Способ управления конденсационной установкой энергоблока Советский патент 1982 года по МПК F28B11/00 

ционных насосов и их сетей и рекомен дуется устанавливать одинаковое давление воды за каждым циркуляционным насосом. При существующих характе- ристиках устройства шаг поиска оптимального значения расхода циркуляционной воды приходится ограничивать, что снижает точность определения ука занного расхода, а следовательно не позволяет повысить экономичность работы энергоблока. Цель изобретения - повышение экономичности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления конденсационнойустановкой энергоблока путем измерения температуры циркуляционной воды на входе И выходе конденсатора, температуры пара в конденсаторе, давления пара в отборе турбины, давления воды на выходе каждого циркуляционного насоса, уров ня воды перед насосами и мощности их электродвигателей, усреднения значе;ний измеренных параметров по времени и точкам измерений, определения по усредненным значениям текущих параметров моделей конденсатора, турбины, эквивалентных .насосов и сети, модельного изменения- расходов циркуляционной, воды через эквивалентные насосы и конденсатор и определения на указанных моделях разности мощнос тей турбины и электродвигателей эквивалентных насосов для измененного и предшествующего, значений расхода . воды до достижения-максимума.указанной разности мощностей и формировани цосле этого сигнала оптимальной скорости электродвигателей цйркуляцирнных насосов и оптимального значения расхода воды через эквивалентные насосы, переключения электродвигателей циркуляционных насосов в- соответстви с сигналом оптимальной скорости и по держания давления водына выходе цирк ляционных насосов изменением положен лопастей, дополнительно по усредненны значениям измеренных параметров -и оп тимальному значению расхода воды через эквивалентные насосы определяют для каждогсз циркуляционного насоса коэффициент гидравлического сопротив сети и с его учетом оптимальное значение давления на выходе насоса, определяют сигналы рассогласования измеренных и найденных оптимальных значений давления и изменение положения лопастей -каждого циркуляционного насоса ведут по сигналу рассогласования для этого насос Оптимальное значение расхо.ца воды через эквивалентные насосы определяют по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствующи ми значениями расхода воды через эквивалентные Hacocfj и разности мощнос тей турбины и электродвигателей. На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего пред.лагаемый способ., Устройство содержит канал 1 циркуляционной воды, циркуляционные насосы 2 и 3, поворотные лопасти 4 и 5 циркуляционных, насосов 2 и 3, конденг сатор 6, электродвигатели 7 -и 8 циркуляционных насосов 2 и 3, механизмы 9 и 10 плавного разворота лопастей 4 и 5; цилиндр 11 среднего давления турбины, цилиндр 12 низкого давления турбины, датчики 13 и 14 температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор 6 на потоках воды циркуляционных насосов 2 и 3, датчики 15-17 температуры пара в конденсаторе 6, датчики 18-20 температуры циркуляционной воды в одном сечении трубопровода на вйходе конденсатора от циркуляционного насоса 2, датчики 21-23 температуры циркуляционной воды в. одном сечении трубопровода на выходе конденсатора 6 от циркуляционного насоса 3, датчки 24 давления пара в одном из последних отборов турбины, датчики 25 и 26 давления воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3, датчик 27 уровня воды в канале 1 цирку.ляционной воды, датчики 28 и 29 мощности электродвигателей 7. и.8,устройство 30 накопления и усреднения информации .по времени, усредненные по времени значения па эаметров 31-47, измеренных датчиками 13-29 соответственно. Устройство 48 определения усредненного по измерениям 31 и 32 значения 49 температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор 6, устройство 50 определения усредненного по измерениям 33-35 значения 51 температуры пара в конденсаторе 6/ устройство 52 определения усредненного по измерениям параметров 36-41 значения 53 температуры циркуляционной воды на вйходе конденсатора 6., устройство 54 определения усредненного по измерениям параметров 43 и 44 значения 55 давления воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3/ устройство 56 определения усЕ едненного по измерениям параметров 46 и 47 значения 57 мощности электродвигателей 7 и 8, устройство 58 определения текущих параметров моделей конденсатора 6 и циркуляционной системы в исходном режиме: нагрева 59 циркуляционной воды в конденсаторё 6, температурного напора 60 в конденсаторе 6, расхода 61 пара в конденсатор 6, расхода 62 циркуляционной .воды через эквивален.тный насос, напора 63 эквивалентного- насоса, геодезической высоты 64 подъема вода, расхода 65 циркуляционной воды через конденсатор 6, устройству 66 определения текущего значения коэффициента 67 теп-. лопёредачи в конденсаторе б в .исходном режиме, устройство 68 определени текущего значения коэффициента 69 гидравлическогосопротивления сети эквивалентного насоса для исходного режима, устройство 70 определения давления 71 пара в конденсаторе 6, устройство 72 определения поправки

73к мощности турбины, устройство

74формирования модельного изменения расхода циркуляционной воды чере эквивалентный насос и модельных измененных значений расходов 75 и 76 циркуляционной воды через эквивалентный насос и в конденсатор 6, признак 77 модельного изменения расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос, сигнал 78 о скорости работы эк вивалентного насоса, устройство 79 определения измененного значения напора 80 эквивален1ного насоса, устройство 81 определения мощности

82 электродвигателя эквивалентного насоса, устройство 83 определения разности мощностей 84 турбины и эквивалентных насосов для измененного значения расхода 75 циркуляционной воды и предшествующего эначени)|, значения разности мощностей 85 и 86 турбины и электродвигателей эквиваг лентных насосов, предшествующие измененному значению расхода 75 циркуляционной воды, измененное и предшествующие значения расхода 87-89 циркуляционной воды через эквивалентный циркуляционный насос, устройство. 90 формирования сигнала 91 оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3 и признака 77 модельного изменения расхода 75 циркуляционной воды черезэквивалентный насос, устройство 92 определения оптимального значения расхода 93 циркуляционной воды через циркуляционные насосы 2 и 3, устройство 94 определения коэффициентов 95 и 96 гидравлического сопротивления сети циркуляционных насосов 2 и 3, устройство 97 определения оптимгшьных значений давления 98 и 99 циркуляционной воды нс1 выходе циркуляционных насосов 2 и 3, устройство 100 переключения скоростей работы циркуляционных насосов 2 и 3 и регулирующие устройства 101 и 102, управляющие механизмами 9 и 10 плавного разворота лопастей 4 и 5 циркуляционных насосов 2 и 3..

Из канала 1 циркуляционной воды циркуляционные насосы 2 и 3 с поворотными лопастями 4 и 5 подают циркуляционную воду в конденсатор 6. Привод циркуляционных насосов 2 и 3 осуществляется электродвигателями 7 и 8, плавный разворот лопастей 4 и 5 - механизмами 9 и 10.

Пар из цилиндра 11 среднего давления турбины поступает в цилиндцил

12 низкого давления и далее в конденсатор 6.

Сигналы от датчиков 13-29 поступают на устройство 30 накопления и усреднения информации по времени.

На выходе устройства 30 получают усредненные по времени значения параметров 31-47, соответствующие сигналам датчиков 13-29.

В устройствах 48, 50, 52, 54, 56

определяются усредненные по измерениям значения соответственно температуры 49 циркуляционной воды на входе в конденсатор 6, температуры 51 пара в конденсаторе 6, температуРы 53 циркуляционной воды на выходе из конденсатора 6, давления 55 циркуляционной воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3, мощности 57 электродвигателей 7 и 8 циркуляционных насосов 2 и 3.

В устройстве 58 по усредненным значениям температуры 49 и 53 циркуляционной веды на входе и выходе конденсатора 6, температуры 51 пара

в конденсаторе 6, давления 42 пара в одном из последних отборов турбины, давления 55 циркуляционной воды на выходе циркуляционных .насосов 2 и 3, мощности 57 циркуляционных насосов

2 и 3 и уровня 27 воды в канапе 1 определяются текущие параметры моделей для исходного режима работы конденсатора 6, циркуляционных насосов «2 и 3 и турбины: нагрев 59 циркуляционной воды в конденсаторе 6, температурный

напор 60 в конденсаторе 6 и расход 61 пара в конденсатор 6. Методом последовательных приближений определяют расход 62 циркуляционной воды через эквивалентный насос, у которого мощность электродвигателя, коэффициенты полезного действия насоса и двигателя и давление воды на. выходе равны соответствукнцим значениям усредненных параметров для циркуляционных насосов

2 и 3, напор 63 эквивалентного насоса, коэффициент полезного действия эквивалентного насоса определяют интерполяцией по двум переменным заданной зависимости. Определяют геодезическую высоту 64 подъема воды и расход 6.5 циркуляционной воды через конденсатор 6.

В устройстве 66 определяется текущее значение коэффициента. 67 теплопередачи в конденсаторе 6 для исходного режима, в устройстве 68 коэффициент 0. гидравлического сопротивления сети эквивалентного насоса для исходного режима в устройстве 70 при первом обращении к нему по усредненному значению температуры 51 пара в конденсаторе 6 - давление 71 пара в кондеисатрре 6, i устройстве 72 по давлению 71 пара в конденсаторе 6, расходу 61 пара в конденсатор 6 и универсальной характеристике турбины - поправка 73 к мощности турбины В устройстве 74 формируются значения модельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалент ный насос и модельных измененных рас ходов 75 и 76 циркуляционной воды через эквивалентной насос и в конден сатор 6. При первом обращении к устройстйу 74 значение модельного изменения расхода циркуляцйонноГ воды через эк вивалентный насос принимает заданное постоянное значение. При последующих обращениях величина указанного значе ния сохраняется, а знак определяется признаком 77 модельного изменения расхода 76 циркуляционной воды через эквивалентный насос. Через эквивалентный насос определяется модельное измененное значение расхода 75 циркуляционной воды. Проверяют, находится ли модельное измененное значение расхода 75 цирку ляционной воды через эквивалентный насос в допустимых пределах для первой или второй скорости работы эквивалентного насоса. При выходе за допустимые границы принимают значение расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, соответствующее граничному значению: при значений .указанного расхода 75 меньшем нижней границы до пустимой области работы эквивалентного насоса на первой или второй скорости.принимается.значение расхода циркуляционной воды для нижней границы соответственно для первой или второй скорости работы эквивалентного насоса, при значении указан ного расхода 75 большем верхней границы допустимой области работы цирку ляционного насоса на первой или второй скорости принимается значение расхода для верхней границы соответственно для первой илиВТОРОЙ скорости работы эквивалентного насоса. Если значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос превышает значение расхода для верхней границы допустимой области работы эквивалентного насоса на первой скорости на величину модельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, то зна чение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос принимается равным значению расхода для нижне границы допустимой области работы эквивалентного насоса на второй скорости, .Таким образом осуществляется переход с первой скорости работы цирку ляционного насоса на вторую. Аналоги но осуществляется, переход со второй скорости работы эквивалентного насоса на первую: если значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос меньше значения расхода для нижней границы допустимой области работы эквивалентного насоса на второй скорости на величину мо- дельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, то значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос принимается равным значению расхода для верхней границы допустимой области работы эквивалентного насоса на первой скорости. При переходе с одной скорости работы эквивалентного насоса на другую соответственно изменяется сигнал 78 о скорости работы указанного насоса. Определяют модельное измененное значение расхода 76 циркуляционной воды в конденсатор 6, В устройстве 79 определяется измененное, значение напора 80 эквивалентного циркуляционного насоса, в устройстве 81 - коэффициент полезного действия эквивалентного насоса и мощность 82, потребляемая его двигателем для измененных значений расхода 75 циркуляционной воды и напора 80, в устройстве 70 определяется нагрев циркуляционной воды в конденсаторе 6, соответствующий, измененному значению расхода 76 циркуляционной воды в конденсатор 6 и .температурный напор, а затем в устройстве 70 - измененное значение температуры пара в конденсаторе 6 и соответствующее ему давление 71 пара. Полученное значение давления 71 пара передается в устройство 72, в котором определяется измененное значение поправки 73 к мощности турбины, В устройстве 83 запоминается измененное значение мощности 82 электродвигателя эквивалентного насоса иinoправки 73 к мощности турбины и вычисляется разность мощностей 84 турбины и электродвигателей эквивалентных насосов для измененного и предшествующего значений расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос, В устройстве 83 запоминаются три последних; значения указанной разности мощностей 84-86 и три последних значения расхода 87-89 циркуляционной воды через эквивалентный насос, В устройстве 90 сравниваются текущее и предыдущее значения указанной мощности. Если знак текущего значения разности мощностей 84.положительный, то проверяется равенство расхода циркуляционноГ воды через эквивалентный насос значениям для нижней границы допустимой области работы эквивалентного насоса на первой скорости и для верхней границы на второй скорости. Если одно из этих равенств выполняется, формируются -такое значение признака 77 модельного изменения расхода циркуляционной водал через эквивалентный насос, которое означает прекращение изменения указанного расхода 75, и сигнал 91 оптимальной скорости работы циркуляционных насосов. Если ни одно из указанных равенств не выполняется, то признак 77 модельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный циркуляционный насос принимает значение, соответ ствующее дальнейшему изменению.указан ного расхода 75 в ту же сторону. Если знак разности мощностей при первом определении отрицательный,то указанный признак 77 принимает значение , соответствующее модельному изме нению расхода 75 циркуляционной воды на .прежнюю величину, но в противоположную сторону. Если знак разности мощностей изменяется с положительного на отрицатель ный, то формируются значение признака 77 изменения указанного расхода 75 циркуляционной воды, означающее прекращение модельного изменения расход 75 циркуляционной воды через эквивалентный наСос, и сигнал 91 оптимальной скорости работы циркуляционных насосов 2 и 3. Поиск оптимального значения расхо да 75 циркуляционной воды через экви валентный насос ведется циклически, при этом устройства 74, 79, 81, 70, 72, 83 и 90 работают последовательно и передают друг другу информацию до тех пор, пока поиск не окончится. По окончании поиска оптимального модельного значения расхода 75 циркуляционной воды в устройстве 90 формируется сигнал 91 оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3; в устройстве 92 из устройства 83 передаются три последних значения расхода 87-89 циркуляционной воды через эквивалентный насос и разности мощностей 84-86 турбины и электродвигателей эквивалентных насосов. Если в устройстве 90 произошла смена знака разности мощностей с положительного на отрицательный,то в устройстве 92 определяется оптимальное значение расхода 93 циркуляционной воды через циркуляционные насосы 2 и 3, которое соответствует максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствующими.значениями расхода 87-89 циркуляционной воды через экви валентный насос и разности мощностей 84-86 турбины и электродвигателей. В устройстве 94 для каждого цирку ляционного насоса 2 и 3 по измеренным в исходном режиме значениям мощности 46 и 47 электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3, давления 43 и 44 воды на их выходе, уровня воды в канале 1 и геодезической высоте 64 подъема воды определяются напор, коэффициенты полезного действия насосов 2 и 3, расход воды через циркуляционные насосы 2 и 3 и коэффициенты 95 и 96 гидравлического сопротивления сети циркуляционных насосов 2 и 3. В устройстве 97 по равным оптимальным значениям расхода 93-циркуляционной воды через циркуляционные насосы2 и 3 определяются оптимальные значения напора и давления 98 и 99 циркуляционной воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3. Далее осуществляют переключение скоростей рабо.ты циркуляционных насосов 2 и 3, если она не соответствует оп тимальной, и, воздействуя на механизмы 9, 10 плавного разворота лопастей 4 и 5 циркуляционных насосов 2 и 3, устанавливают на выходе каждого циркуляционного насоса 2 и 3 оптимальное значение давления 98 и 99 циркуляционной воды. Согласно предлагаемому способу в качестве давления пара 42 в одном из |ПОследних отборов турбины, измеряют, например, давление пара перед цилиндром 12 низкого давления турбины. Для переключения скорости работы циркуляционных насосов 2 и 3 на переключающее устройство 100 -подают сигнал 91 оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3 и .в зависимости от его значения с помощью переключающего устройства 100 включают одну из обмоток электродвигателей 7 и 8 циркуляционных насосов 2 и 3, а для поддержания оптимальных значений давления 98 и 99 воды на выходе каждого циркуляционного насоса 2 и 3 эти значения сравнивают с измеренными значениями датчиками 25 и 26 и по полученным рассогласованиям с помощью регулирующих устройств 101 и 102, уп эавляющих механизмами 9 и 10 плавного разворота попастеИ 4 и 5, изменяют их поло,жения. Эффективность предлагаемого способа определяется увеличением разности между мощностями турбины и электродвигателей циркуляционных насосов. Это разность увеличивается из-за повышения почти на порядок точности определения нагрева циркуляционной воды в конденсаторе, что обеспечивает достоверность получаемого оптимального значения расхода циркуляционной воды. Кроме того, увеличение указанной разности достигается путем учета индивидуальных характеристик их сетей, а также более точным определением значения оптимального расхода циркуляционной воды по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответструкмими значениями разности мощностей турбины и электродвигателей циркуляционных насосов. и расхода воды через эквивалентные насосы. Экономическая эффективность предлагаемого способа составляет около 30 тыс.руб. в год для энергоблока мощностью 1200 МВт. Применение способа целесообразно на энергоблоках, имеющих индивидуальные циркуляционные насосы с механизмами плав,ного разворота лопастей. Формула изоиретения 1. Способ управления конденсационной установкой энергоблока путем измерения температуры циркуляционной воды на входе и выходе конденсатора, температуры пара в конденсаторе,давления пара в отборе турбины, давления воды на выходе кг1ждого циркуляционного насоса, уровня -воды перед насосами и мощности их электродвигателей, усреднения значений измеренных параметров по времени и точкам измерений, определения по усредненным значениям текущих параметров моделей конденсатора турбины, эквивсшентных насосов и сети модельного изменения расходов циркуля ционной воды через эквивалентные насо сы и конденсатор и определения на ука занных моделях разности мощностей тур бины и электродвигателей эквивалентны насосов для измененного и предшествую щего значений расхода воды до дости-жения максимума указанной разности мощностей и формирования после этого сигнала оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов и оптимального значения расхода воды че рез эквивалентные насосы, переключени электродвигателей циркуляционных насосов в соответствии с сигналом оптимальной скорости и поддержания давления воды на выходе циркуляционных насосов изменением положения лопастей, отличающийся тем, что, с цеяью повышения экономичности, по усредненным значениям измеренных параметров и оптимальному значению расхода воды через эквивалентные насосы определяют для каждого циркуляционного насоса коэффициент гидравлического сопротивления сети и с его учетом оптимальное значение давления на выходе насоса, определяют сигналы рассогласования измеренных и найденных оптимальных значений давления и изменение положения лопастей каждого циркуляционного насоса ведут по сигналу рассогласования для этого насоса. 2. Способ ПОП.1, отличающ и и с я тем, что оптимальное значение расхода воды через эквивалентные насосы oпpeдeJJяют по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствую14ими значениями расхода воды через эквивалентные насосы и разности мощностей турбины и электродвигателей.. . , . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 459656, кл. F 28 В-11/00, 1973. 2.Борисова Е.В. и др. Задача оптимизации вакуума в конденсаторах энергоблоков с индивидуальным подводом охлаждающей воды.- Вопросы промышленной кибернетики , вып.56. М., Энергия, 1978, с.16-20.