Способ автоматического регулирования питания прямоточного котла Советский патент 1986 года по МПК F22D5/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено для автоматического регулирования питания прямоточных котлов, имеющих две и более ниток.

Цель изобретения - повышение экономичности работы котла.

На фиг. I приведена структурная схема системы авторегулирования питания двухниточного котла, реализующая способ; на фиг. 2 - диаграммы изменений командных сигналов в зависимости от нагрузки котла.

Система содержит датчики 1 и 2 перепадов давления воды на регулирующих питательных клапанах 3 и 4, блок 5 выделения минимального сигнала, задатчик 6 минимального перепада давлений на питательных клапанах, регулятор 7 производительности питательного насоса 8, регуляторы 9 и 10 расхода воды по ниткам, датчики 11 и 12 расхода воды по ниткам, задатчики 13 и 14 расхода воды но ниткам, датчики 15 и 16 положения питательных клапанов 3 и 4, задатчик 17 положения максимально открытого питательного клапана, сумматоры 18-21. Датчики 11 и 12 и задатчики 13 и 14 подключены к своим регуляторам 9 и 10 расхода воды по ниткам, выходы которых подключены к своим питательным клапанам 3 и 4. Сумматоры 18-2 в реальной системе могут отсутствовать - сложение сигналов может производиться непосредственно сложением токов или напряжений.

Сигналы от датчиков I и 2 заведены соответственно на сумматоры 18 и 19, на них же заведен сигнал от задатчика б минимального перепада давления (с обратным знаком). Сигналы от датчиков 15 и 16 положения питательных клапанов заведены соответственно на сумматоры 20 и 21. На эти же сумматоры заведен сигнал от задатчика 17 положения максимально открытого питательного клапана (с обратным знаком). Сигналы от сумматоров 18-21 заведены на блок 5 выделения минимального сигнала (знаки сигналов от сумматоров 20 и 21 противоположны знакам сигналов от сумматоров 18 и 19). Сигнал с выхода блока 5 заведен на регулятор 7, который подключен к питательному насосу 8.

На диаграмме изменения командных сигналов в зависимости от нагрузки котла (фиг. 2) i - наименьший из сигналов на выходах сумматоров 18 и 19; ц - наименьший из сигналов на выходах сумматоров 20 и 21, взятый с обратным знаком.

Система работает следующим образом.

Регулятор 9, получая сигналы от датчика 11 и от задатчика 13 расхода воды, управляет питательным клапаном 3, стабилизируя расход по своей нитке в соответствии с сигналом от задатчика 13. Аналогично работает регулятор 10, получая сигналы от

,датчика 12 и задатчика 14, управляя питательным клапаном 4. Регулятор 7 управляет подачей насоса 8, получая минимальный сигнал от одного из сумматоров 18-21,

выделенный с помощью блока 5 выделения минимума.

Обозначим: tJi, 2, 3i5 и Зш - сигналы на выходах датчиков 1,2, 15 и 16; ;1б и Ji - сигналы на выходах задатчиков 6 и 17; is, 19, 20, 21 - сигналы на выходах сумматоров 18-21. Заданный минимальный перепад давлений в диапазоне высоких нагрузок энергоблока (например, 85-100%) выбирается таким, чтобы он был меньше фактического (минимального значения). Слеj довательно, и бОа. СигналIJi от задатчика 17 выбирается таким, чтобы положение максимально открытого клапана (при высоких нагрузках) находилось вблизи полного открытия с необходимым запасом на регулирование (например, 4-8% от хода пи0 тательного клапана). Из этих условий следует: если питательный клапан 3 является наиболее открытым, то датчик 15 положения выдает наибольший сигнал (); после суммирования на выходе сумматоров 20 и 21 появляются сигналы

5 Так как3i5 3i6, To32o 32i. Учитывая перемену знака на выходе блока 5 выделения минимума, и, следовательно, согласно принятому обозначению

Зп -- 20 17- 315Если с помощью регулятора производительности положение наиболее открытого к.,тапана устанавливается (регулируется) в соответствии с сигналом задания от задатчика 17 (на высоких нагрузках), тоЗ|7-3i6 3ii 0. Но при этом и , следовательно

5 иJi9 2 t 6 0. И если, например, , то .0. Поэтому на высокой нагрузке3ii 3i, через блок выделения минимального сигнала проходит сигнал 3ii 3i7- l и в данном примере регулируется положение питательного клапана 3.

0 При снижении нагрузки наступает момент, зависящий от сигнала задатчика 6, когда наименьший из сигналов 3i, сравняется с tJe. Пусть, напри.мер, это будет сигнал , т. е. 3i 32-Зь 0. При дальнейшем снижении нагрузки перепад давления на пи5 тательном клапане 4 имеет тенденцию к уменьшению, но регулятор 7 производительности, снижая загрузку насоса, вызывает прикрытие питательных клапанов, выдерживая при этом сигнал , котоQ рый проходит через блок выделения минимального сигнала. При этом сигнал 371 7) и, следовательно, через блок 5 не проходит. Диаграммы изменения командных сигналов 3т и tfn (фиг. 2) подтверждают, что в диапазоне высоких нагрузок

5 (N2-NS), на которых преимущественно работает энергоблок, и через блок 5 на регулятор 7 производительности насоса поступает сигнал tlr (разность сигналов задатчика 17 и датчика 15); в диапазоне сниженных и низких нагрузок (Ni-N2) Лтт и на регулятор 7 через блок 5 проходит сигнал Jj (разность сигналов датчика 2 и задатчика 6).

Таким образом, на высоких нагрузках энергоблока, на которых он преимущественно работает, максимально открытый питательный клапан находится в положении, задаваемом задатчиком 17, близком к полному открытию с необходимым запасом на регулирование. Этим достигается повышение экономичности за счет снижения дросселирования на питательных клапанах до минимального уровня. На сниженных и низких

нагрузках энергоблока, вес которых невелик, поддерживается заданный минимальный перепад давлений на питательных клапанах, и работа системы не отличается от известной. В системе, которая функционирует по предлагаемому способу, наблюдается несколько большее по сравнению с известной изменение коэффициентов усиления регуляторов расхода воды, а точнее - коэффициентов передачи питательных клапанов (приб ц1зительно на 20-30%), но такая малая величина изменения (обусловлена достаточно малым диапазоном высоких нагрузок) практически не заметно снижает качество регулирования.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ ПРЯМОТОЧНОГО КОТЛА от общей магистрали путем изменения положения регулирующих клапанов на каждой нитке котла по параметрам, характеризующим заданное и текущее значения расхода воды в своей нитке, измерения перепадов давления на каждом регулирующем клапане, сравнения последних с заданным минимальным значением, формирования экстремального значения результатов сравнения и изменения по последнему производительности питательного насоса, отличающийся тем, что, с целью повыщения экономичности работы котла, дополнительно измеряют параметр, характеризующий положение каждого регулирующего клапана, сравнивают его инвертированное значение с заданным максимально открытым положением клапана и минимальное значение результатов этих сравнений и сравнений измеренных перепадов давления с заданным используют в качестве экстремального.