Способ регулирования паротурбинной установки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Севетскик

Социалист ическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (22) Заявлено 060181 (21) 3233213/24-06 (Я ) фф» gg.з

F 01 0 17/20 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

j$3)УДК621-165-5 (088.8) Опубликовано 30.01.83.бюллетень Ио 4

Дата опубликования описания 300183 д(Бурданов, Н.М. Мячков и О.И. Николаев < ""- -- V:„: =:;

4:" -. "Е! "!.ц

1 0 ж+ ДР и) .. ) (72) Авторы изобретения

В.Н (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОТУРБИННОИ УСТАНОВКИ

Изобретение относится K тепло-энергетике и может быть использовано при регулировании паротурбинных ус тановок, в частности судовых.

Наиболее .близким к предлагаемому является способ регулирования паротурбинной установки путем изменения положения маневрового клапана посигналу управления, сформированному на основе сигнала регулятора частоты вращения ротора турбины, и изменения положения клапана травления пара по сигналу управления, сформированному суммированием сигнала рассогласования между заданным и фактическим давлением свежего пара и корректируккаего сигнала (1

Недостаток известного способа— значительные колебания давления свежего пара из-эа отсутствия учета фактических расходов пара через клапаны.

Цель изобретения - уменьшение колебаний давления свежего пара путем учета с заданным интервалом дискретизации фактических расходов пара через клапаны на основе их расходных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют суммарный расход свежего пара, в начале каждого интервала дискретизации определяют по сигналу управления маневрового клапана его положение и по расходной характеристике этого клапана - расход пара через него в конце интервала, вычитают полученный расход иэ измеренного суммарного расхода и при положительной величине найденной разности определяют по этой величине и соответствующей расходной характеристике положение клапана трав-ления в.конце интервала и соответствующую величину корректирующего сигнала, а при отрицательной величине разности принимают расход пара через маневровый клапан равным сум.марному расходу и повторно определяют его положение в конце интервала, после чего формируют сигналы управления клапанами.

Для уменьшения колебаний давления при подаче защитного сигнала на прекращение доступа пара в турбину после подачи защитного сигнала определения положения клапана. травления в конце интервала дискретизации ведут по суммарному расходу свежего

30 пара

992751 мое положение маневрового клапана

1 """ ((т+ ) т 3 в конце интервала

К CgeK(nT)-t (()

j(1+1)-Т)= Ъ (пт)+Т

О 2

," ((л7-т„{т, ((n+

Значение расхода пара через клапан травления в конце интервала

4" ((n+1)1 ) определяется по разности

G j(ll+1)Tj=G (пт)-6 к((пм)Т). (5) Способ осуществляется следующим образом.

Затем анализируется значение

6 f(n 1)Tj, если оно положительKT ное по теоретической расходной характеристике f2 клапана травления вычисляется его прогнозируемое положение в конце интервала

"О (ln aJ r7=f 1 {6 ((fr7J (ep

CQK (nT+7)= C3KT(nT)+ KC (ят) (В) C3I4K (nT

По измеренным значениям СУКК Время вычисления этих значений прс(nT ) и 8 (рт)определяют прогнозируе- 65 цессором составляет например, мк

На чертеже приведена функциональная схема системы автоматического регулирования, реализующей данный способ.

Система регулирования включает парогенератор 1, турбину 2 переднего хода, работающую через редуктор 3 на гребней винт 4, главный конденсатор 5, дроссельно-увлажнительное устройство 6, паровую коробку 7 с маневровым клапаном 8 переднего хода 10 и клапаном 9 травления, регулятор 10 частоты вращения ротора, исполнительные механизмы 11 и 12, задатчик 13 давления свежего пара, датчик 14 суммарного расхода свежего пара на 15 паровую коробку, датчик 15 давления свежего пара, датчики 16 и 17 положения маневрового клапана 8 и клапана 9 травления, процессор 18, устройство 19 ввода в процессор, устрой- р0 ства 20 и 21 вывода из процессора сигналов управления. Система регулирования по данному способу может также включить защитное устройство

22, приводящее в действие отдельный запорный клапан или воздействующее на закрытие маневровых клапанов, прекращая доступ пара в турбину, и датчик 23 сигнала на выходе защитного устройства.

ЗО по команде процессора 18 устройство 19 ввода в фиксированные моменты времени 11,1 ...Ф„...,равноотстоящие один от другого на заданный промежуток времени например T-0,02 с, называемый интервалом дискретизации, производят измерение сигнала управления маневровым клапаном СУМК (на выходе регулятора 10), заданного давления Р (nT) пара (на выходе задатчика 13), суммарного расхода свежего пара G (т 1 на выходе датчика 45

14, фактического давления Р (n Т ) свежего пара (на выходе датчика 15) положения (мк (nT ) маневрового клапана (на выходе датчика 16 ), положения И (пТ) клапана травления (на выходе датчика 17). Цикл измерения занимает, например, время

0,001 с, после чего результаты йзмерения поступают в процессор, где вычисляют сигнал управления клапаном травления СУКТ как функцию рассогласования между фактическим и заданным давлением пара (с коэффициентом пропорциональности К1) (2 )

При этом исполнительный механизм маневрового клапана описывают апериодическим звеном первого порядка с коэффициентом усиления k2 и постоянной времени Т, так как коэффициент К2 в общем случае может менять свое значение в зависимости от режима работы, то величина коэффициента J(2 вычисляется на каждом шаге

g2 (ф (пТ)- Ф п-1)Т)) Ъ ((и-1)Т )

2 т C3NK((п-т).r) сЭик((л-sf i ()

Значение расхода пара через маневisoâûé клапан в конце интервала

C о ((о+ ))Т рассчитывается по его теоретической расходной характеристике

Величина корректирующего сигнала

КС " (nT) вычисляется на основе принятой модели исполнительного механизма. апериодического звена первого порядка с коэффициентом усиления Кз и постоянной времени Т>

KC (nT)= и, f(e.т1т7 т,{e "(<д,т т7-э" ц1 3

3 ()

Затем процессор суммирует значение корректирующего сигнала KC " (ттт) с сигналом управления СУКТ и выдает на устройства 20 и 21 вывода сигналы управления клапаном травления

СУКТ (ьт+Г)и маневровым клапаном

СУМК (nT+7) 992751

0,005 с и время их преобразования в, аналоговый сигнал постоянного тока 0,0005 с.

Если значение Q ((п })}) величина неположительная, то принимают

С, f(n+

}«," ((n««Ir}=P„"(6""(}и «}т}» («o}

*««" ((п««} т) т, (««,""((п««}«1- «,«« }«т}) кр""(")- „

2- ф

50 и на устройство вывода выдаются сигналы управления клапаном травления СУКТ (пТ + } ) и маневровым клапаном СУМК (пТ+ i ) C3KT(et+ )= сзкт(пт), саик (пт+ )= сэмк (пт)+кс""(пт).

Если в системе регулирования чаротурбинной установки применено защитное устройство, управляющее отдельным запорным клапаном или воздействующее на закрытие маневровых клапанов турбины, то по команде процессора 18 устройство 19 ввода в фиксированные моменты времени дополнительно измеряет сигнал 23 датчика.

Процессор анализирует значения сигнала с выхода датчика 23 и, если он равен -нулю, процесс вычислений, описанный .выше, не изменяется. Если сигнал на выходе датчика 23 не равен нулю, то принимают

<, f(n+ )r)= C (п ), 55 и дальнейший порядок работы процессора сохраняется.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить колебания давления свежегр пара при изменении расхода парр на турбину через маневровый клапан и суммарного расхода и при срабатывании устройства защиты турбины, так как в каждый момент времени в соответствии с положением маневрового клапана устанавливают положение клапана травления, обеспечивающее сохранение суммарного расхода.

Результаты моделирования показывают, что применение способа позволяет уменьшить колебания давления свежего пара в условиях плавания судна на развитом морском волнении (и свя занных с этим колебаний маневровых клапанов ) в несколько раз при сохранении качества регулирования частоты вращения.

Формула изобретения

1. Способ регулирования паротурбинной установки путем изменения положения маневрового клапана по сигналу управления, сформированному на основе сигнала регулятора частоты вращения ротора турбины, и изменения положения клапана. травления пара по сигналу управления, сформированному суммированием сигнала рассогласования между заданным и фактическим давлением свежего пара и корректирующего сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью уменьшения колебаний давления свежего пара путем учета с заданным интервалом дискретизации фактических расходов пара через клапаны на основе их рас ходных характеристик, измеряют суммарный расход свежего пара, в начале каждого интервала дискретизации по сигналу управления маневрового клапана его.положение и по расходной характеристике этого клапана — расход пара через него в конце интервала, вычитают полученный расход из измеренного суммарного расхода и при положительной величине найденной разности определяют,по этой величине и соответствующей расходной характеристике положение клапана травления в конце интервала и соответствующую величину корректирующего сигнала, а при отрицательной величине разности принимают расход пара через маневровый клапан равным суммарному расходу и повторно определяют его положение в конце интервала, после чего формируют сигналы управления клапанами.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения колебаний давления при подаче защитного сигнала на прекращение доступа пара в турбину, после подачи защитного сигнала определение положения клапана травления в конце интервала дискретизации ведут по суммарному расходу свежего пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 664455113355, кл. t» 05 0 16/00, 1977.

992751 Уираж 533 Подписное

ВНИМПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий .

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

Закаэ 400/40

Филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Калашников

Редактор И. Ковальчук. Техред Е.Харитончик Корректор И. Демчик