Система управления нагрузкой энергоблока Советский патент 1982 года по МПК F01K13/02 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ЭНЕРГОБЛОКА

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления энергоблоками котел - турбина.

Известны системы управления нагрузкой энергоблока, содержащие сумматор, ко входам которого подключены задатчик мощности и корректирующий регулятор мощности, соединенный с задатчиком и датчиком мощности, а к выходу - регуляторы положения клапанов и давления пара, снабженные соответственно датчиками положения клапанов и давления пара. Системы обеспечивают управление котлом и турбиной при отклонениях мощности и давления пара от заданных значенийС З.

Недостатком указанных систем является отсутствие оптимального выбора положения клапанов турбины и давления пара, что снижает экономичность энергоблока.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система управления нагрузкой энергоблока, содержащая сумматор, ко входам которого подключены задатчик мощности и корректирующий регулятор

мощности, соединенный с задатчиком и датчиком мощности, а к выходу - задающие преобразователи оптимального положения клапанов турбины и оптимального давления пара за котлом, подключенные вместе 5 с датчиками положения клапанов турбины и давления пара к входам соответственно регуляторов положения клапанов и давления пара, и два динамических элемента, включенные параллельно задающем образователям. В этой системе предусмотрен оптимальный выбор положения клапанов турбины и давления пара 2.

Недостатком данной системы является ее пониженное быстродействие, так как при больщих величинах отклонений регулируемых параметров от заданных значений не предусмотрено изменение структуры, и поэтому достаточное качество управления обеспечивается лищь при небольщих величинах изменения задания.

Цель изобретения - повыщение быстродействия.

Для достижения цели система снабжена блоком определения режима управления и двумя цепочками, каждая из которых состоит из последовательно соединенных элемента сравнения, блока управления, релейного элемента и переключателя, и эти цепочки введены между выходами задающих, преобразователей и входами регуляторов положения клапанов и давления пара, датчики положения клапанов и давления пара дополнительно подключены ко входам элементов сравнения соответствующих цепочек, блок определения режима управления подключен выходами к переключателям, а входами - к выходам элементов сравнения, ко входам которых подключены также выходы переключателей соответствующих цепочек.

На чертеже показана схема предлагаемой системы управления нагрузкой энергоблока.

Ко входу регулятора 1 давления пара подключен датчик 2 давления пара, ко входу регулятора 3 положения клапанов подключен датчик 4 положения клапанов турбины, ко входу сумматора 5 подключены задатчик 6 мощности и корректирующий регулятор 7 мощности, соединенный с датчиком 8 мощности и задатчиком 6 мощности. Выход сумматора 5 соединен с задаюЩИ1У1 преобразователем 9 оптимального положения клапанов турбины, задающим преобразователем 10 оптимального давления пара за котлом и с динамическими элементами 11 и 12.

Выходы задающего преобразователя 9 оптимального положения клапанов турбины, динамического элемента 11 и датчика 4 положения клапанов турбины подключены к входу элемента 13 сравнения, а выходы задающего преобразователя 10 оптимального давления пара, динамического элемента 12 и датчика 2 давления пара подключены к входу элемента 14 сравнения.

Один из выходов элементов 13 и 14 подключен к блоку 15 определения режима управления. Элемент 13 сравнения соединен в последовательную цепочку с блоком 16 управления, релейным элементом 17 и переключателем 18, и эта цепочка подключена к регулятору 3 положения клапанов турбины. Элемент 14 сравнения соединен в аналогичную цепочку с блоком 19, релейным элементом 20 и переключателем 21, подключенным к регулятору 1 давления пара. Выход блока 15 определения режима управления соединен с переключателями 18 и 21, а датчики 2 и 4 подключены соответственно к элементам 14 и 13 сравнения. Выход регулятора 3 положения клапанов турбины подключен к клапанам турбины, а выход регулятора 1 давления пара подключен к котлу.

Система работает следующим образом.

При изменении величины заданной мощности сигнал задатчика 6 мощности поступает через сумматор 5 на задающий преобразователь 9 оптимального положения клапанов турбины и задающий преобразователь 10 оптимального давления пара. Задающий преобразователь 9 осуществляет преобразование входного сигнала в оптимальную зависимость положения клапанов турбины от уровня заданной нагрузки,

а задающий преобразователь 10 - в оптимальную зависимость давления пара от уровня заданной нагрузки. Для повыщения быстродействия отработки задания на элементы 13 и 14 сравнения подаются дополнительно выходные сигналы сумматора 5

через динамические элементы 11 и 12. В элементах 13 и 14 сравнения определяется разность между выходными суммарными сигналами задающих преобразователей 9 и 10 и динамических элементов с сигналом от датчика 4 положения клапанов турбины и датчика 2 давления пара соответственно. Выходной сигнал элементов 13 и 14 сравнения поступает на вход блока 15 определения режима управления, где он сравнивается с заданным значением. В заU висимости от результата сравнения определяется режим управления. Если величина отклонения задания мала, то выходной сигнал блока 15 определения режима управления устанавливает переключатели 18 и 21 в положение, пропускающее выходные

сигналы элементов 13 и 14 сравнения непосредственно на вход регулятора 3 положения клапанов турбины и регулятора 1 давления пара, которые осуществляют перемещение клапанов турбины и изменение

0 давления пара котла соответственно. Если Б результате совместного действия регуляторов 3 и 1 установивщаяся нагрузка не точно соответствует заданной, в работу вступает корректиру щий регулятор 7 мощности, изменяющий задание регулятору 3

положения клапанов турбины, который осуществляет дополнительное перемещение клапанов. Давление пара при этом восстанавливает регулятор 1 давления пара.

При боль1пих величинах отклонения заQ Дания переключатель 18 подключает элемент 13 сравнения к последовательно соединенным блоку 16 управления и релейному элементу 17, а переключатель 21 подключает элемент 14 сравнения к последовательно соединенным блоку 19 управле5 ния И релейному элементу 20.

Таким образом, при больщих величинах отклонения система изменяет свою структуру, переходя от линейного закона регулирования к нелинейному. Блоки 16 и 19 управления предназначены для выработки алгоритма оптимального управления положением клапанов турбины и давлением пара при больщих отклонениях задания. В качестве критерия оптимальности, выбирается минимально возможное время пере5 вода нагрузки энергоблока из одного задающего уровня на другой. Выходной сигнал релейных элементов 17 и 20 имеет вид импульсов постоянной амплитуды, чередующихся знаков и различной длительности, параметры которых задаются блоками 16 и 19 управления, которые, кроме того, определяют моменты переключений релейных элементов 17 и 20. , Предлагаемая система управления нагрузкой энергоблока позволяет отрабатывать задание за минимальное время с максимальной приемистостью как в случае малых величин отклонения задающего сигнала, так и в случае больших величин отклонения, когда вся система работает в нелинейном режиме, чем существенно повыщает надежность работы энергоблока. Формула изобретения Система управления нагрузкой энергоблока, содержащая сумматор, ко входам которого подключены задатчик мощности и корректирующий регулятор мощности, соединенный с задатчиком и датчиком мощности, а к выходу - задающие преобразователи оптимального положения клапанов турбины и оптимального давления пара за котлом, подключенные вместе с датчиком положения клапанов турбины и давления пара к входам соответственно регуляторов положения клапанов и давления пара, и два динамических элемента, включенные параллельно задающим преобразователям, отличающаяся тем, что, с целью повыщения быстродействия, система снабжена блоком определения режима управления и двумя цепочками, каждая из которых состоит из последовательно соединенных элемента сравнения, блока управления, релейного элемента и переключателя, и эти цепочки введены между выходами задающих преобразователей и входами регуляторов положения клапанов и давления пара, датчики положения клапанов и давления пара дополнительно подключены ко входам элементов сравнения соответствующих цепочек, блок определения режима управления подключен выходами к переключателям, а входами - к выходам элементов сравнения, ко входам которых подключены также выходы переключателей соответствующих цепочек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 433178, кл. F01 К 7/24,, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 562667, кл. F 01 К 7/24, 1975.