Способ регулирования температуры пара Советский патент 1982 года по МПК F01K13/02 F22G5/00 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации пуска энергоблоков тепловых электростанций.

Известны способы регулирования температуры пара при пуске энергоблока путем измерения температуры пара в тракте за котлом, подачи на регулятор сигнала по измеренной температуре и сигнала задания, формируемого с увеличением до некоторого исходного уровня с предельной скоростью, а после достижения этого уровня - со скоростью, обеспечивающей требуемый темп прогрева турбины 1.

Недостатком этих способов является практическая невозможность в ряде случаев регулировать темп повышения температуры пара до исходного уровня.

Известен также способ регулирования температуры пара при пуске энергоблока путем измерения температуры пара в тракте за котлом, подачи на регулятор сигнала по измеренной температуре и сигнала задания, формируемого равным измеренной температуре до подключения регулятора к исполнительному органу, поддержания сигнала задания на исходном уровне до включения геПАРА

нератора в сеть и последующего повышения сигнала задания до номинального значения 2.

Недостатком известного способа является ограниченная скорость процесса пуска,

5 так как в этом способе не учитывается отставание температуры пара в тракте перед турбиной от регулируемой температуры пара в тракте за котлом из-за теплоотдачи и аккумуляции тепла в этом тракте.

Q Цель изобретения - ускорение процесса пуска.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дополнительно измеряют температуру пара в тракте перед турбиной, и подключение регулятора к исполнительному органу производят при достижении этой температурой уровня, который ниже исходного уровня на величину заданного допуска, а после подключения регулятора снижают величину сигнала задания до исходного уров2Q ня по экспоненциальному закону.

На чертеже показано изменение параметров при характерном запуске энергоблока в зависимости от времени Т.

Как показывают проведенные исследования, динамика изменения температуры на

выходе тракта (т.е. перед турбиной) характеризуется двумя параметрами; постоянной времени Т прогрева тракта как тепловой емкости и безразмерной константой , характеризующей соотношение интенсивности теплоотдачи от пара к металлу тракта к теплоемкости расхода пара, проходящего через тракт. Установлено, что с достаточной для практических целей точностью изменение температуры пара на выходе тракта относительно температуры пара на входе описывается передаточной функцией интегро-дифференцирующего звена с постоянными времени TI i;e-V(l-e-) иТг Тс/(1-е-|).

На чертеже обозначено: кривая 1 - изменение температуры пара за котлом, кривая 2 - изменение температуры пара перед турбиной, кривая 3 - исходный уровень сигнала задания по температуре пара, обусловленного предпусковым температурным состоянием турбины. Пунктиром показано изменение температур при регулировании температуры свежего пара согласно предлагаемому способу.

Здесь же обозначено: кривая 4 - график повышения частоты вращения и кривая 5 - график повышения нагрузки турбины. Ниже показано изменение величин, характеризующих динамику изменения температур пара в тракте: кривая 6 - постоянной времени Т и кривая 7 - безразмерной константы.

При регулировании температуры пара согласно известному ранее способу регулятор подключают к исполнительному органу в момент времени, определяемый точкой А, при регулировании согласно предлагаемому способу - в момент времени, определяемый точкой Б. Отрезком В обозначено заданное значение допуска достижения температурой пара перед турбиной (кривая 2) исходного уровня (кривая 3) регулятора.

В начале пуска после подачи пара в турбину происходит нерегулируемое повышение температуры (кривая 1) пара за котлом, при этом температура пара за турбиной (кривая 2) существенно отстает от нее. Регулятор отключен, и задание на его выходе отслеживает фактическое изменение регулируемой температуры пара. Регулятор включают в работу при выходе температуры пара перед турбиной на исходный уровень (кривая 3) сигнала задания. После включения регулятора для поддержания температуры на уров не кривой 3 регулируемая температура (кривая 1) снижается по экспоненциальному закону. Для этого может быть использовано звено динамической обратной связи, постоянная времени которого должна быть установлена равной Tj , определяемой по постоянной времени Тс и константе j прогрева участка тракта между точками измерения температур пара за котлом и перед турбиной при расходе через тракт, соответствующем режиму работы турбины, при котором происходит выравнивание температур пара при пусках из наиболее характерных состояний.

Это происходит при работе турбины на холостом ходу и на начальной нагрузке после включения генератора в сеть. Поскольку именно на этой стадии происходит наиболее интенсивное изменение характеристик прогрева TC и f , а также учитывая различие в уровне начальных нагрузок и, соответственно, в расходах пара при пусках турбины из различных температурных состояний, целесообразно задать некоторый допуск (отрезок В) достижения температурой пара перед турбиной уровня сигнала задания, при котором осуществляется подключение регулятора к исполнительному органу. При этом температура пара перед турбиной выходит на исходный уровень кривой 3 по апериодическому закону без перерегулирования.

При расходах пара, соответствующих нагружению турбины, постоянная времени прогрева Тс (кривая 6) существенно снижается по сравнению с начальной стадией пуска. Поэтому на этой стадии отставание температуры пара перед турбиной от температуры пара за котлом, определяемое величиной Тс Т2-Т|, оказывается сравнительно невелико.

Ускорение вывода температуры пара перед турбиной на исходный уровень при автоматическом регулировании температуры согласно предлагаемому способу позволяет раньше начать повышение температуры пара за котлом до номинального уровня и тем самым ускорить выведение турбины на номинальную нагрузку.

Формула изобретения

Способ регулирования температуры пара при пуске энергоблока путем измерения температуры пара в тракте за котлом, подачи на регулятор сигнала по измеренной температуре и сигнала задания, формируемого равным измеренной температуре до подключения регулятора к исполнительному органу, поддержания сигнала задания на исходном уровне до включения генератора в сеть и последующего повышения сигнала задания до номинального значения, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса пуска, дополнительно измеряют температуру пара в тракте перед турбиной и подключение регулятора к исполнительному органу производят при достижении этой температурой уровня, который ниже исходного уровня на величину заданного допуска, а после подключения регулятора снижают величину сигнала задания до исходного уровня по экспоненциальному закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 613131, кл. F 01 D 19/02, 1976.

2.Лейзерович А. Ш. Автоматизация пусков турбины АЭС. Труды ВТИ, выпуск 11, 1977, с. 300.