Система автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор Советский патент 1989 года по МПК F23N1/00 

Изобретение относится к автоматизации тепловых электростанций, а точнее к системам автоматического управления и регулирования подачи топлива в парогенератор с мельницами прямого вдувания пыли, работающий в составе энергоблока.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности при резких сбросах нагрузки парогенератора, работающего в составе энергоблока

На фиг. 1 изображена структурная схема системы автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор; на фиг. 2 - структурная схема управляющего устройства.

Система содержит (фиг.1) задатчик 1 требуемой по условиям энергосистемы (заданной) мощности генератора энергоблока и датчик 2 мощности генератора энергоблока, подсоединенные к входам управляющего устройства 3 и регулятора 4 подачи пылеугольного топлива, к другим двум входам последнего через дифференциаторы 5 подключены датчик 6 тепловыделения в топке а через нормально замкнутый контакт логического блока 7 - датчик 8 суммарной мощности электродвигателей мельниц; выход регулятора 4 связан со станцией 9 управления п электродвигателями 10 питателей сырого угля по числу мельниц. Выход устройства 3 присоединен к входу регулятора 11 подачи растопочного топлива, к другому входу которого подключен датчик 12 расхода этого топлива, а выход регулятора 11 соединен с исполнительным механизмом 13 регулирующего органа подачи растопочного топлива.

Управляющее устройство 3 (фиг.2) содержит блок 14, являющийся логическим блоком сравнения, состояние которого определяется табл. 1«

Здесь Н,д и N - заданная и номинальная мощность генератора.

Блок 14 своим первым входом с меткой С1, являющимся одновременно и входом всего управляющего устройства 3, подсоединен к задатчику 1, а второй вход этого блока с меткой К1 соединен с первым выходом блока 15 стековой памяти, в котором хранятся константы, необходимые для действия управляющего устройства 3. Выходы блока 14 имеют метки А1 при величине выхода, равной нулю, и В1 при величине выхода, равной единице.

Блок 16, являющийся арифметическим блоком вычитания, по входам соединен с задатчиком 1 и датчиком 2 (соответственно метки С1 и Д1), а его выход, равный разности (С1-Д1), подключен к первому входу блока 17, аналогично по выполняемой функции блоку 14.

Состояние блока 17 определяется табл. 2 (Njpg, - фактическая мощ- ность генератора энергоблока).

Входы блока 18, являющегося логическим блоком И (конъюнкции), подключены к выходам В1 и В2 блоков 14 и 17. Величины выходов блока 18 в зависимости от сочетаний его входов даны в табл. 3.

Выход блока 18 через реле 19 вре мени соединен с регулятором 11. Реле 19 имеет уставку времени, которая может храниться в виде константы КЗ в блоке 15 или устанавливаться механическим путем на самом реле 19, выход которого является выходом управляющего устройства 3.

Система автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор функционирует следующим образйм.

При работе парогенератора в области рабочих эксплуатационных нагрузок, которая для парогенераторов, работающих на пулеугольном топливе, составляет

0,6D

k ном

D,, D.

(1)

5

0

5

0

5

где D - номинальная нагрузка,

т/ч,

с постоянной нагрузкой D,const имеет место исходный стационарный режим. Для энергоблока неравенство (1) соответствует диапазону электрических нагрузок

0,6Ы„„„ё .

При этом парогенератор работает только на пьшеугольном топливе с включенными мельницами или в крайнем случае (п-1) мельницами, если одна из них находится в ремонте или в резерве. Текущее значение заданной электрической нагрузки поступает от системной автоматики, диспетчера или от регулятора мощности энергоблока на задатчик 1, В исходном стационарном режиме поддерживается некоторое постоянное значение заданной нагрузки в указанных пределах. При этом величины выходных сигналов задатчи- ка 1 и датчика 2 равны, т.е. фактическая мощность равна заданной, на выходе регулятора 4 сигнал упрявлг-

ния отсутствует, следовательно, электродвигатели 10, управляемые от станции 9, вращаются с постоянным числом оборотов, обеспечивая постоянный расход угля к мельницам. При этом сигнал от датчика 6 постоянен, поскольку величина тепловыделения топки неиз- менна и, следовательно, к регулятору 4 по линии дифференциатор 5 (после датчика 6) - вход регулятора 4 сигнала не будет. Для исходного стационарного режима количество работающих мельниц неизменно, а поэтому величина сигнала от .датчика 8 постоянна и по линии дифференциатор 5 - замкнутый контакт логического блока 7 к регулятору 4 сигнал отсутствует. Равенство сигналов от задатчика 1 и датчика 2 мощности к управляющему устройству 3 приводит к тому, что на выходе блока 16 (фиг, 2) сигнал отсутствует, так как разность входных сигналов равна . нулю и, следовательно, нет сигнала от управляющего устройства 3 к регулятору 11, который поэтому не включен а исполнительный механизм 13 обеспечивает закрытое положение регулирующего органа растопочного топлива.

Рассмотрим функционирование предлагаемой системы в случае работы парогенератора в указанном диапазоне нагрузок, но при наличии некоторых возмущений, встречающихся в реальной практике эксплуатации. Если произойдет отключение одной из мельниц системой технологических защит с одновре ,менным остановом мельницы и ее пи- .тателя сырого угля (10-i) или аварийное отключение одного питателя (10-i) с прекращением подачи топлива в мельницу, то по условиям действия логического блока 7 нормально замкнутый контакт блока 7 остается замкИзменение величины заданной нагрузки энергоблока Ы,д в пределах заданного диапазона представляет со бой внешнее возмущение на входе пред

50

сишал от датчика. 8 уменьшится при 45 ° системы автоматического реT vriMnrnaawMCT ттоггаим тг ттттытая и

отключении мельницы, дифференциатор 5 выработает скоростной сигнал, который через замкнутый контакт блока 7 поступит на вход регулятора 4, Сигнал от датчика 6 также уменьшится, поскольку останов одной мельницы при действии защиты вызывает резкое сокращение подачи топлива в топку парогенератора. При аварийном отключении только питателя сырого угля (10-i), когда мельница осталась в работе, произойдет не резкое, а постепенное сокращение подачи топлива в топку, поскольку в мельнице прягулирования подачи топлива в парогенератор. Фактическая нагрузка в первый момент времени остается неизменной, что вызьшает срабатывание регулятора 4 в нужную сторону: при появится сигнал на увеличение скорости вращения электродвигателей питателей сырого угля, а при К,,КТ - на уменьшение ее.

55

Теперь рассмотрим работу системы в случае резкого сброса величины заданной нагрузки Н,д за пределы заданного диапазона. На входе устройства 3 управления (фиг.2) появляется

0

5

0

мого вдувания (молотковой, средне- ходной и т.п.) всегда имеется некоторое количество угля,

В обоих случаях на регулятор 4 подействуют оба скоростных сигнала и произойдет увеличение подачи топлива оставшимися в работе мельницами,

. При отключении одной из мельнчц после ее выхолащивания, т,е, после заблаговременного останова питателя сырого угля, например для ее ремонта, нормально замкнутый контакт логического блока 7 разомкнется и визгом случае будет иметь место появление на входе регулятора 4 скоростного сигнала только от дифференциатора 5, связанного с датчиком 6 тепловьщеле- ния в топке. Как и в первом случае, действия управляющего устройства 3 не будет и регулятор 11 остается отключенным.

Если при работе парогенератора в 5 указанном диапазоне нагрузок произойдет включение одной из мельниц, например, по команде системы функционально-группового управления, в логи- .ческом блоке 7 сформируется сигнал запрета и нормально замкнутый контакт этого блока разомкнется, чтобы не допустить появления ложного скоростного сигнала по линии дифференциатор 5 - нормально замкнутый кон такт блока 7 - регулятор 4, I Ложный сигнал возникает в связи . с тем, что скоростной сигнал по суммарной мощности электродвигателей

мельниц действует в сторону, противоположную нагрузке.

Изменение величины заданной нагрузки энергоблока Ы,д в пределах заданного диапазона представляет со - бой внешнее возмущение на входе пред0

5

0

5 ° системы автоматического ре

° системы автоматического реT vriMnrnaawMCT ттоггаим тг ттттытая и

гулирования подачи топлива в парогенератор. Фактическая нагрузка в первый момент времени остается неизменной, что вызьшает срабатывание регулятора 4 в нужную сторону: при появится сигнал на увеличение скорости вращения электродвигателей питателей сырого угля, а при К,,КТ - на уменьшение ее.

55

Теперь рассмотрим работу системы в случае резкого сброса величины заданной нагрузки Н,д за пределы заданного диапазона. На входе устройства 3 управления (фиг.2) появляется

514

разность сигналов Nj и N . Первый из этих сигналов в блоке 14 сравнивается с константой К1, которая численно равна 0,, так как имеет место соотношение

,6N,o« ,

то происходит выдача сигнала с выхода В1 этого блока. Поступление : на вход ари(метического блока 16 обоI их входных сигналов N, и .. при- I водит к появлению на входе блока 17 I сигнала С2, превышающего по величине I 0,1NwoM вызывает срабатывание блока 17.

Одновременное срабатывание обоих I блоков 14 и 17 приводит в рассматри- : ваемом режиме к появлению на выходе I блока 18 единичного сигнала, который i через реле 19 времени, предназначен- I ное для предотвращения ложных сраба- I тываний устройства 3 при появлении кратковременных сигналов в его схеме, поступает на регулятор 11 (фиг.1) Начинается вьщача этого сигнала с этого регулятора на исполнительный механизм 13 регулирующего органа подачи растопочного топлива в соответствии с требуемым по режиму расходом этого топлива, который измеряет- ся датчиком 12.

Подача растопочного топлива (например, мазута) позволяет исключить неблагоприятный режим горения при резком сбросе нагрузки парогенератора и энергоблока в целом.

Форм у л а изобретения

1. Система автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор, снабженный мельницами прямого вдувания, содержащая регулятор подачи пылеугольного топлива, выход кртр рого соединен со станцией управле

о

A36

ния электродвигателями питателей сырого угля, а входы через дифференциаторы подключены к датчикам тепловьще- ления в топке и суммарной мощности электродвигателей мель ниц, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при резких сбросах нагрузки парогенератора, работающего в составе энергоблока, она дополнительно содержит датчик и задат- чик мощности генератора энергоблока, подключенные к дополнительно выпол- ненньм входам регулятора подачи пьше- угольного топлива, и последовательно соединенные управляющее устройство, на входы которого подключены датчик и задатчик мощности генератора энергоблока, регулятор подачи растопочного топлива, снабженный датчиком расхода растопочного топлива, и исполни- тельньш механизм регулирующего органа растопочного топлива,

2. Система по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что управляющее устройство содержит блок стековой памяти, логический блок сравнения и последовательно соединенные арифметический суммирующий блок, второй логический блок сравнения, логический блок И и управляемое реле времениj выход которого является выходом управляющего устройства, к первым входам первого логического блока сравнения и арифметического суммирующего блока подключен задатчик мощности генератора, энергоблока, к второму входу арифметического блока - датчик мощности генератора энергоблока, выходы блока стековой памяти подключены к вторым входам логических блоков сравнения и управляющему входу реле времени, а выход первого логического блока сравнения подключен к второму входу логического блока И.

5

0

Изобретение может быть использовано на тепловых электростанциях в парогенераторах с мельницами прямого вдувания пьши. Цель изобретения - повьшение надежности системы при резких сбросах нагрузки парогенератора, работающего в составе энергоблока. Задатчик 1 и датчик 2 мощности энергоблока соединены с управляющим устройством 3, имеющем в своем составе логические блоки сравнения, блоки стековой памяти, вычитания, кон ыонкTimn ции и реле времени. В устройстве 3 сравнивается фактическая мощность энергоблока с заданной и при снижениях мощности до значений, меньших 60% номинальной, длящихся больше, чем заданный интервал времени, устройство 3 включает в работу регулятор 11, который соединен с датчиком 12 расхода растопочного топлива и исполнительным механизмом 13. Это позволяет исключить погасание топки парогенератора при резких сбросах нагрузки. При режимах энергоблока, близких к номинальному, регулятор 4, соединенный с задатчиком 1, датчиком 2и через дифференциаторы 5 и логический блок 7 с датчиками 6,8 тепло- вьщеления и мощности мельниц, управляет через станцию 9 электродвигателями 10 мельниц пылеугольного топли.ва и соответственно подачей послед- него в топку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3табл. i W yi СП

Состояние блока 14

5Д

0,6N,

N,.6N„„ Н,д бО,6Ы,о„

Таблица

А1 В1

Состояние блока 17

Входы

Условие сравнения

Метки входов

Величина

С2 (N,) (N,A-N, )O,INHOM А2

К2 0,1N (N,,-N,,) бО,1Ыно« В2

ТаблицаЗ Двухпозиционные входы блока 18

О О 1 1

О

1 О

Таблица2

Выходы

Метки выходов

Вняи- чина

о о о 1