Способ управления подключением и прогревом подогревателя высокого давления паротурбинной установки Советский патент 1992 года по МПК F01K7/34 

Изобретение относится к теплознергетике и может быть использовано при управлении паротурбинным оборудованием тепловых электростанций в процессе пуска на этапе подключения по пару регенеративных подогревателей высокого давления, когда турбина работает под нагрузкой.

Цель изобретения - повышение экономичности путем улучшения условий прогрева и сокращения времени подключения подогревателя.

На фиг.1 приведена принципиальная схема технологических связей подогревателя высокого давления и устройства управления им; на фиг.2 - зависимость температуры насыщения от давления пара; на фиг.З зависимости производной температуры насыщения по давлению и скорости повышения давления пара от текущего давления; на фиг.4 - схема устройства управления.

Регенеративный подогреватель 1 высокого давления (ПВД) подключен (фиг.1) к линии 2 питательной водь и паропроводу 3 отбора греющего пара от турбины 4. На проводе 3 установлены обратный клапан 5 и запорная задвижка 6. Для отвода конденсата греющего пара предусмотрен трубопровод 7 с установленным на нем регулирующим клапаном 8 для поддержания уровня в ПВД 1. На подводе пара к ПВД выполнен байпас 9 запорной задвижки & с установленными на нем задвижкой 10 и регулирующим клапаном 11. К регулирующему клапану 11 подключен автоматический регулятор 12, поддерживающий давление за собой, измеряемое датчиком 13, в соответствии с заданным значением, формируемым задатчихом 14, Для реализации предлагаемого способа задатчик 14 охватывается контуром обратной связи или же к его входу подключается сигнал (показан пун ктиром) от датчика 13. К входу задатчика 14 может быть дополнительно подключен датчик 15 температуры ПВД 1, например температуры его корпуса.

Для оптимизации прогрева ПВД требуется, чтобы скорость ts повышения температуры ts насыщения при повышении давления Р в ПВД во все время его прогрева поддерживалась постоянной:

ts(P) const.

Это условие можно представить в виде

ts{p)-| () const,(1)

откуда может быть сформирована искомая зависимость скорости повышения давления в ПВД при его подключении. Текущее значение давления Р, поддерживаемое регулятором 12, может быть принято равным заданному значению давления Рзд в предположении, что регулятор близок к идеальному. На фиг.З построзны зависимости

( Р ) по известной зависимости ts(p), показанной на фиг.2, и (пунктиром) зависимость РЗД(Р) скорости Рзд изменения заданного значения Рзд давления от текущего давления Р, обеспечивающая выполнение условия (1). Эта зависимость в общем случае с высокой степенью точности может быть аппроксимирована кусочно-линейной функцией. Для ее построения методом конечных приращений определяют производdts

ные

, принимаемые постоянными на

dp

выбранных диапазонах изменения давления. Далее задаваемую по условиям термопрочности ПВД допустимую скорость прогрева ПВД, т.е. скорость ts повышения температуры насыщения ts, делят на полученные значения производной для соответствующих значений давления и полученные значения представляют в виде искомой кусочно-лине |,ной функции. В частном случае, для представляющего наибольший практический интерес диапазона изменений давления от 0,1 до 8 МП а эта зависимость с погрешностью в пределах 10-12% может быть представлена как линейная, что существенно облегчает реализацию способа средствами автоматического регулирования.

При подключении ПВД после кратковременного отключения, когда температура металла ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно и желательно для сокращения времени процесса быстрое, практически скачкообразное повышение заданного значения давления с максимальной предельно допустимой скоростью до начального уровня давления , определяемого начальной температурой металла по кривой насыщения нелинейной зависимости давления от температуры насыщения P(ts) с последующим повышением давления по исходной линейной зависимости Рзд(р). Соответствующие зависимости показаны на фиг.2 и 3 штрихпунктирными линиями.

Автоматический регулятор 12 (фиг.1) поддерживает давление Р за собой, измеряемое датчиком 13, воздействуя на клапан 11. При этом заданное значение Рзд давления, поступающее на вход регулятора 12, вместе с сигналом обратной связи по фактическому давлению Р, формируется в задатчике 14, содержащем в своем составе интегратор, а скорость повышения заданного значения, т.е. величина на входе интегратора, в свою очередь, задается Рзд(р)« (Р)ЗД, где величина заданного значения РЗД берется с выхода задатчика 14 или, как показано пунктиром на фиг.1, может быть заменена сигналом отдатчика 13 давления. В частном случае может быть принято Рзд(р) а + Ьр, гдеаиЬ-постоянные, реализуемые заданием соответствующих коэффициентов усиления входов интегратора. При наличии измерения датчиком 15 температуры и подключении горячего ПВД в задатчике 14 может дополнительно быть реализовано условие

РЗД 5: РЗД,причем нелинейная зависимость (t) реализуется преобразователем в составе задатчика 14. Открытие клапана 11 до установления давления Р

uau

РЗД осуществляется с предельной для данного регулятора скоростью (включением режима постоянной скорости исполнительного механизма).

Структурная (фиг.4) содержит регулятор 12, подключенный через нормально замкнутый контакт ключа 16 дистанционного управления к приводу регулирующего клапана 11 на подводе греющего пара в ПВД, датчика 13 давления пара, подключенный к входу регулятора 12 вместе с выходом задатчика 14. В состав задатчика 14 входят блок 17 выделения максимума, выход которого подключен к входу регулятора 12, а входы - к блоку 18 нелинейного преобразователя сигнала от датчика 15 температуры металла ПВД к интегратору 19, регулирующий прибор20, входы которого подключены к интегратору 19 и датчику 13, а выход через нормально раздмкнутые контакты автоматического переключателя 21 подключен к входу интегратора 19, сумматор 22, входы которого соединены с выходами интегратора 19 и задатчика 23 начальной скорости изменения давления в ПВД, а выход через блок 24 нелинейности и нормально замкнутые контакты автоматического переключателя 25 соединен с вторым входом интегратора 19, релейный элемент 26 с зоной возврата, выход которого подключен к управляющим входам автоматических переключателей 21 и 25 (эти связи показаны пунктиром), а входы соединены с интегратором 19, блоком 18 нелинейного преобразователя и через нормально разомкнутый контакт ключа 16 дистанционного управления с внешним по отношению к задатчику 14 задатчиком 27 с неизменным сигналом на выходе.

Схема, показанная на фиг.4, является лишь одной из возможных для реализации предлагаемого способа. Выбор конкретной конфигурации схемы во многом обуславливается используемой аппаратурой. В схеме (фиг.4) кусочно-линейная зависимость Рзд(р) скорости РЗД повышения заданного значения давления от его текущего значения, показанная пунктиром на фиг.З, реализуется в контуре обратной связи интегратора 19, а показанная на фиг.2 зависимость реа;1йзуется блоком 18.

Способ осуществляют следующим образом.

В, исходном состоянии турбина 4 работает под нагрузкой, ПВД 1 отключен по пару - задвижки 6, 10 и клапан 11 на пёропроводах 3 и 9 закрыты, автоматический регулятор 12 отключен ключом 16 дистанционного управления от привода клапана 11, ПВД 1 к началу его подключения по пару включается в линию 2 питательной воды обычным путем. При подключении ПВД по пару оператором или автоматизированной системой (устройством) управления открывается задвижка 10 на байпасе 9 основной паровой задвижки, а регулятор 12 подключается ключом 16 дистанционного управления к приводу регулирующего клапана 11. При использовании для реализации предлагаемого способа схемы, приведенной на фиг.4, до этого момента сигнал на выходе интегратора 19 отслеживал сигнал датчика 13 давления пара в ПВД с помощью регулирующего прибора 20, так как сигнал от задатчика 27 подавался через контакт ключа 16 (при дистанционном управлении) на вход релейного элемента 26, что гарантировало наличие управляющего сигнала на выходе релейного элемента 26 и приводило переключатели 21 и 25 в положение, противоположное показанному на фиг.4. При несовпадении сигнала с выходов датчика 13 и интегратора 19 срабатывает регулирующий прибор 20 и через контакт переключателя 21 воздействует на вход интегратора 19 до тех пор, пока существует разность сигналов от датчика 13 и интегратора 19. Контакты переключателя 25 при дистанционном управлении разомкнуты. На вход регулятора 12 через блок 17 выделения максимума поступает большее из двух заданий: от интегратора 19 или нелинейно преобразованного блоком 18 сигнала от датчика 15 температуры металла ПВД.

Таким образом, регулятору 12 при неостывшем ПВД устанавливается начальное задание, соответствующее температуре металла ПВД, измеренной датчиком 15. После включения регулятора 12 в работу ключом

16этот регулятор, воздействуя на клапан 11, поднимает давление в ПВД до значения, соответствующего сигналу на выходе блока

17выделения максимума,, т.е. на выходе блока 18. При этом благодаря наличию сигнала на выходе релейного элемента 26 интегратор 19 через регулирующий прибор 20 и переключатель 21 отслеживает давление в ПВД, измеряемое датчиком 13. При выравнивании сигналов на выходах интегратора 19 и блока 18 сигнал на выходе релейного элемента 26 исчезает, переключатели 2.1 и 25 переходят в положение, показанное на фиг,4, отслеживание интегратором 19 давления в ПВД прекращается и второй вход интегратора19 замыкается контуром положительной обратной связи через сумматор 22, блок 24 и переключатель 25. При этом интегрируемый сигнал, соответствующий скорости РЗД изменения заданного значения давления, формируется как кусочно-линейная функция текущего заданного значения Рзд в соответствии с зависимостью, показанной на фиг.З. При холодном ПВД или отсутствии измерения температуры металла ПВД повышение заданного значения давления со CKOpoctbra РЗД(РЗД) осуществляется с самого начала подключения регулятора 12 Кклапану 11. При повышении заданного зна/1ения или давления пара до номинального значения или полном открытии клапана 11 регулятор 12 отключается ключом 16, оператор или автоматиз14рованное устройство открывает задвижку 6 на основной линии подвода пара в ПВД, после чего задвижка 10 и клапан 11 закрываются - подключение ПВД этим завершается. Формула изобретения 1. Способ управления подключением и прогревом подогревателя высокого давления паротурбинной установки, работающей под нагрузкой, путем измерения давления греющего пара и воздействия на регулятор подвода пара в сторону повышения этого давления изменением его заданного значения с заданной скоростью, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения LJ I экономичности путем улучшения условий прогрева и сокращения времени подключения подогревателя, определяют зависимость между скоростью повышения температуры насыщения греющего пара и заданным значением давления и изменяют на основе этой зависимости скорость повышения заданного значения давления как кусочно-линейную функцию заданного значения, поддерживая при прогреве постоянство скорости повышения температуры насыщения пара. 2. Способ по П.1, отличаю щи и с я тем, что дополнительно измеряют температуру металла подогревателя, по зависимости между температурой насыщения пара и его давлением определяют начальный уровень заданного значения давления, соответствующий измеренной температуре, и при заданном значении давления ниже начального уровня увеличивают это значение с предельной для регулятора скоростью.

Флг.2

n

dp

53

)

Ф1Г.З

Изобретение относится к теплознерге- тике и может быть использовано при прогреве подогревателей высокого давления (ПВД). Для повышения экономичности работы паротурбинной установки путем оптимизации условий прогрева и сокращения вре- ^ени подключения ПВД регулируют повышение давления в ПВД, меняя скорость повышения заданного значения регулятору, который воздействует на клапан на подводе пара, во времени и формируя ее как кусочно-линейную функцию текущего заданного значения из условия поддержания постоянной скорости повышения температуры насыщения пара в ПВД. При подключении ПВД после кратковременного отключения, когда, температура металла ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно для сокращения времени процесса быстрое повышение заданного значения давления с максимальной предельной скоростью до начального уровня заданного значения давления, определяемого начальной температурой металла по кривой насыщения - нелинейной зависимости давления от температуры насыщения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.>&^ё