Система регулирования питательного турбонасоса

 

изобретение позволяет попыси п надежность и обеспечить питание котла при исчезновег1ии рабочей автоматики . Система со.чержит турГпч .асос 1, питательную магистраль 2 котла 3, регулирующий орган 4 питания, регулятор 5 перепада давления с сильфонамп 6 и 7 и усилителем 8 cTpyiinoi-o

Ф Ъ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „, 1379568

А1 (;>!! ! - 1) 5/32

KF "ж и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ра

Сюи

48 бб

Я б1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 4122859/24-06 (22) 16,06.86 (46) 07.03.88. Бюл. !! 9 (72) В.M.Âîëêîâ, И.В.. !апшин, Т,И.Нечаева, Г.Я.Фальшпун и Е.Л.Шифрин (53) 621.187.139(088.8) (56) Система регулирования агрегата

КПТН-2. Техническое описание

349900 ТО, 1983, л. 40, рис. 1.3. (5 4) СИ(:ТЕМА PF: Г Л!!РОВАН!!Я !(! !ТАТ! .Л!>-!!О! О ТУРБОНАСОСА (577 Изс бретение позволяет понг к и i i. надеKHocTl> и обе печить питание кот:ii при исчезновении рабин>й води аато— матики. Система содержит турбинlcoc

1, питательную магистраль котла 3, рагу.пирующий орган 4 питания, регулятор 5 перепада давления с сильфонами 6 и 7 и усилителем 8 струйного

1379568 гулятором 5 и сервомотором 15, При работе турбонасоса 1 с частотой вращения, не превышающей частоту вращения максимального режима работы, а также при наличии воды автоматики ни один элемент системы кроме регулятора 5 не оказывает влияния на регулирование турбонасоса. При частоте вращения турбонасоса, превышающей частоту вращения максимального режима, срабатывает так называемая система ограничения, которая не останавливает турбонасос, а обеспечивает его работу в режиме автоколебаний ° При исчез-, новении воды автоматики давление в полостях 70 и 71 блоков 40 и 41 падает практически до нуля. Под действием пружин клапаны на мембранных узлах этих блоков перекрывают каналы 73 и 78, образуя тупик под поршнем 23 сервомотора 22 и над поршнем сервомотора 15. Положение клапанов 20 и 16 остается таким, каким оно было до исчезновения воды.

Турбонасос сохраняет режим, обеспечивая питание котла. 1 ил, типа, сервомотор 15, регулирующий клапан 16, устр-во обратной связи, состоящее из лекала 17 и пружины 18, стопорный клапан 20, турбопровод 21, сервомотор 22, реле-усилитель 25, содержащий измерительные сильфоны

26 и 27, гидродинамический датчик 30 частоты вращения, блоки 38 и 39 защиты и блоки 40. 41 консервативности.

Блоки 38 и 39 содержат мембраны 42, 43, 44, 45, размещенные в корпусах

46, 47, Мембраны имеют жесткие центры 48, 49, 50, 51, связанные между собой штоками 52, 53. На мембранах

42, 43 закреплены клапаны 54, 55.

Полости 56, 57 трубопроводом подключены к приемному соплу 34 реле-усилителя, а полости 59, 60 — к соплу

33. Полость 62 блока 38 защиты подключена к сливу рабочей воды, а полость 63 — к подводу, канал 64 — к нижней полости сервомотора 15. Канал

66 блока 39 подключен трубопроводом к блоку 41. Блоки 40 и 41 подключены к рабочей воде автоматики. Блок 40 полклн>чен к пусковому устр-ву 75 и сервомотору 22, Блок 41 связан с реИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации питательных турбонасосов паровых котлов и парогенераторов.

Цель изобретения — повышение надежности и обеспечение питания котла при исчезновении рабочей воды автоматики.

На чертеже приведена схема системы регулирования.

Питательный турбонасос 1 подсоединен к питательной магистрали 2 котла 3 с регулирующим органом 4 питания. Регулятор 5 перепада давления имеет измерительные сильфоны 6 и 7 и усилитель 8 струйного типа, содержащий расположенную между напорными соплами 9 и 10 и приемными соплами

11 и 12 отражательную заслонку 13, закрепленную на суммирующем рычаге

14. Усилитель управляет работой сервомотора 15, перемещающего регули5

20 рующий клапан 16. На рычаг 14 воздействует устройство обратной связи, состоящее из лекала 17 и пружины 18.

Настройка необходимого перепада осуществляется изменением величины поджатия пружины 19. Свежий пар под- водится к стопорному клапану 20 и далее по трубопроводу 21 к регулирующему клапану 16 ° Стопорный клапан

20 соединен с сервомотором 22, содержащим поршень 23. опирающийся на пружину 24. Реле-усилитель 25 содержит измерительные сильфоны 26 и 27, подключенные трубопроводами 28 и 29 к гидродинамическому датчику 30 (импеллеру) частоты вращения. Реле-усилитель 25 имеет напорные сопла 31 и

32, приемные сопла 33 и 34 и отражательную заслонку 35. закрепленную на рычаге 36. С помощью пружины 37 осуществляется настройка реле-усилителя.

1379568

В систему входят также блоки 38 и

39 защиты и блоки 40 и 41 консервативности. Блоки 38 и 39 защиты содержат мембраны 42-45, размещенные в корпусах 46 и 47. Мембраны имеют жесткие центры 48-51, связанные между собой штоками 52 и 53. На мембранах 42 и 43 закреплены клапаны 54 и 55. Полости 56 и 57 трубопроводом

58 подключены к соплу 34. Полости

59 и 60 трубопроводом 61 подключены к соплу 33. Полость 62 блока 38 защиты подключена к сливу рабочей воды, а полость 63 блока 39 защиты — к под-15 воду. Канал 64 блока 38 защиты подключен трубопроводом 65 к нижней полости сервомотора 15, а канал 66 блока 39 защиты подключен трубопроводом 67 к клапану 41 консервативнос- 2р ти.

Мембраны 44 и 45 опираются на пружины 68 и 69. Блоки 40 и 41 консервативности своими полостями 70 и

71 трубопроводом 72 подключены к ра- 25 бочей воде автоматики. Канал 73 блока 40 консервативности подключен трубопроводом 74 к пусковому устройству 75. Полость 76 блока 40 консервативности трубопроводом 77 подклю- 3р чена к сервомотору 22. Канал 78 блока 41 консервативности трубопроводом

79 связан с соплом 11 регулятора 5 перепада, а полость 80 трубопроводом

81 связана с верхней полостью сервомотора 15. По трубопроводу 82 пар подводится к турбонасосу. Импульсы к регулятору 5 перепада давления подводятся по трубопроводам 83 и 84.

Работа системы осуществляется следующим образом.

При работе турбонасоса 1 с частотой вращения, не превышающей частоту вращения максимального режима работы, а также при наличии рабочей во- 45 ды автоматики клапаны 54 и 55 блоков

38 и 39 защиты перекрывают каналы 64 и 66. каналы 73 и 78 блоков 40 и 41 консервативности открыты. Вследствие этого рабочая вода от пускового устройства 75 по трубопроводу 74 посту50 пает к блоку 40 консервативности и далее по каналу 73 через полость

76 по трубопроводу 77 — под поршень

23 сервомотора 22 стопорного клапана

20. Стопорный клапан 20 находится в открытом положении, обеспечивая подвод пара по трубопроводу 21 к клапану 16. Через открытый канал 78 блока

41 консервативности по трубопроводам

79 и 8 1 осуществляется связь сопла

11 регулятора 5 перепада давления с сервомотором 15, Таким образом, ни один элемент системы, кроме регулятора 5 перепада давления, не оказывает влияния на регулирование турбонасоса.

Регулятор 5 перепада давления, получая сигналы по трубопроводам 83 и

В4, обеспечивает постоянство перепада на регулирующем органе 4. При увеличении перепада давления от значения, соответствующего настройке пружины 19, происходит поворот рычага

14 против часовой стрелки, заслонка

13 сдвигается вправо и давление в сопле 11 подводимое по трубопроводу

79„ каналу 78, через полость 80 и далее по трубопроводу 8 1 в верхнюю полость сервомотора 15, будет превышать давление в сопле 12, подводимое в нижнюю полость сервомотора 15. В результате поршень сервомотора 15 будет двигаться вниз уменьшая подачу пара к турбонасосу 1 до тех пор, пока перепад давления на регулирующем органе не примет заданного (с учетом введенного статизма) значения, Лекало 17 и пружина 18 обеспечивают статизм системе регулирования, Это необходимо в случае использования турбонасосов в параллельной работе.

При уменьшении перепада давления на регулирующем органе 4 рычаг 14 регулятора 5 будет поворачиваться по часовой стрелке, в результате поршень сорвомотора 15 начнет движение вверх, увеличивая подвод пара к турбонасосу.

При частоте вращения турбонасоса, превышающей частоту вращения максимального режима, что может быть вследствие, например, недопустимого снижения давления на входе в насос, срабатывает так называемая система ограничения, которая не останавливает турбонасос 1, а обеспечивает его работу в режиме автоколебаний. В состав системы ограничения входят релеусилитель 25, гидродинамический датчик 30 частоты вращения и блоки 38 и

39 защиты. В отличие от регулятора предельной частоты вращения, которым оснащены практически все турбомашины, система ограничения, несмотря на колебательный процесс работы турбонасоса, обеспечивает питание котла в течение небольшого времени, необходи1379568 мого для устранения причин разгона турбонасоса.

Система ограничения работает следующим образом.

При разгоне турбонасоса 1 напор от датчика 30 (импеллера) возрастает, что фиксируется реле-усилителем 25, измеряющим напор с помощью сильфонов

26 и 27. Когда напор превысит величи-10 ну, установленную пружиной 37, рычаг

36 повернется против часовой стрелки, давление в сопле 33 и в полостях 59 и 60 блоков 38 и 39 защиты уменьшит» ся. Жестко связанные мембраны 42-45 откинутся вверх, сообщая каналы 64 и

66 соответственно с полостями 62 и

63. Рабочая вода, подводимая в полость 63 блока 39 защиты, по каналу

66, трубопроводу 67, каналу 78 и 20 полости 80 блока 41 консервативности и трубопроводу 81 будет подведена в ! полость над поршнем сервомотора 15.

Полость под поршнем сервомотора 15 соединится со сливом по тракту: тру- 25 бопровод 65, канал 64 и полость 62 блока 38 защиты — слив.

Так как тракты подвода воды в верхнюю полость сервомотора 15 и слива из нижней его полости выполнены большего сечения, чем сопла усилителя 8 регулятора 5 перепада давления, то, несмотря на регулирующее воздействие регулятора 5 перепада, поршень сервомотора 15 резко пойдет вниз, 35 уменьшая подвод пара к турбонасосу

1, а следовательно, и частоту вращения. При снижении частоты вращения рычаг реле-усилителя 25 займет положение, при котором давление в сопле 40

34 и полостях 56 и 57 будет выше давления в сопле 33 и полостях 59 и 60.

Клапаны 54 и 55 закроют каналы 64 и

66. Блоки 38 и 39 защиты будут отключены от регулятора 5 перепада давле- 45 ния и последний, учитывая, что при низкой частоте вращения перепад на регулирующем органе 4 уменьшился от величины, заданной настройкой пружины 19, будет подавать команду на сервомотор 15 для увеличения подачи

50 пара. Турбонасос 1 будет раз гоняться, и если не исчезнет причина, вызвавшая разгон свыше частоты вращения максимального режима, то вновь вступит в работу система ограничения.

При исчезновении рабочей воды автоматики давление в полостях 70 и 71 блоков 40 и 41 консервативности упадет практически до нуля. Под действием пружин клапаны на мембранных узлах блоков консервативности перекроют соответственно каналы 73 и 78, образуя тупик под поршнем 23 сервомотора 22 и над поршнем сервомотора

15. Положение стопорного клапана 20 и регулирующего клапана 16 останется таким, каким оно было до исчезновения воды. Турбонасос 1 сохранит режим работы и питание котла 3 будет обеспечено. Регулятор 5 перепада давления уже не сможет оказывать регулирующее воздействие. При появлении рабочей воды клапаны консервативнос» ти займут исходное нормальное положение и регулятор 5 перепада давления автоматически включится в работу.

Учитывая, что исчезновение рабочей воды может происходить лишь на короткий период времени, кратковременное выключение из работы регулятора 5 перепада давления допустимо.

Подключение блока 41 консервативности к верхней полости сервомотора 15 объясняется тем, что поршень сервомотора 15 испытывает усилие снизу вверх от регулирующего клапана 16 вследствие воздействия давления пара на шток клапана °

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Система регулирования питательного турбонасоса котла с регулирующим органом питания, содержащая регулятор перепада давления с двумя измерительными сильфонами, подключенными к питательной магистрали до и после регулирующего органа, гидравлический усилитель с заслонкой, размещенной между напорными и приемными соплами, и регулирующим клапаном с поршневым сервомотором, подключенным верхней и нижней полостями к соответствующим приемным соплам регулятора перепада давления, пусковое устройство, связанное своим входом с линией подвода рабочей воды, стопорный клапан с поршневым сервомотором, гидродинамический датчик частоты вращения, два блока защиты с первым и вторым входами, выполненные в виде двух мембран с жестким центром, причем мембраны жестко связаны между собой и на одной из них закреплен клапан, реле-усилитель с двумя измерительными сильфонами, подключенными к гидродинамическо1379568

Составитель М.Лаэутов

Техред Л.Сердюкова Корректор M.демчик

Редактор А.Шандор

Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Заказ 966/39

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 му датчику частоты вращения, и гидравлическим усилителем с заслонкой, размещенной между напорными и приемными соплами, причем блоки защиты подключены своими первыми входами к первому приемному соплу реле-усилителя, отличающаяся тем, что, с целью повьппения надежности и обеспечения питания котла при исчезновении рабочей воды, в систему дополнительно введены два блока консервативности, выполненные в виде двух подпружиненных мембран с жестким центром, закрепленных в корпусе и жестко связанных между собой, имеющих одинаковые размеры, и клапан, закрепленный на мембране, обратной стороной опирающейся на пружину, причем полость блоков консервативности, д образованная мембраной беэ клапана и корпусом, подключена к линии подачи рабочей воды, полость сервомотора регулирующего клапана связана с приемным соплом регулятора перепада давления через полость, образованную обеими мембранами и корпусом первого блока консервативности, пусковое устройство связано с сервомотором стопориого клапана через полость, образованную обеими мембранами и корпусом второго блока консервативности, а в блоках защиты мембраны выполнены с одинаковыми размерами и подпружинены со стороны второго входа, клапан закреплен на мебране, расположенной со стороны первого входа, причем блоки защиты своими вторыми входами подключены к второму приемному соплу реле — усилителя.