное3ти подключены через выходной блок 25 к входу формирователя 2 уставки по скорости набора мощности. На фиг. 2 изображены первый вычис литель 13 с датчиком 14 температуры металла и задатчиками 15 и 16 допустимой разности температур, второй вычислитель 17 с датчиком 18 активной мощности, датчиком 19 температуры пара за сеггаратором-пароперегревателем, задатчиком 20 предельной мощности, блок 21 запщты с датчи ками 22 и 23 температур металла на наружно и внутренней поверхностях и задатчиком 24 допустимой разности температур и выходной блок 25. В состав вычислителей блока защиты и выходного блока входят: сумматоры 26-29, компараторы 30-34, коммутаторы 35-37, квадратор 38, триггер 39, логическая схема 40 ИЛИ. Бло 41 управления подключен к вычислителю 13 и блоку 21 защиты. Устройство работает следующим образом. . При нагружении турбины первый вычислитель 13 величины ограничения мощности по температуре металла вычисляет величину допустимой мощнести f по формуле N otA M uif-«s(.2(U btHvC3 ., (1) где щ - температура металла по верхности фланца горизо тального разъема наружного корпуса цилиндра в зоне паровпуска; (Vt - расчетная допустимая разность температур по ширине фланца наружного корпуса цилиндра; ot, ) эмпирические коэффициенты. Если измеренная активная мощность генератора 11 больше, чем им компаратор 34 выходного блока 25, сравнив эти два значения мощности, формирует сигнал, который через логическую схему 40 ИЛИ поступает на вход формирователя 2 уставки по скорости набора мощности и делает его выходной сигнал равным нулю, пре кращая этим набор мощности турбиной до изменения температурных условий и появления N-CwNnaj. 32 4 При разгружении турбины аналогично действуют ограничения в соответствии с разгрузочным вариантом формулы (1) N-fu oiAU-b l -o Hw-btUcLv (2) - М Второй вычислитель 17 величины ограничение мощности по влажности пара повходному сигналу датчика 19 температуры пара за сепаратором-пароперегревателем реализует на выходе сумматора 26 сигнал )6. - температура пара на выходе сепаратора-пароперегревателя;, - мощность, допустимая по влажности пара; эмпирические коэффициенты. - Компаратор 30 при мощности больше некоторой заранее выбранной вели- чийы формирует управляющий сигнал для коммутатора 35 на пропускание на выход вычислителя 17 сигнала Njg (при мощности меньше выбранной величины на выход цроходит сигнал, равный этой величине), В выходном блоке 25 компаратор 33 сравнивает мощность VI jg с мощностью пам пам Формирует сигнал, который через логическую схему 40 ИЛИ поступает на вход формирователя 2 уставки по скорости набора мощности и делает выходной сигнал равным нулю, вследствие чего прекращается набор мощности до увеличения температуры пара за сепаратором-пароперегревателем. В блоке 21 защиты при нагружении турбины сумматор 29 вычисляет разность utgy температур на внутренней цц р и наружной-Ь др поверхностях внагр но|р н и, если Ь-1вь1цц больше заданной задатчиком 24 величины ut.jTO компаратор 31 формирует сигнал на взвод триггера 39, и на схему 40 ИЛИ выходного блока 25 поступает сигнал, прекращаюш;ий набор мощности. Таким образом обеспечивается оптимизация ограничений изменения моЩности турбоагрегата по условиям тепломеханического состояния турбины, что повышает надежность и увеличивает межремонтный ресурс работы.

Фив. 1

Фие.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ТУРБОАГРЕГАТА, содержащее регулятор мощности, к выходу, которо- го подключен исполнительный блок, а к входу - формирователи уставок по мощности и скорости набора мощности, и формирователь заданной мощности, включагаций два вычислителя величин ограничения мощности по. температуре металла и по влажности пара соответ;ственно, датчик температуры металла в характерной точке, подключенный к входу первого вычислителя, задатчики предельной мощности и допустимой разности температур металла, датчики активной мощности, температуры пара и температур металла на наружной и внутренней поверхностях, и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем оптимизации ограничений изменения мощности, формирователь заданной мощности дополнительно снабжен блоком защиты, к входам которого подключены датчики температур металла на наружной и внутренней поверхностях и задатчик допустимой разности температур , к вхоДу первого вычислителя дополнительно подключены задатчики допустимой разности температур, вход второго вычислителя соединен с датчи(Л ком температуры пара, датчиком активной мощности и задатчиком предельной мощности, а выходы обоих вычислителей и блока защиты вместе с датчиком активной мощности подключены через выходной блок к входу формирователя уставки по скорости набора мощности.