Способ автоматического регулиро-вания подачи топлива b парогенераторсверхкритического давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<ц848893 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2804.79 (21) 2760312/24-06 (51)М. Кл

F 23 N 1/00 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230781. Бюллетень HQ 27 (53) УДК 621. 646. .3(088.8) Дата опубликования описания 230781 (72) Авторы изобретения

И.И. Айзенштат и Ф.П. Цюпа (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ,ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ПАРОГЕНЕРАТОР

СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизации процессов в прямоточных парогенераторах сверхкритического давления и предназначено, в частности,, для автоматического регулирования подачи топлива в топки парогенераторов, в том числе сжигающих пЫлеугольное топливо.

Известен способ автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор сверхкритического давления путем изменения клапана подачи топлива по сигналам температуры среды до и после зоны максимальной теплоемкости и корректирующему сигналу, и изменения суммарного расхода питательной воды.

В качестве корректирующего сигнала используют сигнал по температуре дымовых.газов (11.

Недостаток известного способанизкая надежность малоинерционных термометров для измерения температуры дымовых газов и непредставитель-. ность этого сигнала в период растопки и нагружения парогенератора.

Цель изобретения — повышение качества и надежности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют пе2 репад давления в начале эоны максимальной теплоемкости, вычисляют квадрат суммарного расхода, определяют сигнал, пропорциональный отношению перепада давления к квадрату сувачарного расхода и используют его в качестве корректирующего.

Кроме того, сигнал, пропорциональный отношению перепада давленкя к квадрату суммарного расхода, преобразовывают по нелинейному закону..

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа регу- . лирования подачи топлива со стабили15 эирукщим и корректирующим регуляторами; на фиг. 2- то же, с регулятором и дифференциатором.

Температуры среды до зоны максимальной теплоемкости в каждом иэ

20 водопаровых трактов парогенератора измеряется при помощи датчиков 1 и

2,выходы которых подключены к блоку

3 суммирования, формирующему среднее значение поступающих íà его вход сигналов. Перепады давления среды на участках каждого водонапорного тракта в начале эоны максимальной теплоемкости измеряются c ïoìîùüâ датчиков 4 и 5, выходы которых под30 ключены к сумматору 6, формирующему

848893 среднее значение соответствующих сигналов.

Выходы датчиков 7 и 8, измеряющих расход питательной воды в каждом из водопаровых трактов, подключены к бло. ку 9 вычислительных операций, формирующему квадрат. среднего значения

1расхода питательной воды по каждому водопаровому тракту.

Выходы блока 9 и сумматора 6 подключены ко входам блока. 10 деления, причем сигнал от сумматора 6 в качестве делимого, а от блока 9 в качестве делителя. Выход блока 10 деления, формирующего сигнал, равный отношению поступающих на его вход сигналов, подключен ко входу блока 11 нелинейного преобразователя.

Выход блока 11 в устройстве со стабилизирующим и корректирующим регуляторами (фиг. 1) подключен ко входу стабилизирукщего регулятора 12, ко 20 второму входу которого подключен выход блока 3 суммирования. К третьему входу стабилизирующего регулятора 12 через блок 13 переключения подключен задатчик 14 (например, выход раста- g5 почного регулятора мощности) и выход .корректирующего регулятора 15, ко вхо. ду которого подключен выход блока 16 сравнения, формирующего усредненный сигнал от подключенных к.его входу датчиков 17 и 18 температуры среды в каждом тракте после зоны максимальной теплоемкости. Ко входу корректирующего регулятора 15 подключен источник 19 задающего (корректирующего) З сигнала.

Выходной сигнал регулятора 12 поступает через переключатель 20 на регулирующий орган.21 растопочного топлива (мазута или газа) или на блок

22 управления станциями 23 бесступен- 40 чатого регулирования оборотов .питателей твердого топлива.

В устройстве (фиг. 2) с регулятором и дифференциатором содержится выход блока 24, ко второму входу кото-45 рого подключен выход блока 3 суммирования. Выход дифференциатора 24 соединен со входом регулятора 12,, ко второму входу которого подключен выхрд блока 16 сравнения, соединенного своим входом с датчиками 17 и 18 температуры среды в каждом водопаройФа тракте после зоны максимальной теплоемкости. Е третьему входу регулятора 12 подключен источник 19 задающего (корректирукщего) сигнала.

Выходной сигнал регулятора 12 "поб- тупает на блок 22 управления станциями 23 бесступенчатого регулирования оборотов питателей твердого топлива.

Значения коэффициейтов усиления 60 сигналов по температуре среды до зо-. ны максимальной теплоемкости и по от. ношению усредненного перепада давления на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоемкости к 65 квадрату расхода питательной воды, а также характеристику блока нелинейного преобразователя устанавливают из условия обеспечения постоянства коэффициента усиления по сумме указанных сигналов, поступающих на ре,гулятор 12 (фиг. 1), и на дифференциатор 23 (фиг. 2) от подачи топлива.

Устройства работают следующим образом.

Устройство (фиг. 1) является всережимным, т.е.,обеспечивает автоматическое регулирование подачи топлива как в растопочных, так и в основных режимах работы парогенератора. Это устройство может быть также использовано для автоматического регулирования подачи топлива только в растопочных режимах (как сепараторном, так и прямоточном). В этом случае узел, состоящий из элементов 15-18, служащий для измерения и преобразования температуры среды после зоны максимальной теплоемкости, не используется и может .быть исключен из состава устройства.

Перед растопкой переключатель 13 устанавливают в положение, при котором к регулятору 12 подключен задатчик 14 задающего сигнала, а корректирующий регулятор 15 отключен. B начальный .период растопки, когда температура перед зоной максимальной теплоемкости низка и эта зона находится достаточно далеко по ходу среды от точки замера температуры среды, изменение суммарного сигнала, поступающего на регулятор 12 при изменении подачи топлива, определяется в основном изменением его температурной составлякщей. По мере увеличения задающего сигнала, поступающего от задатчика 14, регулятор 12 увеличивает подачу топлива, и температура среды, измеряемая датчиками 1 и 2, постепенно возрастает. Вследствие этого увеличивается теплоемкость среды и уменьшаются абсолютные изменения этой температуры, вызываемые определенным изменением подачи топлива. Одновременно увеличивается изменение удельного объема среды при изменении ее энтальпии, а следовательно, начинает резче меняться перепад давления на участке водопарового тракта в зоне максимальной теплоемкости, пропорциональный удельному объему и квадрату расхода среды, равного расходу питательной воды. Следовательно резче меняется и отношение этого перепада к квадрату расхода питательной воды, остающегося постоянным в сепараторном режиме работы парогенеI ратора. Таким образом; уменьшение абсолютных отклонений температуры среды по мере ее повышения компенсируется увеличением сигнала отношения указанных величин, поступающего на ре848893 гулятор 12 от блока 10 деления через блок 11 нелинейного преобразования.

После перехода парогенератора на прямоточный растопочный режим работы, при котором происходит увеличение расхода питательной воды, а следовательно, и увеличение расхода среды через зону максимальной теплоемкости, сигнал по перепаду давления среды при данной величине ее удельного объма меняется пропорционально квадрату ! 10 расхода среды. В таком же отношении меняется и сигнал по квадрату расхо да питательной воды, формируемый блоком 9. Поэтому отношение этих сигна лов,формируемое блоком 10 деления,не зависит от абсолютной величины расхода среды, а определяется только средней величиной ее удельного объема.

Таким образом, и в прямоточном режиме по мере роста температуры до зоны максимальной теплоемкости уменьшение ее отклонений компенсируется увеличением изменений сигнала отношения перепада давления среды к квадрату расхода питательной воды, в ре- 25 зультате чего, стабилизирующий регулятор 12 контролирует и поддерживает на данном значении энтальпию среды до зоны максимальной теплоемкости или в начале этой зоны, имеющую при данном расходе примерно. постоянный коэффициент усиления по отношению к расходу топлива.

В первый период растопки регулятЬр 12 обеспЕчивает нагружение парогенератора, воздействуя на регулирующий орган 21 растопочного топлива (мазута или газа). После включения в работу определенного числа пылесистем и соответственно питателей твердого топлива воздействие регуля- 4О тора с помощью переключателя 20 переключают на блок 22 управления станциями 23 ступенчатого регулирования оборотов питателей твердого топлива.

Помере увеличения подачи топлива и 4S нагружения парогенератора возрастает температура среды и за зоной максимальной теплоемкости и постепенно достигает значения, соответствующего основному режиму работы. Если устройство(фиг.1) использует только в растопочном режиме (в этом случае из него должны быть исключены элементы 15-19), то в этот момент его отключают (дистанционно или автоматически) и управление станциями бесступенчатого регулирования оборотов питателей твердого топлива передают регулятору топлива основных режимов. Если же устройство (фиг. 1) используют в качестве всережимного, то при достижении d0 температурой среды за зоной макси- .. мальной теплоемкости указанного значения ко входу стабилизирующего регулятора 12 при помощи блока 13 переключения подключают выход корректирую- 65 щего регулятора 15, получающего в качестве регулируемого параметра от блока 16 сравнения сигнал по температуре среды после зоны максимальной теплоемкости. С этого момента устройство (фиг. 1) поддерживает. путем воздействия на подачу твердого топлива заданное значение температуры среды после зоны максимальной теплоем-. кости, как это и требуется в основных режимах работы парогенератора.

Устройство (фиг. 2) предназначено только для основных режимов работы парогенератора, так как малоинерционный комбинированный сигнал по энтальпии среды до или вначале зоны максимальной теплоемкости (сумма сигналов по температуре среды до зоны макси.мальной теплоемкости и по отношению перепада давления среды и квадрату расхода питательной воды) использует- ся в нем в качестве скоростного (исчезающего) сигнала, формируемого при .помощи дифференциатора 24, а регулируемым параметром регулятора 12 является температура среды после зоны максимальной теплоемкости, которую необходимо и возможно автоматически регулировать только в основных режимах работы парогенератора. И в этом устройстве уменьшение отклонений пос. тупающего на дифференциатор 24 сигнала по температуре среды до зоны, максимальной теплоемкости по мере роста этой температуры компенсируется увеличением отклонений поступающего на этот же дифференциатор сигнала по отношению перепада давления среды к квадрату расхода питательной воды.

Благодаря этому, скоростной опережаю щий сигнал имеет .достаточный.коэффициент усиления по отношению к изменению подачи топлива независимо от значений температуры среды, измеряе -. мой датчиками 1 и 2.

Предлагаемый способ за счет стабильности коэффициента усиления сигнала, характеризующего энтальпию среды в ранней точке водопарового тракта, обеспечивает повышение качества и надежности регулирования.

Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования подачи топлива в парогенератор сверхкритического давления путем изменения положения. клапана п одачи топлива по сигналам температуры среды до и после эоны максимальной теплоемкости и коррактирующему сигналу, и измерения суммарного расхода питательной воды, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества и надежности регулирования, дополнительно измеряют перепад давления в начале зоны Максимальной теплоемкости, вычисляют квадрат суммарно848.893 го расхода, определяют сигнал, пропорциональный отношению перепада давления к квадрату суммарного расхода и используют его в качестве корректирумцего.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сигнал, пропорциональный отношению перепада давления к квадрату суммарного расхода, преобразовывают по нелинейному закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автоматизация крупных тепловых электростанций. Под ред. Шальмана М. П.

М., "Энергия", 1974, с. 96-100.

848893

Составитель В. Назаров

Редактор В. Еремеева Техред М.Голинка Корректор Н. Бабинец

Заказ 6058/47 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уйгород, ул. Проектная, 4