Способ регулирования теплофикационной паротурбинной установки Советский патент 1990 года по МПК F01D17/20 

О

4J ел

00

Изобретение относится к теплоэнерге- тике и может быть использовано на тепло- I электроцентралях при ликвидации аварий- ;ных дефицитов мощности в энергосистеме. I Цель изобретения - повышение степени участия установки в ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистеме и надежности установки при работе ее с большими тзпловыми нагрузками и минимальным пропуском пара в часть низкого давления.

На чертеже показана принципиальная схема реализации данного способа,

Схема содержит регулятор 1 тепловой нагрузки, выход которого соединен с сервомотором 2 регулирующих клапанов (РК.) 3 части 4 высокого давления (ЧВД), датчик 5 давления, выход которого соединен с регулятором 1, устройство б системной противо- аварийной автоматики (УСПА), привод 7 регулирующего органа 8, установленного на паропроводе 9 отбора пара из камеры 10 верхнего теплофикационного отбора в верхний сетевой подогреватель 11, привод 12 регулирующего органа 13, установленного на паропроводе 14 отбора пара из камеры 15 нижнего теплофикационного отбора в нижний сетевой подо греватель 16, звено 17 запаздывания, функциональный блок, 18, в котором формируются ограничивающие сигналы, сумматор 19, сервомотор 20-регулирующей диафрагмы 21, которая в нормальном режиме полностью закрыта, В турбине также имеются промежуточный от- сек(ПО) 22, часть 23 низкого давления (ЧНД) и конденсатор 24.

I Способ осуществляется следующим образом,

I Теплофикационная установка обычно работает в условиях глубокой разгрузки по электрической мощности с заданной тепло- |вой нагрузкой: с полностью закрытой регу- :лирующей диафрагмой 21 ЧНД 23, прикрытыми РК 3 ЧВД 4 и прикрытыми регулирующими органами 8 и 13 на паропро- водах 9 и 14 к сетевым подогревателям 11 И 16. Причем давление в верхнем теплофи- 1кационном отборе 10 близко к верхнему |пределу рабочего диапазона регулирования. : При возникновении дефицита мощности в энергосистеме управляющий сигнал ЬтУСПА 6 одновременно посылают на приводы 7 и 12 регулирующих органоз 8 и 13 и на вход сервомотора 20 регулирующей диафрагмы 21 в сторону их открытия. С открытием регулирующих органов 8 и 13 происходит уменьшение давления в камерах 10 И 15 теплофикационных отборов. Это уменьшение вызывает увеличение срабатываемого перепада энтальпий и вырабатываемой турбиной электрической мощности, которое может достичь величины 15-25% от номинальной при изменении давления в отборе от верхней до нижней границы преде- 5 ла регулирования. В зависимости от дефицита мощности этого прироста моидиости может оказаться достаточно. Причем это увеличение происходит практически без изменения подвода пара в турбину и с сохрэ- 0 нением тепловой нагрузки, отпускаемой от турбины.

Сигнал на открытие регулирующей диафрагмы проходит через зоено 17 запаздывания. Время запаздывания определяется

5 условиями работы теплофикациомной установки (работает она с полным пропуском циркуляционной воды члрез конденсатор 24 или расхода циркуляционной воды нет и она работает на встроенном пучке с давлением

0 в конденсаторе, близким к предельному, существенна также величина давления о теплофикационном регулирурл лом отборе - если оно поднято до верхней границь; регулирования, то открытие регулирующей ди5 афрагмы вызывает резкое повышение давления в конденсаторе, что недопустимо), и величиной дефицита мощности в энергосистеме, и оно тем меньше, чем меньше давление в отборе и больше дефицит мощ0 ности.

Сигнал на открытие регулирующей диафрагмы ограничивают по величине сигналом, вырабатываемом в функциональном блоке 18, ограничивая тем самым открытие

5 регулирующей диафрагмы. Уровень этого ограничения и формирование результирующего сигнала связаны с условиями работы теплофикационной установки. В данное чаще всего с целью повышения эко0 моммчности теплофикационных турбин, в условиях работы по тепловому графику с полностью закрытой диафрагмой, конденсатор переводят на работу с охлаждением встроанного пучка конденсатора подпиточ5 ной или обратной сетевой водой. Разная температура используемой в этих случаях воды влияет на давление в конденсаторе; в первом случае оно остается в пределах, характерных для работы с охлаждением кон0 денсатора циркуляционной водой, во втором давление повышается. Оба эти варианта предполагают минимальный пропуск пара в конденсатор, хотя в первом запас пр. давлению, а значит и по расходу пара, боль5 ше. Превышение предельного давления приводит к срабатыванию ззш,иты, отключа- юш.ей турбину, или подрыву атмосферных клапанов.

Давление в конденсаторе, при прочих равных условиях, определяется расходом

пара в него, а следовательно, и в ЧНД, На различных ТЭЦ имеются разные системы регулирования, в которые введены функциональные зависимости по определению давления в конденсаторе в зависимости от режима работы турбины; непосредственно в конденсаторе или косвенно, по расходу пара. Кроме того, по условиям работы последних ступеней ЧНД, заводами-изготовителями предусмотрены максимально допустимые пропуска пара в ЧНД.

Однако прочностные характеристики лопаток определяются не только ниями от парового изгиба. Увеличение расхода пара при одновременном повышении давления за ступенью приводит к возрастанию плотности пара и к увеличению вибрационных напряжений в лопатках последних ступеней ЧНД. Поэтому ограничение сигнала на открытие поворотной диафрагмы в зависимости от давления в конденсаторе и расхода пара (а также и их соотношения) необходимо.

Расход пара в ЧНД можно определять, например, по полох ению регулирующей диафрагмы 21. Давление можно измерять, например, или в самом конденсаторе 24, или в выхлопе ЧНД 23. В зависимости от режима работы один из этих сигналов будет определяющим; если, например, конденсатор работаете полным пропуском циркуляционной воды, то определяющим будет сигнал по расходу пара в ЧНД 23.

Так как с открытием диафрагмы 21 происходит падение давления в камерах 10 и 15 отборов нижеуронвя,определенного тепловой нагрузкой, то начинается уменьшение отпуска тепла от турбины, Вследствие этого регулятор 1 тепловой нагрузки воздействует на форсировку РК 3 ЧВД, что приводит к еще большему увеличению мощности теп- . лофикационной установки.

В момент примерного выравнивания давлений в камерах 10 и 15 отборов с давлениями в соответствующих сетевых подогревателях 11 и 16 {с учетом дросселирования пара в паропроводах отборов), который примерно соответствует началу открытия регулирующей диафрагмы 21 ЧНД 23, сигнал, подаваемый на приводы 7 и 12 регулирующих органов 8 и 13, меняют на противоположный по направлению, что приводит к закрытию регулирующих органов 8 и 13. Это приводит к уменьшению расхода пара в отборы с направлением его через ПО 22 в ЧНД 23, что вызыва.ет дополнительное увеличение мощности теплофикационной уста- новки в пределах 10-15% от номинального значения.

Изменение направления воздействия на регулирующие органы 8 и 13 связано с величиной дефицита мощности и режимом работы теплофикационной установки и на- 5 правлено как на увеличение степени участия в ликвидации аварийного дефицита мощности, так и на повышение надежности работы теплофикационной установки. С началом открытия регулирующей диафраг- 10 мы21 давление втеплофикационномотборе начинает быстро падать. Это может привести к чрезмерному увеличению напряжений в предотборных ступенях, забросу конденсата из сетевых подогревателей 11 и 16, так 15 как давление в них может оказаться выше, чем в отборах.

Если теплофикационная установка работает с давлением в теплофикационном отборе, близким к нижнему пределу регулиро- 0 вания, то в зависимости от величины дефицита мощности проведение предыдущих мероприятий может не обеспечить необходимого прироста мощности, а увеличение с-корости паропроизводительности ограни- 5 чено. Поэтому изменение воздействия на противоположное необходимо. Момент изменения воздействия на регулирующие органы 8 и 13 уже в сторону их закрытия определяется началом открытия регулирующей 0 диафрагмы 21.

В зависимости от величины дефицита мощности, ввиду того, что основные энергетические котлы имеют большое время запаздывания по увеличению расхода пара, в 5 дальнейшем могут использоваться известные способы получения пиковой мощности, например, отключение регенеративных отборов пара и направление этого пара в конденсатор. 0Формула из обретения

1. Спрсоб регулирования теплофикационной паротурбинной установки путем подачи сигнала от устройства системной проти- воаварийной автоматики на регулирующие 5 органы части высокого давления и на регулирующую диафрагму турбины в сторону их открытия и на приводы регулирующих органов, установленных на паропроводах теплофикационных отборов, отличающийся 0 тем, что, с целью повышения степени участия установки вликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистеме и надежности установки при работе ее с большими тепловыми нагрузками и минимальным про- 5 пуском пара в часть низкого давления, сигнал от устройства автоматики на приводы регулирующих органов, установленных на паропроводах теплофикационных отборов, до открытия регулирующей диафрагмы по- дают в сторону их открытия.

7 16171588

2.Способ no п,1, о т л и ч а ю щ и и с яиия степени участия установки в ликвида- тем, что сигнал от устройства автоматики на- ции аварийного дефицита мощности в энер- регулиругощую диафрагму подают с задер-госистеме и надежности, в момент начала жкой времени и с ограничением предельнооткрытия регулирующей диафрагмы подачу допустимым расходом пара в часть низкого5 сигнала от устройства автоматики на приво- давления и предельно допустимым давле-ды регулирующих органов, установленных иием в конденсаторе. паропроводах теплофикационных стПо3,Способ по П.2, о т л и ч а ю щ и и с яров, начинают вести в сторону закрьиия тем, что, с целью допслнительного повыше-этих органов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании теплофикационных паротурбинных установок в условиях глубокой разгрузки по электрической мощности. Целью изобретения является повышение степени участия установки в ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистеме и надежности установки при работе ее с большими тепловыми нагрузками и минимальным пропуском пара в часть низкого давления. Сигнал от устройства 6 противоаварийной автоматики подают на приводы 7 и 12 регулирующих органов 8 и 13, установленных на паропроводах теплофикационных отборов и на вход сервомотора 20 регулирующей диафрагмы 21 в сторону их открытия, причем на вход сервомотора 20 его подают через звено 17 запаздывания и ограничивают по величине сигналом функционального блока 18, который формируется в зависимости от предельно допустимого расхода пара в часть 23 низкого давления и предельно допустимого давления в конденсаторе 24. В момент начала открытия регулирующей диафрагмы 21 сигнал, подаваемый на регулирующие органы 8 и 13, меняют на противоположный в сторону закрытия этих регулирующих органов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.