Система автоматического регулирования энергоблока Советский патент 1985 года по МПК F01K13/02 

Изобретение относится к теплоэнер гетике и может быть использовано при автоматизации энергоблоков с пря моточными котлами. Цель изобретения - повышение качества регулирования путем обеспечения компенсации отклонения и инвариантности сигнала по давлению пара перед турбиной ири топливных возмущениях. На чертеже схематически представ лена система автоматического регули рования энергоблока. Система автоматического регулмров нйя энергоблока содержит регулятор температуры среды в промежуточном сечении тракта прямоточного котла со своими датчиком 2 и задатчикрм 3 подключенный к входу регулятора 4 топлива, котельный регулятор 5 мощности энергоблока со своими датчиком 6 и задатчиком 7, подключенный к входу регулятора 8 питания, турбинный регулятор 9 давления пара перед турбиной со своими датчиком 10 и задатчиком 11, подключенный к мех низму 12 управления турбиной, первое интегро-дифференцирующее звено 1 .вход которого соединен с выходом котельного регулятора 5 мощности, а выход - с входом регулятора 4 топ лива, дифференциатор 14, к входу ко торого подключен датчик 10 давления пара, а выход соединен с входом котельного регулятора 5 мощности, вто рое интегро-дифференцирующее звено 15, к входу которого подключены датчик 2 и задатч к 3 температуры среды, а выход соединен с входом котельного регулятора 5 мощности, Дополнительно предусмотрен усили тель 16, к входу которого подключен датчик 6 и задатчик 7 мощности, а в ход соединен с входом регулятора 9 давления, третье интегро-дифференци рующее звено 17, к входу которого подключены датчик 2 и задатчик 3 температуры среды, а выход соединен с входом турбинного регулятора 9 давления. Система работает следуюйщм образом. Сигнал изменения заданной нагрузки блока от задатчика 7 подается одновременно на котельный регулятор мощности и через усилитель 16 на регулятор давления 9. Регулятор мощности 5, воздействуя на регулятор 8 питания непосредственно и на регулятор 4 топлива через интегро-дифференцирующее звено 13, производит изменение нагрузки котла. Подача сигнала изменения заданной мощности на вход турбинного регулятора 9 давления обеспечивает повьшение приемистости блока за счет быстрого начального изменения мощности вследствие перемещения клапанов турбины. Интегродифференцируюпее звено 13 преобразует сигнал от котельного регулятора 5 мощности к регулятору 4 топлива таким образом, чтобы отклонение температуры, на которое влияет как изменение расходов воды (от регулятора 8 питания) и топлива (от регулятора 4 топлива), так и перемещение клапанов турбины бьшо близким к нулю. Дифференциатор 14 обеспечивает инвариантность суммарного входного сигнала мощности при перемещении клапанов турбины. При изменении подачи топлива в котел происходит отклонение всех трех регулируемых параметров рассматриваемой системы: температуры, мощности и давления. Регулятор 1 температуры вступает в работу и воздействием на регулятор 4 топлива начинает восстанавливать заданное значение температуры. Котельный регулятор 5 мощности в работу не вступает, так как отклонение сигнала мощности компенсируется изменением выходного сигнала второго интегродифференцирующего звена 15. Приведенное решение приводит к существенной развязке регуляторов 1 температ уры и котельного регулятора 5. Турбинный регулятор 9 давления под воздействием отклонения давления мог бы, перемещая клапаны турбины, стабилизировать его значение, однако в связи с подачей через усилитель 16 на вход турбинного регулятора 9 давления отклонения мощности реакция регулятора будет другой. Если, например, коэффициент усиления усилителя 16 Кя принят, как это чаще всего бывает, равным единице, то отклонение давления на входе турбинного регулятора 9 давления будет скомпенсировано сигналом усилителя 16 и клапаны турбины, управляемые механизмом 12, практически останутся неподвижными. При большем значении Кл (2, 3, 4) 31178908 знак отклонения суммарного сигнала на входе турбинного регулятора 9 давления будет противоположным знаку отклонения давления, что приведет к еще большему его изменению. Таким образом, во всех случаях отклонение давления, вызванное изменением подачи топлива, не будет устра:нено, что, в свою очередь, приведет к новому отклонению температуры. Указанная взаимосвязь турбинного регулятора 9 давления и регулятора 1 температуры приводит к заметному ухудшению качества процессов регулирования. Йри введении же третьего интегро-дифференцирующего звена 17 выходной сигнал усилителя 15 будет скомпенсирован и турбинный регулятор 9 давления будет работать как чистьй регулятор давления пара до себя, отрабатывая возникшее отклонение давления. При этом практически обеспечивается инвариантность давления при топливных возмущениях и устраняется взаимосвязь турбинного регулятора 9 да1вления и peryJMTopa 1 температуры. Выбор передаточной функцкк интегро-дифференциру«щего звена 17 произ- ° водится из условий компенсации при топливных возмущениях его выходным сигналом отклонения выходного сигнала усилителя 16, т.е. по формуле где В функ |рующ нием то в Ьде ной , йнте на к и на шени выхо рующ (Р) я (P)-Wt6(:p) We (Р) WN(P) и We(P) - передаточные функции объекта регулирования при возмущении расходом топлива В соответственно по мощности блока N и температуре среды 0 j Wtt(P) и Wi7(P) - передаточные функции соответственно усилителя 16 и интегродифференцирукицегозвена 17. связи с тем, что передаточная ия второго интегро-дифференциго звена 15 определяется выраже « iffpT . определенных типах ап атуры, меется возможность одновременодачи выходного сигнала второго ро-дифференцирующего звена 15 тельный регулятор 5 мопщости усилитель 16, предлагаемое реможет быть реализовано подачей ного сигнала интегро-дифференци го звена 15 на вход усилителя 16.

4

/5

;/

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГОБЛОКА, содержащая регулятор температуры среды в промежуточном сечении тракта .прямоточного котла со своими датчиком и задатчиком, подключенный к входу регулятора топлива, котельный регулятор мощности энергоблока со своими датчиком и задатчиком, подключенный к входу регулятора питания, турбинный регулятор давления пара перед турбиной со своими датчиком и задатчиком, подключенный к механизму управления турбиной, первое интегродифференцирукщее звено, вход которого соединен с выходом регулятора мощности, а выход - с входом регулятора топлива, дифференциатор, к входу которого подключен датчик давле,ния пара, а выход соединен с входом регулятора мощности, второе интегро- дифференцирующее звено, к входу которого подключены датчик и задатчик температуры среды, а выход соединен с регулятором мощности, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирования путем § обеспечения компенсации отклонения и инвариантности сигнала по давлению (Л пара перед турбиной при топливных возмущениях, она дополнительно содержит усилитель, к входу которого подключены датчик и задатчик мощности, а выход соединен с входом регулятора давления, и третье интегродифференцирующее звено, к входу котоN рого подключены датчик и задатчик 00 температуры среды, а выход соединен D с входом регулятора давления.

:зг

15

i

+ +)

;

f -Ь nl

4- -iHhV

5

/