Способ управления подключением и прогревом подогревателя высокого давления паротурбинной установки

 

Изобретение относится к теплознергетике и может быть использовано при прогреве подогревателей высокого давления (ПВД). Для повышения экономичности работы паротурбинной установки путем оптимизации условий прогрева и сокращения вре- ^ени подключения ПВД регулируют повышение давления в ПВД, меняя скорость повышения заданного значения регулятору, который воздействует на клапан на подводе пара, во времени и формируя ее как кусочно-линейную функцию текущего заданного значения из условия поддержания постоянной скорости повышения температуры насыщения пара в ПВД. При подключении ПВД после кратковременного отключения, когда, температура металла ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно для сокращения времени процесса быстрое повышение заданного значения давления с максимальной предельной скоростью до начального уровня заданного значения давления, определяемого начальной температурой металла по кривой насыщения - нелинейной зависимости давления от температуры насыщения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.>&^ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 01 К 7/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4

Р (21) 4745613/06 (22) 05.10.89 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) А.LU,Ëåéçåðîâè÷ и Э.Э.Микушевич (53) 621.186.67 (088.8) (56) Капелович Б.Э. Эксплуатация паротурбинных установок.— М.: Энергоатомиздат, 1985, с, 282.

Бутенко В.П. и др, Автоматизация управления ПВД паровых турбин, работаю-. щих в переменным режимах.— Энергетик, 1979, М 8, с. 21-22; (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДКЛЮЧЕ- ;

НИЕМ И ПРОГРЕВОМ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при прогреве подогревателей высокого давления (ПВД). Для повышения экономичности рабоИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении,паротурби)1ным оборудованием тепловых электростанций в процессе пуска на.этапе подключения по пару регенеративных подогревателей высокого давления, когда турбина работает, под нагрузкой. .

Цель изобретения — повышение эконо-мичности путем улучшения условий прогрева и сокращения времени подключения подогревателя.

На фиг.1 приведена принципиальная схема технологических связей подогреватеты паротурбинной установки путем оптимизации условий прогрева и сокращения времени подключения ПВД регулируют повышение давления в ПВД, меняя скорость повышения заданного значения регулятору, который воздействует на клапан на подводе пара, во времени и формируя ее как кусочно-линейную функцию текущего заданного значения из условия поддержания постоянной скорости повышения температуры насыщения пара в ПВД. При подключении ПВД после кратковременного откл ючен ия, когда, температура металла

ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно для сокращения времени процесса быстрое повышение заданного значения давления с максимальной предельной скоростью до начального уровня заданного значения давления, определяемого начальной температурой металла по С кривой насыщения — нелинейной зависимости давления от температуры насыщения. 1 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ля высокого давления и устройства управления им; на фиг.2-зависимость температуры насыщения от давления пара; на фиг.3— зависимости производной температуры насыщения по давлению и скорости повышения давления пара от текущего давления; на фиг.4 — схема устройства управления.

Регенеративный подогреватель 1 высокого давления (ПВД) подключен (фиг.1) к линии 2 питательной воды и паропроводу 3 отбора греющего пара от турбины 4. На проводе 3 установлены обратный клапан 5 и запорная задвижка 6. Для отвода конденса1710788 та греющего пара предусмотрен трубопровод 7 с установленным на йем регулирующим клапаном 8 для поддержания уровня в

ПВД 1, На подводе пара к ПВД выполнен байпас 9 запорной задвижки 6 с установленными на нем задвижкой 10 и регулирую- щим клапаном 11, К регулирующему клапану 11 подключен автоматический регулятор 12, поддерживающий давление за собой, измеряемое датчиком 13, в соответствии с заданным значением,, формируемым эадатчиком 14. Для реализации предлагаемого способа задатчик 14 охватывается контуром обратной связи- или же к его входу подключается сигнал (показан пун кти ром) от датчика 13. К входу задатчика

14 может быть дополнительно подключен датчик 15 температуры ПВД 1, например температуры его корпуса.

Для оптимизации прогрева ПВД требуется, чтобы скорость ts повышения температуры тз насыщения при повышении давления P в ПВД so все время его прогрева поддерживалась постоянной:

ts(p) = сопзс.

Это условие можно представить в виде

ts(p) = — Р(р) = const, (1)

° а4 откуда может быть сформирована искомая зависимость скорости повышения давления в ПВД при его подключении. Текущее значение давления Р, поддерживаемое регулятором 12, может быть принято равным заданному значению давления Рзд в предположении, что регулятор близок к идеальному.

На фиг.3 построены зависимости

- — (P ) по известной зависимости ts(p), псам р казанной на фиг.2, и (пунктиром) зависимость Рзд(р) скорости Рзд изменения заданного значения Рзд давления от текущего давления Р, обеспечивающая выполнение условия (1). Эта зависимость в общем случае с высокой степенью точности может быть аппроксимирована кусочно-линейной функцией. Для ее построения методом конечных приращений определяют производные, принимаемые постоянными на

dts о р выбранных диапазонах изменения давления. Далее задаваемую по условиям термопрочности ПВД допустимую скорость прогрева ПВД, т.е. скорость ts повышения температуры насыщения ts, делят на полученные значения производной для соответствующих значений давления и полученные значения представляют в виде искомой кусочно-линейной функции. В частном слу5 чае, для представляющего наибольший практический интерес диапазона изменений давления от 0,1 до 8 МПа эта зависимость с погрешностью в пределах 10-12 $ может быть представлена как линейная, что

10 существенно облегчает реализацию способа средствами автоматического регулирования.

При подключении ПВД после кратковременного отключения, когда температура

15 металла ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно и желательно для сокращения времени процесса быстрое, практически скачкообразное повышение заданного значения давления с максималь20 ной предельно допустимой скоростью до начального уровня давления Рзднз", определяемого начальной температурой металла по кривой насыщения нелинейной зависимости давления от температуры насыщения

25 P(ts) с последующим повышением давления по исходной линейной зависимости Рзд(р).

Соответствующие зависимости показаны на фиг,2 и 3 штрихпунктирными линиями.

Автоматический регулятор 12 (фиг.1)

30 поддерживает давление P за собой, измеряемое датчиком 13, воздействуя на клапан

11. При этом заданное значение Рзд давления, поступающее на вход регулятора 12, вместе с сигналом обратной связи по факти35 ческому давлению Р, формируется в эадатчике 14, содержащем в своем составе интегратор, а скорость повышения заданно го значения, т.е. величина на входе интегратора, в свою очередь, задается Рзд(р)=

40 "=Рзд(р)зд, где величина заданного значения

Рзд берется с выхода задатчика 14 или, как показано пунктиром на фиг.1, может быть заменена сигналом от датчика 13 давления. В частном случае может быть принято Рзд(р)=

45 = а+ Ьр, где а и Ь вЂ” постоянные, реализуемые заданием соответствующих коэффициентов усиления входов интегратора. При наличии измерения датчиком 15 температуры и подключении "горячего" ПВД в задатчике 14

50 может дополнительно быть реализовано условие

Рзд Рзд ",причем нелинейная зависимость Рзднз"(с) реализуется преобразователем в составе задатчика 14. Открытие

55 клапана 11 до установления давления Р =

=Рзд" " осуществляется с предельной для данного регулятора скоростью (включением режима постоянной скорости исполнительного механизма), 1710788

10

20

45

55

Структурная схема (фиг.4) содержит регулятор 12, подключенный через нормально замкнутый контакт ключа 16 дистанционного управления к приводу регулирующего клапана 11 на подводе греющего пара в ПВД, датчика 13 давления пара, подключенный к входу регулятора 12 вместе с выходом задатчика 14. В состав задатчика 14 входят блок 17 выделения максимума, выход которого подключен к входу регулятора 12, а входы — к блоку 18 нелинейного преобразователя сигнала от датчика 15 темпера гуры металла ПВД к интегратору 19, регулирующий прибор 20, входы которого подключены к интегратору 19 и датчику 13, а выход через нормально разомкнутые контакты автоматического переключателя 21 подключен к входу интегратора 19, сумматор 22, входы которого соединены с выходами интегратора 19 и задатчика 23 начальной скорости изменения давления в ПВД, а выход через блок 24 нелинейности и нормально замкнутые контакты автоматического переключателя 25 соединен с вторым входом интегратора 19, релейный элемент 26 с зоной возврата, выход которого подключен к управляющим входам автоматических переключателей 21 и 25(эти связи показаны пунктиром), а входы соединены с интегратором

19, блоком 18 нелинейного преобразователя и через нормально разомкнутый контакт ключа 16 дистанционного управления с внешним по отношению к задатчику 14 задатчиком 27 с неизменным сигналом на выходе.

Схема, показанная на фиг.4, является лишь одной из возможных для реализации предлагаемого способа. Выбор конкретной конфигурации схемы во многом обуславливается используемой аппаратурой. В схеме (фиг.4) кусочно-линейная зависимость Рзд(р) скорости Рзд повышения заданного значения давления от его текущего значения, показанная пунктиром на фиг.3; реализуется в контуре обратной связи интегратора 19, а показанная на фиг.2 зависимость реализуется блоком 18.

Способ осуществляют следующим образом.

В исходном состоянии турбина 4 работает под нагрузкой, ПВД 1 отключен по пару — задвижки 6, 10 и клапан 11 на паропроводах 3 и 9 закрыты, автоматический регулятор 12 отключен ключом 16 дистанционного управления от привода клапана 11, ПВД 1 к началу его подключения bio пару включается в линию 2 питательной воды обычным путем. При подключении ПВД по пару оператором или автоматизированной системой (устройством) управления открывается задвижка 10 на байпасе 9 основной паровой задвижки, а регулятор 12 подключается ключом 16 дистанционного управления к приводу регулирующего-клапана 11. При использовании для реализации предлагаемого способа схемы, приведенной на фиг.4, до этого момента сигнал на выходе интегратора 19 отслеживал сигнал датчика 13 давления пара в ПВД с помощью регулирующего прибора 20, так как сигнал от задатчика 27 подавался через контакт ключа 16 (при дистанционном управлении) на вход релейного элемента 26, что гарантировало наличие управляющего сигнала на выходе релейного элемента 26 и приводило переключатели 21 и 25 в положение, противоположное. показанному на фиг.4. При несовпадении сигнала с выходов датчика 13 и интегратора 19 срабатывает регулирующий прибор 20 и через контакт переключателя 21 воздействует на вход интегратора 19 до тех пор, пока существует разность сигналов от датчика 13 и интегратора 19. Контакты переключателя

25 при дистанционном управлении разомкнуты. На вход регулятора 12 через блок 17 выделения максимума поступает большее из двух заданий: от интегратора 19 или нелинейно преобразованного блоком 18 сигнала от датчика. 15 температуры металла

П ВД.

Таким образом, регулятору 12 при неостывшем ПВД устанавливается начальное задание, соответствующее температуре металла ПВД, измеренной датчиком 15. После включения регулятора 12 в работу ключом

16 этот регулятор, воздействуя на клапан 11, поднимает давление в ПВД до значения, соответствующего сигналу на выходе блока

17 выделения максимума,, т.е. на выходе блока 18. При этом благодаря наличию сигнала на выходе релейного элемента 26 интегратор 19 через регулирующий прибор 20 и переключатель 21 отслеживает давление в

П ВД, измеряемое датчиком 13. При вы равнивании сигналов на выходах интегратора

19 и блока 18 сигнал на выходе релейного элемента 26 исчезает, переключатели 21 и

25 переходят в положение, показанное на фиг.4, отслеживание интегратором 19 давления в ПВД прекращается и второй вход интегратора 19 замыкается контуром положительной обратной связи через сумматор

22, блок 24 и переключатель 25, При этом интегрируемый сигнал, соответствующий скорости Рзд изменения заданного значения давления, формируется как кусочно-линейная функция текущего заданного значения Рзд в соответствии с зависимостью, показанной на фиг.3. При "холодном"

ПВД или отсутствии измерения температу1710788 ры металла ПВД повышение заданного значения давления со скоростью Рзд(Рзд) осуществляется с самого начала подключения регулятора 12 к клапану 11. При повышении заданного значения или давления пара до номинального значения или полном открытии клапана 11 регулятор 12 отключается ключом 16, оператор или автоматизырованное устройство открывает задвижку 6 на основной линии подвода пара в ПВД, после чего задвижка 10 и клапан 11 закрываются — подключение ПВД этим завершается.

Формула изобретения

1. Способ управления подключением и прогревом подогревателя высокого давле ния паротурбинной установки, работающей под нагрузкой, путем измерения давления греющего пара и воздействия на регулятор подвода пара в сторону повышения этого давления изменением его заданного значения с заданной скоростью, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

4 экономичности путем улучшения условий прогрева и сокращения времени подключения подогревателя, определяют зависимость между скоростью повышения

5 температуры насыщения греющего пара и заданным значением давления и изменяют на основе этой зависимости скорость повышения заданного значения давления как кусочно-линейную функцию заданного

10 значения, поддерживая при прогреве постоянство скорости повышения температуры насыщения пара.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют темпера15 туру металла подогревателя, по зависимости между температурой насыщения пара и его давлением определяют начальный уровень заданного значения давления, соответствующий измеренной температуре, и при

20 заданном значении давления ниже начального уровня увеличивают это зйачение с предельной для регулятора скоростью, 1710788

Фа.2

Ф г.3

<4 иг.

Составитель А. Калашников Техред M.Ìîð1åí Tàë Корректор Т.Палий,Редактор Н.Тупица

Заказ 322 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101