Способ автоматического регулирования прямоточного котла Советский патент 1987 года по МПК F22B35/10 F23N1/08 

Изобретение относится к автоматизации электростанций и может быть использовано на прямоточных паровьк котлах.

Цель изобретения - гювьпдение точности регулирования в режиме скользящего давления.

На чертеже представлена схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Регулятор 1 питания котла связа с регулирующим питательным клапаном :2, датчиком 3 температуры среды с промежуточной точке тракта котла и дифференциатором 4, к которому подключены датчик 5 расходы воды и за- датчик 6 нагрузки котлао Последний подключен также к первому входу регулятора 7 топлива, которьй связан с клапаном 8, регулирующим подачу топлива. Датчики 9 и 10 давления пара за котлом и воды перед котлом подключены к первым входам сумматоров 11-и 12 соответственно, причем датчик 9 подключен к второму инвертирующему входу сумматора 12, выходы сумматоров 11 и 12 подключены к входу блока 13 умножения, выход которого соединен с вторым инвертирующим входом регулятора 7 топлизза. Датчик 10 давления воды перед котлом подключен к второму входу сумматора 11, а также к входу дифференциатора 14, выход которого соединен с третьим инвертирующим входом регулятора 7 топлива.

Спо.соб осуществляется следующим образом.

В установивщемся режиме работы котла расход воды и тепловьщеление в топке соответствуют нагрузке, заданной задатчиком 6. Поэтому на входе дифференциатора 4 сигнал задатчи- ка 6 скомпенсирован сигналом датчика 5 расхода воды, на входе регулятора 7 сигнал задатчика 6 скомпенсирован сигналом блока 13 умножения. При этом температура среды сохраняется постоянной на нормальном уровне, давление среды в пароводяном тракте также не меняется во времени. Соответственно этому сигнал датчика 3 скомпенсирован статической нагрузкой регулятора 1, а сигнал дифференциатора 14 равен нулю.

В случае, перехода из режима номинального в режим скользящего давления путем открытия клапанов турбины

при постоянной промежуточной нагрузке котла, как и в случае произвольного возмутценил открытием клапанов турбины давление пара за котлом, измеряемое датчиком 9, уменьшается вначале в темпе перемещения клапанов турбины, а затем с монотонно уменьшающейся скоростью приближается к но- вому установившемуся значению. Давление воды перед котлом, измеряемое датчиком 10, также уменьшается до своего нового установившегося значения, но без ступенчатого изменения в начале процесса. После возмущения открытием клапанов турбины тепловьщеление в топке не меняется, а расход воды, измеряемый датчиком 5, начинает увеличиваться из-за снижения давления воды перед котлом и соответствующего этому увеличения перепада давлений на регулирующем питательном клапане. Отклонение сигнала датчика 5, поступая на вход регулято- ра 1 через дифференциатор 4, вызы- вает воздействие регулятора 1 на клапан 2., в результате чего расход воды, измеряемьш датчиком 5, стабилизиру-. ется на исходном значении, Постоянст- во тепловыделения- и стабилизация расхода воды обусловливает неизмен- ность сигнала датчика 3 температуры среды. При этом разность сигналов датчиком 10 и 9, формируемая суммато- ром 12, в начале возмущения увеличивается ступенчато, так как сигнал датчика 10 в первый момент после возмущения только начинает уменьшаться от исходного значени:Э. а вычитаемый сигнал датчика 9 уменьшается ступенчато,,

После Начального ступенчатого увеличения перепад на тракте котла и абсолютная .величина сигнала сумма- тора 12 в переходном процессе монотонно уменьшаются, но в конце переходного процесса не достигают своих исходных значений, и устанавливаются на более высоком уровне из-за сниже- НИИ давления среды в тракте и соответствующего этому увеличения удельных объемов среды. Вместе с тем произведение сигналов сумматора 12 и 11 формируемое блоком 13 умножения, в конце процесса приближается к исход- -. ной величине, так Kaic в этом произведении увеличение сигнала сумматора 12 компенсируется уменьшением сигнала сумматора 11, Увеличение сигнала блока 13 умножения в начале переходного процесса компенсирует на входе регулятора 7 возникающий в этот момент сигнал дифференциатора 14, пропорциональный скорости изменения давления воды перед котлом, измеряемого датчиком 10. С течением переходного процесса сигнал дифференциатора 14 монотонно уменьшается и становится равным нулю в новом установившемся состоянии, Одновркгменное уменьшение встречно действующих сигналов бпока 13 умножения и дифференциатора 14 обусловливает взаимную компенсацию изменений этих сигналов на протяжении всего переходного процесса. Аналогично, но в противоположную сторону, изменяются сигналы датчиков 9 и 10, сумматоров 11 и 12, блока 13 умножения и дифференциатора 1 4 в переходном процессе после возмущения клапанами турбины и связанного с этим изменения давления в пароводяном тракте котла. Поэтому компенсация сигналов на входе регулятора 7 не воздействует на клапан 8 расхода топлива.

После возмущения увеличением расхода топлива при отключенном регуля- торе 7 начинает расти температура „среды в тракте котла, переходная зона смещается в сторону начала тракта Это приводит к увеличению перепада давлений на тракте и к увеличению давления воды перед котлом, измеряемого датчиком 10. При этом увеличиваются сигналы сумматоров 11 и 12, блока 13 умножения и дифференциатора 14, Сигнал дифференциатора 14 достигает максимума в начале переходного -процесса, когда скорость изменения давления воды перед котлом, измеряемая датчиком 10, является максимальной. В ходе процесса величина сигнала блока 13 умножения увеличивается, а скорость изменения давления и величина сигнала дифференциатора 14 уменшаются. Поэтому сумма сигналов блока 13 и дифференциатора 14, достигнув gg ду воды и за,цанной нагрузке, регулимаксимума в момент, когда максимален сигнал дифференциатора,, в дальнейшем остается постоянной. Таким образом, инерционность изменения суммарного

сигнала по тепловьщелени19 после воз- 55 тепловыделение в топке, от замутцения расходом топлива -уменьшена действием дифференциатора 14. При включенном регуляторе 7 после возмущения расходом топлива изменение суммарного сигнала тепловьщеления вызывает воздействие регулятора 7 на кла- пан 8 в сторону устранения возмущения. Уменьшение инерционности сигнала тепловыделения уменьшает длительность динамического отклонения фактического тепловьзделения в переходном процессе. При достаточно высоком

Q быстродействии устранения тепловых возмущений регулятора 7 температура среды, измеряемая датчиком 3, не успевает измениться, и поэтому сигнал датчика 3 после топливных возмущений

5 не меняется, а регулятор 1 поддерживает постоянньш расход воды, измеряе- мый датчиком 5 и соответствующий сигналу задатчика 6.

При необходимости увеличения наг0 РУзки котла воздействуют на задатчик 6 нагрузки так, что сигнал задатчика 6 увеличивается. Вследствие этого нарушается компенсация сигналов на входах регулятора 1 питания и регуля5 тора 7 топлива. Регулятор 1 воздействием на клапан 2 увеличивает расход воды до тех пор, пока увеличение сигнала датчика 5 расхода воды не скомпенсирует увеличение сигнала за0 датчика 6. Регулятор 7 воздействием на клапан 6 увел1-1чивает расход топлива так, что изменение сигнала тепловьщеления, форм1-фуемого блоком 13 умножения и дифференциатором 14, компенсирует сигнал задатчика 6. При необходимости уменьшения нагрузки котла на задатчик 6 воздействуют в обратную сторону.

0 Формула изобретения

Способ автоматического регулирования прямоточного котла путем измерения температуры среды в промежуточ- 5 ной точке тракта котла, расхода воды, давления воды перед котлом и давления пара за котлом, определения разности измеренных давлений, формирования скоростного сигнала по расхо5

рования расхода воды по отклонению температуры среды и скоростному сигналу и изменения расхода топлива по отклонению параметра, характеризуюданной нагрузки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности регулирования в режиме скользящего давления, определяют сумму

513252486

измеренных -давлений, скорость измене- разности измеренных давлений на их ния давления воды перед кртлом и па- сумму и сложением этого произведения раметр, характеризующий тепловыделе- со скоростью изменения давления воды ние в топке, определяют умножением перед котлом,,

Изобретение относится к автоматизации электростанций и позволяет повысить точность регулирования в режиме скользящего давления. В установившемся режиме работы котла расход воды и тепловьщеление в топке соответствуют нагрузке, заданной за- датчиком. На входе дифференциатора 4 сигнал задатчика скомпенсирован сигналом датчика 5 расхода воды. На входе регулятора 7 сигнал задатчика 6 скомпенсирован сигналом блока 13 умножения. Температура среды сохраняется постоянной на нормальном уровне, давление среды в пароводяном тракте не меняется. После возмущения увеличением расхода топлива изменяются параметры в тракте. Сумма сигналов блока 13 умножения и дифференциатора 14, достигнув максимума в момент, когда максимален сигнат дифференциатора, в дальнейшем остается постоянной. Изменение суммарного сигнала тепловыделения вызьшает воздействие регулятора 7 на клапан 8 в сторону устранения возмущения. 1 ил. i (Л