Способ управления подключением и прогревом подогревателя высокого давления паротурбинной установки

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТ АВТОРСКО 2 О Изобретение относится к теплоэнерге- ля высокого давления и устройства управлетике и может быть использовано при управ- ния им; на фиг.2-зависимостьтемпературы лении,паротурби 11 ным оборудованием насыщения от давления пара; на фиг.3 - тепловых электростанций в процессе пуска зависимости производной температуры нана.этапе подключения по пару регенератив- сыщения по давлению и скорости повышеных подогревателей высокого давления, ния давления пара от текущего давления; на когда турбина работает, под нагрузкой.фиг.4 - схема устройства управления.Цель изобретения - повышение эконо- . Регенеративный подогреватель 1 высомичности путем улучшения условий прогре- кого давления (ПВД) подключен (фиг.1) к лива и сокращения времени подключения нии 2 питательной воды и паропроводу 3 подогревателя. отбора греющего пара от турбины 4. На проНа фиг,1 приведена принципиальная воде 3 установлены обратный клапан 5 и схема технологических связей подогревате- запорная задвижка 6, Для отвода конденса еее(71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского(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 работы 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 Б з.п, ф-лы, 4 ил.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 б 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 пунктиром) 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 скоростью повышения температуры Ь насыщения при повышении давления Р в ПВД во все время его прогрева поддерживалась постоянной:ь(р) = сопзс,Это условие можно представить в видеЬ(Р) = - ,рР(р) = сопзт (1)дЬ,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 -о - ( Р ) по известной зависимости ь(р), псамГфказанной на фиг.2, и (пунктиром) зависимость Рзд(р) скорости Рд изменения заданного значения Рэд 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 1, принимаемые постоянными наб 1 вбрвыбранных диапазонах изменения давления. Далее задаваемую по условиям термопрочности ПВД допустимую скорость прогрева ПВД, т.е. скорость т, повышения температуры насыщения Ь, делят на полученные значения производной для соответствующих значений давления и полученные значения представляют в виде искомойкусочно-линейной функции. В частном слу 5 чае, для представляющего наибольшийпрактический интерес диапазона изменений давления от 0,1 до 8 МПа эта зависимость с погрешностью в пределах 10-12)ьможет быть представлена как линейная, что10 существенно облегчает реализацию способа средствами автоматического регулирования.При подключении ПВД после кратковременного отключения, когда температура15 металла ПВД остается на достаточно высоком уровне, возможно и желательно для сокращения времени процесса быстрое,практически скачкообразное повышениезаданного значения давления с максималь 20 ной предельно допустимой скоростью доначального уровня давления Рзд", определяемого начальной температурой металлапо кривой насыщения нелинейной зависимости давления от температуры насыщения25 Р(ь) с последующим повышением давленияпо .исходной линейной зависимости Рэд(р).Соответствующие зависимости показаны нафиг,2 и 3 штрихпунктирными линиями.Автоматический регулятор 12 (фиг.1)30 поддерживает давление Р за собой, измеряемое датчиком 13, воздействуя на клапан11. При этом заданное значение Рзд давления, поступающее на вход регулятора 12,вместе с сигналом обратной связи по факти 35 ческому давлению Р, формируется в эадатчике 14, содержащем в своем составеинтегратор, а скорость повышения заданного значения, т.е. величина на входе интегратора, в свою очередь, задается Рзд(р)=40 фРзд(р)эд, где величина заданного значенияРзд берется с выхода задатчика 14 или, какпоказано пунктиром на фиг.1, может бытьзаменена сигналом от датчика 13 давления. Вчастном случае может быть принято Рзд(р)=45 = а+ Ьр, где а и Ь - постоянные, реализуемыезаданием соответствующих коэффициентовусиления входов интегратора. При наличииизмерения датчиком 15 температуры и подключении "горячего" ПВД в задатчике 1450 может дополнительно быть реализовано условиеРздРад ",причем нелинейная зависимость Рзд(с) реализуется преобразователем в составе задатчика 14. Открытие55 клапана 11 до установления давления Р ==Р,д осуществляется с предельной дляданного регулятора скоростью (включениемрежима постоянной скорости исполнительного механизма),5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 темперагуры 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,З, 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 по 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 доказанному 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 ПВД, измеряемое датчиком 13. При выравнивании сигналов на выходах интегратора 19 и блока 18 сигнал на выходе релейного элемента 26 исчезает, переключатели 2.1 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 Рад в соответствии с зависимостью, показанной на фиг.З. При "холодном" ПВД или отсутствии измерения температуры металла ПВД повышение заданного значения давления со скоростью Рзд(Рзд) осуществляется с самого начала подключения регулятора 12 кклапану 11, При повышении заданного зна 4 ения 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 ющи й с я тем, что, с целью повышения4 экономичности путем улучшения условий прогрева и сокращения времени подключения подогревателя, определяют зависимость между скоростью повышения 5 температуры насыщения греющего пара изаданным 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, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что дополнительно измеряют темпера 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 2 Редактор Н.Тупица Т Корректор Т.Палий Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 322 ВНИ,И