Устройство для автоматического обеспечения допустимого режима пуска турбины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл, Г 01 Э 19 4-0 асударственный номит Совета Министров ССС оо делам изобретений и открытий(088,8) ллетень 87 писания 20 11 7 2) Авторы изобретени А, Ш, Лейзерович, А. Д. Мелам В. Мале Всесоюзный ажды ордена Трудового Красного Знамениисследовательский институт им. ф. Э, Дзернное объединение турбостроения "Ленингра// и лоте хнннского ческий и Прои но(71) Заявители одс кии чета й зав личе 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕН ДОПУСТИМОГО РЕЖИМА ПУСКА ТУРБИНЫ Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано нри автоматизации управления переменными режимами работы паровых турбин.Известны устройства для у правления пуском турбины, содержащие датчики температуры металла цилиндров высокого и среднего давления турбины и датчик нагрузки, подключенные к регулятору теплового состояния 1. По мере роста температуры металла регулятор теплового состояния увеличивает параметры и 1 и расход пара в турбину, что и обеспечивает автоматизацию процесса пуска.Однако эти устройства не предусматривают учет изменений условий теплообмена в турбине но мере увеличения нагрузки и потому не позволяют оптимизировать процесс пуска.1 в Известно также устроиство для автоматицеского обеспечения допустимого режима пуска турбины, содержащее датчик температуры металла цилиндра высокого давления и датцик нагрузки, полключенные к функциональному преобразователю, связанному с регулятором подвода пара к турбине 21. С помошью функционального преобразователя реализуется зависимость условий теплооб мена от нагрузки турбины. Недостатком известного устроиства является невысокая точность обеспечения допустимого режима из-за трудностей правильного учета ряда факторов и достаточно сложная наладка.Целью изобретения является повышение точности и облегчение наладки.Для этого дополнительно введены функциональные и нелинейные преобразователи н блок выделения минимума, ко входам которого через нелинейные преобразователи подключены датчики температуры металла цилиндров, а выход соединен с входом регулятора нагрузки, к первым входам дополнительных функциональных преобразователей подключен датчик нагрузки, ко вторым - соответственно датчики температуры металла цилиндров высокого и среднего давления, выходы этих преобразователей вместе с теми же датчиками температуры соединены соответственно через первый и второй сумматоры с входами регуляторов темнсратуры, основной функциональный преобразователь включен в цепь соединения первого сумматора с входом регулятора температуры пара перел цилиндром высокого давления, а к дополнительному входу Этого преобразователя подключен датчик павле)сия свежего пара.На чертегке изображена принципиальная схема устройства.Устройство содержит датчик 1 нагрузки, латчик 2 давления свежего пара, датчик 3 температуры металла цилиндра высокого давления турбины, датчик 4 температуры металла цилиндра среднего давления, дополнительные функциональные преобразователи 5 и 6 и основной функциональный преобразователь 7, первый с) мматор 8 и второй сумматор 9, нелинейные преооразователи 1 О и 11, блок 12 выделения минимуча, показывающие приборы 1 Л 5, подключенные соответственно к регулятору 16 нагрузки, к регулятору 17 температуры пара перел цилиндром высокого давления и к регулятору 18 температуры пара перед цилиндром среднего давления, а также нелинейный преобразователь 19 и пусковой регулятор 20 давления с обратной связью по давлению свежего пара.Функциональные преобразователи 5 и 6 используются лля формирования величины лопустичой разности температур нара, омывающего кртичсские элементы конструкции со-. ответствуюцего цилиндра, и металла в характерной точке этого цилиндра. Преобразователи учтывают зависимость величины предельно допустимой разности температур по толщине критического элемента (разность температуры обогреваемой поверхности и температуры в характерной точке) от температуры металла, а гакже зависимость величины критерия Био, характеризующего условия прогрева элемента, от расхода пара через туроину, т.е. от нагрузки турбины. На выходе сумматоров 8 и 9 получаотся значения температуры пара, омывающего критические элементы цилиндров высокого и среднего давления, которье могут быть установлены в данный текущий момент пуска лля полдерткания разностей температур в этих элементах на предельно допустимом уровне.Температура пара в цилиндре высокого давления отличается от температуры свежего пара перел турбиной на величину, опрелеляемую лросселированием пара в регулирующих органах и срабатыванием теплоперепада в ступенях. В функциональном преобразователе 7 величи а допустимой температуры пара в цилиндре высокого давления пересчитывается с учетом величины нагрузки турбины и давления свежего пара на величину допустимой температуры свежего пара перед турбиной. Температура пара после промперегрева, допустимая по условиям прогрева цилиндра среднего давления, принимается равной температуре на выходе сумматора 9, поскольку дросселирование пара в регулирующих органах среднего давления пренебрежимо мало, а снижение температуры пара в ст, пе ях цилиндра среднего давления, если его палс. учитывать, также может быть принято пост:янным.3 нелинейных преобразователях 1 О и 11 формируется величина нагрузки турбины, допустимой по тепловому состоянию соответствующих цилиндров. Зависимости, реализуемые в преобразователях 1 О и 11, в неявном виде отражают уровень нагрузки, соответствуюший температурам свежего пара и пара после промперегрева и допустимый по условиям перегрева свежего пара и влажности на выхлоГ турбины. При этом предполагается поддержа Формула изобретения Устройство для автоматического обеспечения допустимого режима пуска турбины, содер жащее датчик температуры металла цилиндравысокого давления и датчик нагрузки, подключенные к основному функциональному преобразователю, датчики давления свежего пара и температуры металла цилиндра среднего давления, сумматоры и регуляторы нагрузки и темпе О ратуры пара перед цилиндрами, от ичаюшеесятем, что, с целью повышения точности и облегчения наладки, дополнительно введены функциональные и нелинейные преобразователи и блок выделения минимума, ко входам которого через нелинейные преобразователи подключены датчики температуры металла цилиндров, а выход соединен с входом регулятора нагрузки, к первым входам дополнительных функциональных преобразователей подключен датчик нагрузки, ко вторым - соответственно датчики темпера 6 о туры металла цилиндров высокого и средне 5 1 О 15 2 Е 25 ние разностей температур в критических элементах конструкции на предельно допустимом уровне, а также существование однозначной зависимости между давлением свежего пара и нагрузкой при пуске на скользящих параметрах. В блоке выделения минимума 12 формируется значение нагрузки, меньшей из допустимых по условиям теплового состояния цилиндров.В качестве датчика 1 нагрузки турбины может быть использован датчик давления, например, в промежуточной ступени турбины,Для турбин большой мошности скорость пуска лимитируется главным образом температурными напряжениями в роторах цилиндров высокого и среднего давления. Для таких турбин в качестве датчиков 3 и 4 характерных температур металла могут быть использованы датчики контроля за прогревом ротора.Выходы устройства могут быть подключены к показывающим приборам 13 - 15 и автоматическим пусковым регуляторам 16 - 18, соответственно, нагрузки (или расхода топлива), температуры пара перед цилиндром высокого давления и температуры пара перед цилиндром среднего давления с подсоединением к их входу соответствующих датчиков обратной связи по нагрузке (или расходу топлива) и температурам, Сигнал от датчика 1 нагрузки через нелинейный преобразователь 19 может быть выведен на исполнительный пусковой регулятор 20 давления с датчиком обратной связи по давлению свежего пара,Изобретение может быть использовано для автоматизации управления пуском блочных паротурбинных установок большой мошности. При этом обеспечивается упрощение структуры, повышение надежности по сравнению с известными схемами, повышается качество оптимизации пусковых режимов, существенно облегчается наладка.575433 Составитель А. КалашниковТекред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Редактор М . Васильева Заказ 4005/22 Тираж 682 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го давления, выходы этих преобразователей вместе с теми же датчиками температуры соединены соответственно через первый и второй сумматоры с входами регуляторов температуры, основной функциональный преобразователь включен в цепь соединения первого сумматора с входом регулятора температуры пара перед цилиндром высокого давления, а к дополнительному входу этого преобразователя подключен датчик давления свежего пара.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР263602,5 кл. Г 01 Р 19/02, 1968.2, Авторское свидетельство СССР418619,кл. Г 01 Р 19/02, 1972,