Система регулирования питательного турбонасоса

(54) 110 О (57) 11 9В.Лапшин и оп к с и т ьтанне котлаодю аатовочяе ть и падежприматик1, п очей ржпт трал альшпун рбопасо котласта рогу .ягор мп 6 рис. 3 1 Р СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С;1), 1 25/32 РЕТЕНИЯ СИСТЕМА РЕГУЛР ТУРБОНАСОСА Изобретение поз ность и обеспеч счезновенип раг. и, Система соде тательную магис ирующий орган 4 5 перепада давления 7 и усилителем 8 ст1379568 гулятором 5 и сервомотором 15, Приработе турбонасоса 1 с частотой вращения, не превышающей частоту вращения максимального режима работы, атакже при наличии воды автоматики ниодин элемент системы кроме регулятора 5 не оказывает влияния на регулирование турбонасоса. При частоте вращения турбонасоса, превышающей частоту вращения максимального режима,срабатывает так называемая системаограничения, которая не останавливаеттурбонасос, а обеспечивает его работу в режиме автоколебанийПри исчез-,новении воды автоматики давлениев полостях 70 и 71 блоков 40 и 41падает практически до нуля, Под действием пружин клапаны на мембранныхузлах этих блоков перекрывают каналы 73 и 78, образуя тупик подпоршнем 23 сервомотора 22 и надпоршнем сервомотора 15. Положениеклапанов 20 и 16 остается таким, каким оно было до исчезновения воды.Турбонасос сохраняет режим, обеспечивая питание котла. 1 ил,типа, сервомотор 15 регулирующийклапан 16, устр-во обратной связи,состоящее из лекала 17 и пружины 18,стопорный клапан 20, турбопровод 21,сервомотор 22, реле-усилитель 25,содержащий измерительные сильфоны26 и 27, гидродинамический датчик 30частоты вращения, блоки 38 и 39 защиты и блоки 40. 41 консервативности.Блоки 38 и 39 содержат мембраны 42,43, 44, 45, размещенные в корпусах46, 47, Мембраны имеют жесткие центры 48, 49, 50, 51, связанные междусобой штоками 52, 53. На мембранах42, 43 закреплены клапаны 54, 55.Полости 56, 57 трубопроводом подключены к приемному соплу 34 реле-усилителя, а полости 59, 60 - к соплу33. Полость 62 блока 38 защиты подключена к сливу рабочей воды, а полость 63 - к подводу, канал 64 - книжней полости сервомотора 15. Канал66 блока 39 подключен трубопроводомк блоку 41. Блоки 40 и 41 подключенык рабочей воде автоматики. Блок 40полклнчен к пусковому устр-ву 75 исервомотору 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 регули 5101520 рующий клапан 16. На рычаг 14 воздей"ствует 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 16Стопорный 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.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 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 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 бочей воде автоматики. Канал 73 блока 40 консервативности подключен трубопроводом 74 к пусковому устройству 75. Полость 76 блока 40 консервативности трубопроводом 77 подклю 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 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 посту 50 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 трубопроводам79 и 8 1 осуществляется связь сопла11 регулятора 5 перепада давления ссервомотором 15, Таким образом, ниодин элемент системы, кроме регулятора 5 перепада давления, не оказываетвлияния на регулирование турбонасоса.Регулятор 5 перепада давления, получая сигналы по трубопроводам 83 и84, обеспечивает постоянство перепада на регулирующем органе 4. При увеличении перепада давления от значения, соответствующего настройке пружины 19, происходит поворот рычага14 против часовой стрелки, заслонка13 сдвигается вправо и давление всопле 11, подводимое по трубопроводу79 каналу 78, через полость 80 и далее по трубопроводу 8 1 в верхнюю полость сервомотора 15, будет превышать давление в сопле 12, подводимоев нижнюю полость сервомотора 15, Врезультате поршень сервомотора 15будет двигаться вниз уменьшая подачупара к турбонасосу 1 до тех пор, покаперепад давления на регулирующем органе не примет заданного (с учетомвведенного статизма) значения,Лекало 17 и пружина 18 обеспечивают статизм системе регулирования,Это необходимо в случае использованиятурбонасосов в параллельной работе.При уменьшении перепада давленияна регулирующем органе 4 рычаг 14регулятора 5 будет поворачиваться почасовой стрелке, в результате поршень сорвомотора 15 начнет движениевверх, увеличивая подвод пара к турбонасосу.При частоте вращения турбонасоса,превышающей частоту вращения максимального режима, что может бытьвследствие, например, недопустимогоснижения давления на входе в насос,срабать 1 вает так называемая системаограничения, которая не останавливаеттурбонасос 1, а обеспечивает его работу в режиме автоколебанийВ состав системы ограничения входят релеусилитель 25, гидродинамический датчик 30 частоты вращения и блоки 38 и39 защиты. В отличие от регуляторапредельной частоты вращения, которымоснащены практически все турбомашины,система ограничения, несмотря на колебательный процесс работы турбонасоса, обеспечивает питание котла втечение небольшого времени, необходи 1379568мого для устранения причин разгонатурбонасоса.Система ограничения работает следующим образом,5При разгоне турбонасоса 1 напор отдатчика 30 (импеллера) возрастает,что фиксируется реле-усилителем 25,измеряющим напор с помощью сильфонов26 и 27. Когда напор превысит величи ну, установленную пружиной 37, рычаг36 повернется против часовой стрелки,давление в сопле 33 и в полостях 59и 60 блоков 38 и 39 защиты уменьшится. Жестко связанные мембраны 42-45откинутся вверх, сообщая каналы 64 и66 соответственно с полостями 62 и63. Рабочая вода, подводимая в полость 63 блока 39 защиты, по каналу66, трубопроводу 67, каналу 78 и 20полости 80 блока 41 консервативностии трубопроводу 81 будет подведена вполость над поршнем сервомотора 15.Полость под поршнем сервомотора 15соединится со сливом по тракту: трубопровод 65, канал 64 и полость 62блока 38 защиты - слив.Так как тракты подвода воды вверхнюю полость сервомотора 15 и слива из нижней его полости выполненыбольшего сечения, чем сопла усилителя 8 регулятора 5 перепада давления,то, несмотря на регулирующее воздействие регулятора 5 перепада, поршеньсервомотора 15 резко пойдет вниз,35уменьшая подвод пара к турбонасосу1, а следовательно, и частоту вращения. При снижении частоты вращениярычаг реле-усилителя 25 займет положение, при котором давление в сопле 4034 и полостях 56 и 57 будет выше давления в сопле 33 и полостях 59 и 60.Клапаны 54 и 55 закроют каналы 64 и66. Блоки 38 и 39 защиты будут отключены от регулятора 5 перепада давления и последний, учитывая, что принизкой частоте вращения перепад нарегулирующем органе 4 уменьшился отвеличины, заданной настройкой пружины 19, будет подавать команду насервомотор 15 для увеличения подачи50пара. Турбонасос 1 будет разгоняться,и если не исчезнет причина, вызвавшая разгон свыше частоты вращениямаксимального режима, то вновь вступит в работу система ограничения.При исчезновении рабочей воды автоматики давление в полостях 70 и 71блоков 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 режимработы и питание котла 3 будет обеспечено. Регулятор 5 перепада давления уже не сможет оказывать регулирующее воздействие. При появлении рабочей воды клапаны консервативности 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,формула изобретенияСистема регулирования питательного турбонасоса котла с регулирующим органом питания, содержащая регуляторперепада 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 мембранс жестким центром, причем мембраныжестко связаны между собой и на одной из них закреплен клапан, репе-усилитель с двумя измерительными сильфонами, подключенными к гидродинамическо1379568 Составитель М.ЛаэутовТехред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик Редактор А.Шандор Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 966/39 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 му датчику частоты вращения, и гидравлическим усилителем с заслонкой,размещенной между напорными и приемными соплами, причем блоки защитыподключены своими первыми входами кпервому приемному соплу реле-усилителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повьппения надежности иобеспечения питания котла при исчезновении рабочей воды, в систему дополнительно введены два блока консервативности, выполненные в виде двухподпружиненных мембран с жесткимцентром, закрепленных в корпусе ижестко связанных между собой, имеющих одинаковые размеры, и клапан,закрепленный на мембране, обратнойстороной опирающейся на пружину, причем полость блоков консервативности, добразованная мембраной беэ клапана и корпусом, подключена к линии подачирабочей воды, полость сервомотора регулирующего клапана связана с приемным соплом регулятора перепада давления через полость, образованнуюобеими мембранами и корпусом первогоблока консервативности, пусковоеустройство связано с сервомоторомстопориого клапана через полость, образованную обеими мембранами и корпусом второго блока консервативности, а в блоках защиты мембраны выполнены с одинаковыми размерами иподпружинены со стороны второговхода, клапан закреплен на мебране,расположенной со стороны первоговхода, причем блоки защиты своимивторыми входами подключены к второму приемному соплу реле - усилителя.