Способ регулирования турбины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

224 А (19) (11) (51)4 Г 01 Р 1720

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3788046/24-06 (22) 06.09.84 (46) 23.02.86. Бюл. N 7 (72) В. А. Мирный, Ю. В. Никитин и В. А. Клочко (53) 621.165-546 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 928040, кл. F 01 D 17/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1170177, кл. F 01 D 17/20, 1983. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУР—

БИНЫ путем подачи максимального сигнала . на золотник сервомотора регулирующих клапанов при отключении генератора от сети, последующего снятия этого сигнала и перехода на стабилизацию частоты вращения ротора на номинальном уровне по пропорционально-интегральному закону с формированием начального значения интегральнои составляющей и закрытия (открытия) отсечных клапанов при положении золотника сервомотора регулирующих клапанов ниже (выше} порогового значения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности турбины путем сокращения длительности стабилизации частоты вращения, переход на стабилизацию осуществляют по достижении частотой вращения номинального уровня после ее первого максимума, а формирование начального значения интегральной составляющей осуществляют при каждом достижении этого уровня сверху, причем при первом достижении начальное значение формируют из условия непревышения вторым максимумом частоты врагцения порогового уровня, а при последующих это значение формируют равным нулю.

1213224

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления паровыми турбинами.

Цель изобретения — повышение надежности турбины путем сокрашения длительности стабилизации частоты вращения.

На фиг. 1 представлена система для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 графики переходных процессов стабилизации частоты вращения ротора.

Система для реализации способа (фиг. I) содержит электрогидравлический преобразователь .1, выход которого подключен к входу золотника 2 сервомотора 3 регулирующих клапанов 4 турбины 5, генератор 6, связанный с сетью 7, а также режимный регулятор 8, связанный» через первый 9 и второй 10 переключатели с входом электрогидравлического преобразователя 1. Система содержит также датчик 11 отключения генератора 6 от сети 7, датчик 12 частоты вращения ротора турбины 5 и блок 13 максимального сигнала, связанный через первый 9 и второй 10 переключатели с входом электрогидравлического преобразователя 1, причем датчик 11 подключен к управляющему входу первого переключателя 9. Кроме того, выход золотника 2 через пороговый элемент

14 связан с сервомотором 15 отсечных клапанов 16, расположенных за сепаратором-пароперегревателем 17 турбины 5. Система содержит пропорционально-интегральный регулятор 18, вход которого связан с датчиком 12 частоты вращения ротора, а выход через второй переключатель 10 связан с входом электрогидравлического преобразователя 1, Регулятор 18 содержит блок 19 формирования пропорциональной составляющей, и блок 20 формирования интегральной составляющей закона регулирования и сумматор 21, выход которого является выходом регулятора 18, а входы подключены к выходам блоков 19 и 20 формирования составляющих закона регулирования. В систему введены также задатчик 22, формирующий начальное значение интегральной составляющей, пороговый элемент 23, формирующий на выходе управляющий сигнал, если входной сигнал не превышает пороговую величину, пороговый элемент

24, формирующий на выходе управляющий сигнал, если входной сигнал превышает пороговую величину, счетчик 25 импульсов, формирующий на выходе управляющий сигнал, пропорциональный числу поступивших на вход управляющих импульсов, элемент 26 задержки входного управляющего сигнала на заданный интервал времени и выключатель 27, пропускающий на выход входной сигнал после поступления сигнала на управляющий вход. Выход

45 с;0

55 датчика 11 отключения генератора подключен непосредственно к управляющему входу счетчика 25 импульсов и через. элемент

26 задержки — к управляющему входу выключателя 27, вход которого подключен к датчику 12 частоты, а выход — к входам блока формирования пропорциональной составляющей и порогового элемента 23 и к первому входу блока 20 формирования интегральной составляющей. Выход порогового элемента 23 подключен к управляющим входам второго переключателя 10 и блока 20 формирования интегральной составляющей и к входу счетчика 25 импульсов. Второй вход блока 20 формирования интегральной составляющей подключен к задатчику 22, а третий вход подключен через пороговый элемент 24 к выходу счетчика 25 импульсов.

Способ осуществляется следующим образом.

До отключения генератора 6 от сети 7 к электрогидравлическому преобразователю 1 подключен через первый 9 и второй 10 переключатели режимный регулятор 8, обеспечивающий регулирование состояния турбины 5 в соответствии с текущим режимом ее работы.

При отключении генератора датчик 11, воздействуя на первый переключатель 9, отключает режимный регулятор 8 и подключает блок 13 максимального сигнала к электрогидравлическому преобразователю 1, а также, воздействуя на управляющий вход счетчика

25 импульсов, сбрасывает показания счетчика на ноль. Одновременно от датчика 11 сигнал поступает на элемент 26 задержки, где задерживается на заданный интервал времени, например 1,5 с, достаточный для того, чтобы после отключения генератора от сети частота достигла величины, превышающей номинальный уровень, а затем поступает на управляющий вход выключателя 27, подключая датчик 12 частоты к пропорционально-интегральному регулятору 18 и пороговому элементу 23. Когда после первого (максимума) частота вращения ротора достигнет первый раз номинального уровня, пороговый элемент 23 сформирует передний фронт управляющего импульса, заднии фронт которого формируется при превышении номинального уровня частотой после ее нахождения в области, лежащей ниже номи-. нального уровня.

Передний фронт управляющего импульса порогового элемента 23, воздействуя на второй переключатель 10, отключает сигнал первого переключателя 9 (т.е. откпючает блок

13 максимального сигнала) и подключает выход пропорционально-интегрального регулятора 18 к электрогидравлическому преобра12132

30 эователю 1, а также, воздействуя на управляющий вход блока 20 интегральной составляющей, включает блок 20 и, следовательно, пропорционально-интегральный регулятор 18 в работу. При этом начальное значение интегральной составляющей закона регулирования равно заданному задатчиком 22, на котором предварительно задают значение выходного сигнала, выбрав его по условию непревышения при втором максимуме порогового уровня частоты, например, с помощью математического моделирования переходного процесса стабилизации частоты на номинальном уровне с помощью пропорционально-интегрального регулятора. 15

Кроме того, передний фронт управляющего импульса порогового элемента 23 фиксирует счетчик 25. Пороговое значение порогового элемента 24 задают соответствующее двум управляющим импульсам, поэтому после первого управляющего импульса пороговый элемент 24 не формирует на третий вход блока 20 интегральной составляющей сигнал на обнуление начального значения.

Когда под воздействием регулятора 18 золотник 2 сервомотора 3 регулирующих клапанов 4 достигает положения выше порогового значения порогового элемента 14, отсечные клапаны 16 открываются и выходящий из сепаратора-пароперегревателя 17 пар вызывает второй заброс частоты. Однако, максимальная величина частоты при втором забросе не превышает заданного порогового уровня, например 104% номинальной частоты, так как на блоке 20 регулятора 18 уже сформировано соответствующее значение интегральной составляющей закона регулирования. После достижения золотником 2 сервомотора регулирующих клапанов положения ниже порогового значения порогового элемента 14 отсечные клапаны 40

16 закрываются и частота снижается под воздействием тормозящего момента на роторе.

Когда частота достигнет номинального уров4S ня сверху, пороговый элемент 23 сформирует передний фронт очередного управляющего импульса, счетчик 25 зафиксирует этот импульс, а пороговый элемент 24 подаст на блок 20 сигнал на обнуление начального значения интегральной составляющей закона.

В результате после незначительного снижения частота вращения ротора снова возрастет, так как отсечные клапаны откроются.

Однако оставшийся к этому времени пар перед отсечными клапанами уже не может привести к эначительному забросу и отсечные клапаны больше не закрываются. При каждом последующем достижении номиналь24 4 ного уровня частотой сверху начальное значение интегральной составляющей закона будет формироваться равным нулю, что минимизирует отклонение частоты ниже номинального уровня.

На фиг. 2 представлены полученные для математической модели турбины графики переходного процесса стабилизации частоты вращения ротора с помощью пропорциональноинтегрального регулятора. Кривая А соответствует известному способу, когда пропорционально-интегральный регулятор включают в работу при достижении первого максимума частоты вращения. Кривая Б соответствует случаю, когда переходят на стабилизацию по пропорционально-интегральному закону при первом достижении номинального уровня частоты после первого максимума. Кривая

В получена, когда дополнительно к предыдущему при первом достижении номинального уровня сверху формируют начальную величину интегральной составляющей закона (",5 единицы неравномерности).

Кривая Г соответствует предложенному способу регулирования турбины, когда дополнительно при достижении номинального уровня частоты сверху в последующем формируют начальное значение интегральной составляющей закона, равным нулю, и иллюстрируют сокращение длительности стабилизации частоты на номинальном уровне по сравнению с известным способом (на 30 с или на 30%).

При этом минимизировано отклонение частоты ниже номинального уровня, а при вторичных максимумах частота не превышает порогового уровня частоты, составляющего

104% номинальной частоты и выбранного по критерию надежности (долговечности) функционирования турбины при повышенной частоте. Отсечные клапаны после перехода иа регулирование по пропорционально-интегральному закону переключаются лишь один раз, что отвечает требованию минимизации числа переключений отсечных клапанов с целью повышения надежности турбоагрегатов.

Предлагаемый способ оптимизирует процесс стабилизации частоты, так как позволяет усилить влияние интегральной составляющей закона регулирования и исключить вредное влияние накапливания величины интегральной составляющей при естественном торможении ротора турбины, приводящее к ненужному снижению частоты ниже номинального уровня. Кроме того, изменяя (увеличивая) начальное значение интегральной составляющей после первого максимума, можно изменить (уменьшить) второй максимум частоты за счет изменения (увеличения) третьего максимума, т.е. перераспределить

1 13224

Ф в дренм, с

Фиа. g

Составитель А, Калашников

Техред А. Бабинеи Корректор Е. Рошко

Редактор А. Козориэ

Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Заказ 765/45

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 энергию оставшегося в турбине после первоI о закрытия отсечных клапанов рабочего пара между последующилти максимумами так, что уровень зтих максимумов снизится.