Способ автоматического регулирования энергоблока Советский патент 1979 года по МПК F01K13/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации энергоблоков котел-турбина. Известны способы автоматического регулирования энергоблока путем изменения расходов топлива, гоггательной водЫ и воздухаведущим и ведомыми регуляторами котлами поддержания частоты вращения турбоагрегата и дайления свежего пара воздействием на клапаны турбины при выходе параметра за пределы заданной зоны нечувствительности {1. В этих способах шредусмотрен автоматичес кий переход из режшла поддержания частоты вращения в режим поддержания давления. Однако качество работы энергоблока при этом оказывается недостаточно высоким, в том числе из-за отсутствия воздействия на регуляторы кот ла при отклонении частоты вращения. Известен также способ автоматического регулирования энергоблока путем изменения расходов топлива, питательной воды и воздуха ведущим и ведомыми регуляторами котла пропорционально отклонению частоты вращения турбоагрегата за пределы заданной зоны нечувствител ности и поддержания давления свежего пара регулятором давления, воздействующим на клапаны турбины 12. Этот способ предусматривает воздействие на котел при отклонении частоты и вместе с тем дбстаточно прост в реализации. Указанный способ является ближайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату. Однако при работе энергоблока на изолированную нагрузку, когда возможны особенно заметные отклонения частотьт, приемистость энергоблока оказывается недостаточной, что снижает качество переходных процессов. Цель данного изобретения - повыщение качества работы энергоблока на изолированную нагрузку. Для достижения поставленной цели предвариtemiHo наносят эталонное возмущение одновремеьшым скачкообразным воздействием на ведущий регулятор котла и на клапан турбины, определяют при этом экспериментальную зависимость изменения давления свежего пара во времени, выбирают дополнительное звено с динамическими характеристиками, которые, при подаче на его выход скачкообразного возмущения, обеспечивают соответствие выходного сигнала полученной экспериментальной зависимости, и при изменениичастоты выходным сигналом дополнительного звена прекращают, на время изменения давления пара вызванного этим изменением частоты, воздействие pejyлятора давления на клапа п, обеспечивая воз(можность их перемещения пропорционально текущему отклонению частоты. Выходной сигнал дополнительного звена подают на вход регулятора давления, компенсируя сигнал измене ния давления, вызванного отклонением частоты. При отклонении частоты за пределы заданно для энергоблока зоны нечувствительности блокируют перемещение регулирующих клапанов турбины от действия сигнала отклонеютя давле ния и перемещают их пропорционально отклонению частоты на величину, равную в относительных единицах изменению производительнос ти котла под действием сигнала отклонения частоты. При этом мощность энергоблока изме няется с постоянной времени турбины за счет перемещения ее регулирующих клапанов и удерживается практически неизменной в течение всего времени переходного процесса на котле, несмотря на имеющее место отклонение давления, возникающее за счет .пepepetyлйpoвa ния по положению клапанов. К моменту окон чания переходного процесса давление пара воз вращается к исходному значению и, после вос становления частоты, поддерживается на заданном уровне за счет изменения положения регулирующих клапанов турбины, так как запрет на это действие автоматически снимается Без блокировки перемещения клапанов под действием сигнала отклонения давления на вр мя существования отклонения частоты перемещение их дод действием сигнала отклонения частоты невозможно, поскольку эти сигналы действ.уют встречно и процесс регулирования будет неустойчивым. Один из возможных способов блокировки заключается в том, что из сигнала отклонения частоты формируют компенсирующий сигнал, эквивалентный по форме и противоположный по направлению сигналу отклонения давления, возникающему при пе-. ремещении регулируемых клагганов турбины иод действием сигнала отклонения частоты. Анализ переходных характеристик энергоблоков показывает, что форма указанного сигнала отклонения давления близка к выходному сигналу звена типа реальная производная с передаточной функцией .p коэффициент усиления. TI,Tj -- постоянные времени, р - оператор дифференцирования. Выбор параметров функции следует производить в условиях имитации отклонения частогы. Для этого наносят одновременное и одинаковое в относительных единицах по величине возмущение на регулирующие клапаны турбины и на ведущий регулятор котла и подбираtoT параметры настройки дополнительного звена так, чтобы сумма основного и компенсируЛщего сигнала была близка к нулю. Иа чертеже показана схема реализации данного способа, где 1 - турбогенератор, 2 - турбина, 3 - котел, 4 - регулирую1цие клапаны турбины, 5 - пропорциональный регулятор скорости; 6 - регулятор давления, 7 - ведущий регулятор производительности котла (стабилизатор расхода топлива или питательной воды), 8 - пропорциональный регулятор. Процесс регулирования осуществляется следующим образом. При отклонении частоты энергосистемы на величину Af за пределы зоны нечувствительности перемещают, регулирующие клапаны 4 турбины 2 с помощью пропорционального регулятора скорости вращения турбины 5. При этом мощность энергоблока изменяется на величину Д где (- статизм пропорционального регулятора скорости, а давление перед турбщой отклоняется обратно пропорционально аккумулирующей способности котла. Йа регулятор 6, обеспечивающий поддержание давления на заданном уровне, подают блокирующий сигнал 9, поэтому несмотря на имеющее место отклонение давления, он в действие не вступает. Одновременно действием пропорционального регулятора 8 изменяют задание ведущему регулятору 7 производительности (стабилизатору расхода топлива или питательной воды) котла 3. Коэффициент усиления пропорционального регулятора 8 выбирают таким, чтобы изменение производительности котла 3 в единицах электрической мощности равнялось изменению мощности турбины 2 под действием скорости 5. Данный способ автоматического регулирова1ШЯ энергоблока применим и для режима работы энергоблока со скользящим давлением пара. В этом случае при отклонении частоты блокируют перемещение регулирующих клапанов турбины под действием регулятора положения кпапанов, который включается в этом режиме вместо регулятора давления. В остальном процессе регулирования будет протекать аналогично режиму работы с номинальным давлением пара. Таким образом данный способ обеспечивает улупнение качества работы энергоблока.

5 Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования энергоблока путем изменения расходов топлива, питательной вода и воздуха ведущим и ведомыми регуляторами котла пропорционально отклонению частоты вращения турбоагрегата за пределы заданной зоны нечувствительности и поддержания давления свежего пара регулятором давления, воздействуюгдам на клапаны турбины, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества работы энергоблока на изолированную нагрузку, предварительно наносят эталонное возмущение одновременным скачкообразным воздействием на ведущий регулятор котла и на клапаньт турбины, определяют при этом экспериментальную зависимость изменения давления свежего пара во времени, выбирают дополнительное звено с динамическими характеристиками, которые при подаче на его вход скачкообразного возмущения обеспе691586

чивают соответствие выходного сигнала полученной экспериментальной зависимости, и при изменении частоты выходным сигналом дополнительного звена прекращают, на время изменения

давления пара, вызванного зтим изменением частоты, воздействие регулятора давления на клапаИ) турбины, обеспечивая возможность их перемещения пропорционально текущему отклонению частоты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выходной сигнал дополнительного звена подают на вход регулятора давления, компенсируя этим сигналом сигнал изменения давления, вызванного отклонением частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 496373, кл. F 01 К 7/24, 1974.

2.Наумов А. В. Автоматическое регулирование на блочных электростанциях, БТИ ОРГРЭС,

М., 1960, с. 6-8, рис. 1-в.