Система автоматического регулирования уровня в барабане котла Советский патент 1992 года по МПК F22D5/30 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно к устройствам регулирования уровня в барабанах котлов. Применяется для комплектования блочных энергоустановок.

Известен регулятор уровня в барабане котла, построенный по типовой схеме, применяемой в отечественной и зарубежной практике, содержащий измерительные преобразователи уровня в барабане, расхода питательной воды, расхода пара, сумматор, к которому подключены выходные сигналы измерительных -преобразователей уровня в барабане, расхода питательной воды и пара, регулирующий прибор и исполнительный механизм 1. Регулируемым параметром здесь, как и в заявляемом регуляторе, является уровень в барабане котла.

Так же, как и в заявляемом регуляторе, закон регулирования формируется с помощью жесткой обратной связи по расходу питательной воды. Устройством ввода возмущающего воздействия по расходу генерируемого пара в регуляторе, построенном по типовой схеме, является пропорциональное звено, не допускающее каких-либо динамических преобразований этого воздействия. Регулятор, построенныи по типовой схеме, обеспечивает регулирование уровня при изменении нагрузки котла в широком диапазоне в плановом порядке по диспетчерскому графику, т.е. с ограниченным темпом. При глубоких ступенчатых изменениях нагрузок, сбросах нагрузок, этот регулятор не справляется с обеспечением требуемого качества регулирования и не поы

8

ю

4 ГО

звопяет удержать уровень в барабане о требуемых по технологическим условиям пределах и энергоблок в этих случаях аварийно останавливается автоматическими защитными устройствами. ТРМ самым ограничиваются маневренные характеристики энергоблока в целом.

Известен также модифицированный регулятор уровня, содержащий измерительные преобразователи уровня в барабане, расхода питательной воды, расхода пара и сумматор, регулирующий прибор и исполнительный механизм 2 В отличие от описанного выше регулятора жесткая обратная связь и возмущающее воздействие суммируются независимо, их сумма подается на вход дифференциатора с достаточно большим временем дифференцирования, а выход дифференциатора подключен к входу сумматора

Такои регулятор позволяет повысить статическую точность регулирования, но все недостатки, связанные с регулированием уровня при сбросах нагрузки, изложенные выше и присущие регулятору, построенному по типовой схеме, этот регулятор сохраняет, ибо требование о достаточно большом времени дифференцирования оставляет динамические свойства модифицированного регулятора уровня практически такими же, как и у регуля гора, построенного по типовой схеме.

Целью изобретения является обеспечение удержания отклонений уровня в барабане котла в пределах, обусловленных технологическими требованиями при глубоких сбросах нагрузок со стороны энергси- стемы, достигающих пятидесяти процентов номинальной, улучшение маневренных характеристик энергоблока

Цель достигается тем, что в регулятор уровня в барабане котла, содержащий измерительные преобразователи уровня в барабане, расхода питательной воды, расхода пара, сумматор, к которому подключены выходные сигналы измерительных преобразователей уровня в барабане, расхода питательной воды и пара, регулирующий прибор, исполнительный механизм, введены измерительные и функциональные преобразователи, подключенные к входу регулирующего прибора, которые обеспечивают формирование дополнительных сигналов по скорости изменения давления в барабане котла и по скорости изменения расхода пара. Введением этих двух дополнительных сигналов в регуляторе обеспечивается удержание отклонений уровня в барабане котла в пределах обусловленных

технологическими требованиями при глубоких сбросах нагрузки со стороны энергосистемы, достигающих пятидесяти процентов номинальной, и тем самым улучшаются маневренные характеристики энергоблока.

На чертеже показана структурная схема системы автоматического регулирования уровня в барабане котла.

Система содержит сумматор 1, к входу

0 которого подключены измерительные преобразователи 2,3 и 4 соответственно уровня в барабане, расхода пара и питательной воды, дифференциаторы 5 и б, к входам которых подключены измерительные

5 преобразователи 3 расхода пара и 7 давления в барабане, регулирующий прибор 8. усилительно-коммутационной блок 9 и исполнительный механизм 10 регулирующего клапана.

0 Система работает следующим образом. При плановых изменениях нагрузки энергоблока не происходит отклонений давления в барабане от номинального значения и скорость изменения нагрузки невелика.

5 Следовательно, сигналы с выходов дифференциаторов 5 и 6 равны нулю. При глубоких сбросах нагрузки резко изменяется даоле- ние и велика скорость изменения нагрузки, при этом вступают в работу дифференциа0 торы 5 и 6. С помощью дифференциатора 5 осуществляется коррекция неблагоприятной динамической характеристики уровня в барабане при возмущении изменений нагрузки энергоблока. С помощью дифферен5 циатора 6 осуществляется коррекция, связанная с резким изменением термодинамических параметров энергоносителя при глубоких сбросах нагрузки. Фаза дополнительных сигналов должна быть выбрана

0 таким образом, чтобы при снижении расхода пара исполнительный механизм 10 открывал регулирующий питательный клапан так же, как и при увеличении давления. Сумматор 1 формирует глубину жесткой обрат5 ной связи и обеспечивает требуемую статическую точность регулирования. Если требуется повышенная статическая точность, то сигналы по расходу пара и воды могут быть подключены к сумматору 1 через

0 дифференциатор с достаточно большим временем дифференцирования. Регулирующий прибор 8 осуществляет динамическое преобразование суммы всех управляющих сигналов и посредством усилительно-ком5 мутационного блока 9 осуществляет требуемое перемещение исполнительного механизма 10.

Схема может быть реализована на серийной аппаратуре автоматического регулирования любого типа (например. Контур,

Каскад, АКЭСР и т.п.). Сравнительные испытания регулятора, построенного по типовой схеме, и заявляемого регулятора показали, что введение дополнительных корректирующих сигналов позволяет существенно улучшить качество регулирования уровня при глубоких сбросах нагрузки и обеспечить отклонения регулируемого параметра в диапазоне, обусловленном технологическими требованиями с необходимым запасом, улучшая тем самым маневренные характеристики энергоблока.

Формула изобретения Система автоматического регулирова- ния уровня в барабане котла, содержащая измерительные преобразователи расходов пара, питательной воды и уровня в барабане, подключенные к входам сумматора, выход которого подключен к входу регулирующего прибора, причем выход регулирующего прибора соединен через уси лительно-коммутационный блок с исполнительным механизмом регулирующего клапана, отличающаяся тем. что с целью удержания отклонений уровня в барабане в пределах, обусловленных гехноло- гическими требованиями при глубоких сбросах нагрузки со стороны энергосистемы, достигающих пятидесяти процентов номинальной, система дополнительно снабжена двумя функциональными преобразователями и измерительным преобразователем давления в барабане котла, причем выход измерительного преобразователя давления в барабане через первый функциональный преобразователь подключен к второму входу регулирующего прибора, а к третьему входу последнего через второи функциональный преобразователь подключен измерительный преобразователь расхо да пара.

Использование: системы автоматического регулирования теплоэнергетических процессов. Сущность: система автоматического регулирования уровня в барабане котла, содержащая измерительные преобразователи 3, 4 и 2 расхода пара, питательной воды и уровня в барабане, подключенные через сумматор 1 к входу регулирующего прибора 8, выход которого соединен через усилительно-коммутационный блок 9 с исполнительным механизмом 10 регулирующего клапана, дополнительно снабжена двумя функциональными преобразователями 5 и 6 и измерительным преобразователем 7 давления о барабане котла, причем выход измерительного преобразователя 7 через функциональный преобразователь 6 подключен к второму входу регулирующего прибора 8. а к третьему входу последнего через функциональный преобразователь 5 подключен измерительный преобразователь 3 расхода пара. 1 ил. Ё

Вода

-%Пар