Автоматическая система регулирования температуры перегретого пара котельного агрегата Советский патент 1992 года по МПК F22G5/00 

VI XJ О О XI 00

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры перегретого пара котлоагрегата.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена блок-схема автоматической системы регулирования температуры перегретого пара котлоагрегата, которая содержит корректирующий регулятор 1, первый нормирующий преобразователь 2, первый сумматор 3, датчик 4 -емлературы пара за.пакетом пароперегревателя, первый задатчик 5, третий сумматор-размножитель 6, датчик 7 расхода топлива, четвертый сумматор 8, инвертор 9, первый множительный блок 10, первый фильтр 11, первый дифференциатор 12, модульный блок 13, блок 14 ограничения, блок 15 интегрирования, второй сумматор 16, второй нормирующий преобразователь 17, датчик 18 температуры пара за впрыском, регулирующий клапан 19, стабилизирующий регулятор 20. усилитель 21 мощности, исполнительный механизм 22, модель 23 опережающего участка объекта регулирования, блок 24 нелинейных преобразований, пятый сумматор 25, второй фильтр 26, второй дифференциатор 27, второй блок 28 ограничения, шестой сумматор 29, второй блок 30 умножения 30, второй модульный блок 31 и второй 32 задатчик, третий и четвертый блоки 33 и 34 умножения.

Параметры настройки корректирующего ре1улятора значительно отличаются при детерминированном внутреннем и внешнем и случайном возмущениях. При этом коэффициент усиления Крк и постоянная интегрирования Тик корректирующего регуля- iopa 1 могут определяться по выражениям:

и

0)

dA df

,9Хт-1 ТИ0,

(1+СЗГП2

dA df

Опо - значение коэффициента пропорциональности регулятора 1;

mi - масштабный коэффициент первого дифференциатора 12 и блока ограничения

14 I mil

dBr

dt

0,6

10

15

20

25

30

гп2 - то же второго дифференциатора 27

dA

и блока ограничения 28, (гп2 -тт - ограничена по максимуму, так, что 1);

Х, Хт - аналоговые сигналы настройки, изменяющиеся в диапазоне 0-10 В:

Тио - значение постоянной интегрирования регулятора;

Ci, Са, Сз масштабные коэффициенты входов соответственно четвертого 8 и шестого 29 сумматоров (0,1 d 0,5, 1 Сз 2, Сч 0,4, Сз 1,5) и третьего блока умножения 33 (0,5 Са С2 0,8), так как Ккр и Тик настроены на случайное возмущение;

А- приведенное внутреннее возмущение, определяемое как разность сигналов выходов опережающего участка пароперегревателя и его модели 23, т.е. А Xi-XiM).

При обработке системой регулирования возмущающих воздействий на входы регулятора 1, т.е. Хт и Xv, поступают соответственно сигналы

dBT

dt

-Cim2

5

0

5

0

которые корректируют Хт и Xv в зависимости от характера и вида возмущающего воздействия. При детерминированном внутреннем возмущении на входы пятого сумматора 25 поступают сигналы с выходов опережающего участка пароперегревателя через второй нормирующий (треобразователь 17 и датчик 18 температуры пара за впрыском и его модели 23, на вход которой поступает сигнал со стабилизирующего регулятора 20, то есть на выходе пятого сумматора имеем А Xi- -XiM. Этот сигнал фильтруется в фильтре 26 с целью выделения низкочастотной компоненты, затем дифференцируется в дифференциаторе 27 и приводится к расчетному

в модульном блоке 31 и dA

сигналу гл2

dt

блоке 28 ограничения (т.е. О гп2

dA dT

Затем сигнад т2

dt

Oj.

выходов блока 28

Изобретение позволяет повысить точность регулирования температуры перегретого пара котельного агрегата за счет введения модели 23 опережающего участка регулирования и корректировки параметров динамических настроек. При детерминированном внутреннем возмущении на входы пятого сумматора 25 поступают сигналы с выхода второго нормирующего преобразователя 17, датчика 18 и модели 23 опережающего участка, на вход которой поступает сигнал с регулятора 20. Сигнал с выхода пятого сумматора 25 фильтруется в фильтре 26 для выделения низкой частоты, затем дифференцируется в дифференциаторе 27 и через модульный блок 31 и блок 28 ограничения поступаует для корректировки параметров настройки: Тик - через шестой сумматор 29, где слагается с уставкой второго задатчика 32, и второй блок 30 умножения, где умножается на сигнал Вт, Крк - через третий и четвертый блоки 33 и 34 умножения и через четвертый сумматор 8. 1 ил.

где 5им - скорость исполнительного механизма, то есть блока интегрирования 15

( / Т бпи)

где Тбпи постоянная времени интегрирования.

ограничения поступает для корректировки параметров настройки: Тик через шестой сумматор 29, где слагается с уставюй второго задатчика 32, т.е. (l+Cama

второй блок 30 умножения.

dt }

где сигнал

(1+С2ГП2 -гг ) умножается на сигнал Вт, Крк

через третий и четвертый блоки 33 и 34 умножения, где осуществляются соответстdBr

венно операции умножения гщ dA

dt

dt

Cm2

с масштабным коэффициентом С2, т.е.

C2mim2 f иВтСт2 , т.е.

о |dA|

Втгп2 -тт , а также через четвертый сумматор 8 , где осущестеляется операция сложения сигналов Вт1-Втггц

dBr

dt

dA dt

И ГП2

табным коэффициентом Ci. Коэффициент усиления модели 23 опережающего участка пароперегревателя с целью адаптации мо- дели корректирующего по нагрузке котла (расходу топива Вт через блок 22 нелинейных преобразований (постоянная времени Т0пм модели не корректируется, так как слабо зависит от Вт).

При отработке системой регулирования детерминированного внешнего или случайdA

dt

ного возмущения составляющая та

вырах ениях(2) и (4) равна 0 и корректировка и Тик осуществляется по известной схеме. При отработке же системой регулирования и детерминированного внутреннего dA

возмущения (та коррекция Крк и

dt

f 0) осуществляется

чины та сколько

dA dt вариантов.

их с учетом также и вели. При этом возможны неЕсли

отрабатывает совокупность всех

ний (

dBT

dt ростом сигнала та

0,6 И ГП2

dt

dA dt

система возмуще-

7s 0), то с

1 растет вели. Это же верно при

чина Крк и Тик, и наоборот отработке детерминированных внутреннего и внешнего возмущений. Если система отрабатывает случайное и детерминированН R ное внутреннее возмущения (mi -, т | О,

dA

ГП2

dt

0), то с ростом сигнала та

al

dt

величина Крк уменьшается, а ТИк растет, и наоборот.

Формула изобретения Автоматическая система регулирования температуры перегретого пара котельного

20 5

0

5

0

5

агрегата, содержащая корректирующий регулятор, первый вход которого через последовательные первый нормирующий преобразователь и первый сумматор с пер5 вым задатчиком подключен к выходу датчика температуры за пакетом пароперегревателя, а выход через последовательно соединенные блок интегрирования и второй сумматор, на вход которого

10 подключен через второй нормирующий преобразователь датчик температуры пара за впрыском, подключен к входу стабилизирующего регулятора, выход которого соединен через усилитель мощности с

15 исполнительным механизмом регулирующего клапана, а третий вход корректирующего регулятора через третий и четвертый сумматоры соединен с выходом датчика расхода топлива, и последовательно соединенные первый фильтр, первый дифференциатор, блоки модульный и ограничения, первый блок уплотнения и инвертор, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, третий выход третьего сумматора - с входом первого фильтра, а четвертый - с входом первого блока умножения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, система дополнительно содержит второй фильтр, блох нелинейных преобразований, второй, третий и четвертый блоки умножения, пятый и шестой сумматоры, второй задатчик, второй блок ограничения, второй модульный блок, второй дифференциатор и модель опережающего участка объекта регулирования, первый вход которой соединен с выходом стабилизирующего регулятора, а второй вход через блок нелинейных преобразований - с пятым выходом третьего сумматора, первый выход которого соединен через второй блок умножения с вторым входом корректирующего регулятора, выход шестого сумматора соединен с входом второго блока умножения, а первый и второй входы соответственно подключены к выходу второго задатчика и выходу второго нормирующего преобразователя через последовательно соединенные второй блок ограничения, второй модульный блок, второй дифференциа50 тор, второй фильтр и пятый сумматор, первый вход которого соединен с выходом модели опережающего участка объекта управления, причем выход второго блока ограничения соединен с входами четвертого

55 сумматора соответственно через первые входы третьего и четвертого блоков умножения, вторые входы которых соответственно соединены с выходом первого блока умножения и выходом третьего сумматора.