Способ управления конденсационной установкой энергоблока

о 964406 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(22) Заявлено 261180 (21) 3210651/24-06 Р 11 М К з с присоединением заявки Йо Г 28 В 11/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 071082 72) Авторы изобретеии Е.В,Борисова и А.Я.френке Государственный всесоюзный центральны Красного Знамени научно-исследоват комплексной автоматизации (ЦНИ аявител СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОНДЕНСАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ. ЭНЕРГОБЛОКАние относи жет быть и конденсац в режимеи нных парам тся к теплоэнерспольэовано для онной установкой остояйной нагрузетров . пара перед Изобретгетине и мо управления энергоблок ки и посто т управления ко вкой путем изм уляционной во онденсатора и енсаторе и оп там измерений циркуляционной е- во Известны способы н денсационной устано е ния параметров цирк ды на входе и выходе к па раметров пара в конд ределения по результа н обходимого расходады 13.Данные способы не обеспечивают достаточно высокой экономичности.Известен также способ управления конденсационной установкой энергобло ка путем измереиия температуры цирку ляционной воды на входе и выходе конденсатора, температуры пара в конденсаторе, давления пара в отборе турбины, давления воды на выходе каждого циркуляционного насоса, уровня воды перед насосами и мощности их элек тродвигателей, усреднения значений измеренных параметров,по времени и точкам измерений, определения по усредненным значениям текущих параметров моделей конденсатора, турбины, экви валентных насосов и сети, модельногоизменения расходов циркуляционной воды через эквивалентные насосы и конденсатор и определения на указанных моделях разности мощностей турбины и электродвигателей эквивалентных насосов для измененного и предшествующего значений расхода воды до достижения максимума указанной разности мощностей и формирования после этого сигнала оптимальной скорости элек" тродвигателей циркуляционных насосов и оптимального значения расхода воды через эквивалентные насосы, пере,ключения электродвигателей циркуля" ционных насосов в соответствии с сигналом .оптимальной скорости и под" держания давления воды на выходе цир куляционных насосов изменением поло" жения лопастей 2.Недостатком указанного способа является сравнительно низкая экономич" ность. Погрешность определения нагрева циркуляционной воды в этом способе может достигать нескольких десятков процентов и существенно искажать оптимальное значение расхода циркуляционной воды. Кроме того, в известном способе не учитывается Различие индивидуальных характеристик циркуляционных насосов и их сетей и рекомендуется устанавливать одинаковое давление воды за каждым циркуляциоинымнасосом. При существующих характеристиках устройства шаг поиска оптимального значения расхода циркуляционной воды приходится ограничивать,что снижает точность определения указанного расхода, а следсвательно непозволяет повысить экономичность работы энергоблока, 10Цель изобретения - повышение экономичности,Поставленная цель достигаетсятем, что Согласно способу управленияконденсационнои установкой энергоблока путем измерения температурыциркуляционной воды на входе и выходе конденсатора, температуры пара вконденсаторе, давления пара в отборе турбины, давления воды на выходекаждого циркуляционного насоса, уровня воды перед насосами и мощности, ихэлектродвигателей, усреднения значений измеренных параметров по времени и точкам измерений, определенияпо усредненным значениям текущих параметров моделей конденсатора, турбины, эквивалентных;насосов и сети,модельного изменения расходов циркуляционной.воды через эквивалентныенасосы и конденсатор и определенияна указанных моделях разности мощностей турбины и электродвигателей эквивалентных насосов для измененногои предшествующего. значений расходаводы до достижения максимума указанной разности мощностей и Формированияпосле этого сигнала оптимальной ско"рости электродвигателей циркуляциснных насосов и оптимального значениярасхода воды через эквивалентные насосы, переключения электродвигателейциркуляционных насосов в соответствиис сигналом оптимальной скорости и под"держания давления водына выходе циркуляционных насосов изменением положения,5лопастеи, дополнительно по усредненнымзначениям измеренных параметров,и оптимальному значению расхода воды через эквивалентные насосы определяютдля каждого циркуляционного насосакоэффициент гидравлического сопротивления сети и с его учетом оптимальное значение давления навыходе насоса, определяют сигналйрассогласования измеренных и найденных оптимальных значений давления иизменение положения лопастей каждогоциркуляционного насоса ведут по сиг"налу рассогласования для этого насоса,Оптимальное значение расхода воды через эквивалентные насосы опре 60деляют по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствующими значениями расхода воды через эквивалентные насосы и разности мощностей турбины и электродвигателей. 65 На чертеже показана блок-схемаустройства, реализующего предлагаемыйспособ,/устройство содержит канал 1 циркуляционной воды, циркуляционные насосы 2 и 3, поворотные лопасти 4 и 5циркуляционных. насосов 2 и 3, конден",сатор б, электродвигатели 7 и 8 циркуляционных насосов 2 и 3, механизмы 9и 10 плавного разворота лопастей 4и 5; цилиндр 11 среднего давлениятурбины, цилиндр 12 низкого давлениятурбины, датчики 13 и 14 температурыциркуляционной воды на.входе в конденсатор 6 на потоках воды циркуляционных насосов 2 и 3, датчики 15-17температуры пара в конденсаторе б,датчики 18-20 температуры циркуляци- .онной воды в одном сечении трубопровода на выходе конденсатора от циркуляционного насоса 2, датчики 21-23температуры циркуляционной воды водном сечении трубопровода на выходеконденсатора 6 от циркуляционного на"соса 3, датчки 24 давления пара в одном из последних отборов турбины,датчики 25 и 26 давления воды на вы"ходе циркуляционных насосов 2 и 3,датчик 27.уровня воды в канале 1 цир- .,куляционной воды, датчики 28 и 29мощности электродвигателей 7. и.8,устройство 30 накопления и усредненияинформации по времени, усредненныепо времени значения параметров 31-47,измеренных датчиками 13-29 соответственно, устройство 48 определенияусредненного по измерениям 31 и 32значения 49 температуры циркуляцион"ной воды на входе в конденсатор б,устройство 50 определения усреднен"ного по измерениям 33-35 значения 51температуры пара в конденсаторе 6,устройство 52 определения усредненного по измерениям параметров 36-41значения 53 температуры циркуляционной воды на выходе конденсатора б,устройство 54 определения усредненно"го по измерениям параметров 43 и 44значения 55 давления воды на выходециркуляционных насосов 2 и 3, устройство 56 определения усредненного поизмерениям параметров 46 и 47 значения 57 мощности электродвигателей 7и 8, устройство 58 определения текущих параметров моделей конденсатора б и циркуляционной системы висходном режиме: нагрева 59 циркуляционной воды в койденсаторе б, температурного напора 60 в конденсаторе6, расхода 61 пара в конденсатор б,расхода 62 циркуляционной воды черезэквивалентный насос, напора 63 эквивалентного насоса, геодезической вы"соты 64 подъема воды, расхода 65циркуляционной воды через конденсатор б, устройство 66 определения текущего значения коэффициента 67 теп"лопередачи в конденсаторе 6 в .исходном режиме, устройство 68 определениятекущего значения коэффициента 69гидравлического сопротивления сетиэквивалентного насоса для исходногорежима, устройство 70 определениядавления 71 пара в конденсаторе б,устройство 72 определения поправки73 к мощности турбины, устройство74 формирования модельного изменения расхода циркуляционной воды черезэквивалентный насос и модельных измененных значений расходов 75 и 76циркуляционной воды через эквивалентный насос и в конденсатор б, признак77 модельного изменения расхода 75циркуляционной воды через эквивалентный насос, сигнал 78 о скорости работы эквивалентного насоса, .устройство 79 определения измененного значения напора 80 эквивалентного насоса,устройство 81 определения мощности82 электродвигателя эквивалентногонасоса, устройство 83 определенияразности мощностей 84 турбины и эк-вивалентных насосов для измененногозначения расхода.75 циркуляционнойводы и предшествующего значения,значения разности мощностей 85 и 86турбины и электродвигателей эквива-.лентных насосов, предшествующие измененному значению расхода 75 циркуляционной воды, измененное и предшествующие значения расхода 87-89циркуляционной воды через эквивалентный циркуляционный насос, устройство 90 формирования сигнала 91 оптимальной скорости электродвигателейциркуляционных насосов 2 и 3 и признака 77 модельного изменения расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос, устройство 92 определения оптимального значения расхода 93 циркуляционной воды черезциркуляционные насосы 2 и 3, устройство 94 определения коэффициентов 95и 96 гидравлического сопротивлениясети циркуляционных насосов 2 и 3,устройство 97 определения оптимальных значений давления 98 и 99 циркуляционной воды на выходе циркуляци"онных насосов 2 и 3, устройство 100переключения скоростей работы циркуляционных насосов 2 и 3 и регулирующие устройства 101 и 102, управляю"щие механизмами 9 и 10 плавного разворота лопастей 4 и 5 циркуляционныхнасосов 2 и 3,Из канала 1 циркуляционной воды циркуляционные насосы 2 и 3 с поворотными лопастями 4 и 5 подают циркуляциониую воду в конденсатор б. Привод циркуляционных насосов 2 и 3 осуществляется электродвигателями 7 и 8, плавный разворот лопастей 4 и 5 - механизмами 9 и 10.Пар из цилиндра 11 среднего давления турбины поступает в цилиндры 12 низкого давления и далее в конденсатор б,Сигналы от датчиков 13-29 поступают на устройство 30 накопления нусреднения информации по времени.5 На выходе устройства 30 получаютусредненные по времени значения параметров 31-47, соответствующие сигналам датчиков 13-29.В устройствах 48, 50, 52, 54, 5610 определяются усредненные но измерениям значения соответственно температуры 49 цнркуляционной воды навходе в конденсатор б, температуры51 пара в конденсаторе б, температу 15 ры 53 циркуляционной воды на выходеиз конденсатора 6, давления 55 циркуляционной воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3, мощности 57электродвигателей 7 и 8 циркуляционных насосов 2 и 3.В устройстве 58 по усредненнымзначениям температуры 49 и 53 циркуляционной веды на входе и выходеконденсатора б, температуры 51 пара25 в конденсаторе 6, давления 42 парав одном из последних отборов турбины, давления 55 циркуляционной водына выходе циркуляционных,насосов 2 и3, мощности 57 циркуляционных насосов30 2 и 3 и уровня 27 вод в канале 1 определяются текущие параметры моделейдля исходного режима работы конденсатора 6, циркуляционных насосов 2 и 3и турбины: нагрев 59 циркуляционнойводы в конденсаторе б, температурныйЗ 5 напор 60 в конденсаторе б и расход.61 пара в конденсатор б. Методом последовательных приближений определяютрасход 62 циркуляционной воды черезэквивалентный насос, у которого мощ 40 ность электродвигателя, коэффициентыполезного действия насоса и двигателя и давление воды на выходе равнысоответствующим значениям усредненныхпараметров для циркуляционных насосов45 2 и 3, напор 63 эквивалентного насоса, коэффициент полезного действияэквивалентного насоса определяют ин"терполяцией по двум переменным заданной зависимости, Определяют геодези 50 ческую высоту 64 подъема воды и расход 65 циркуляционной воды через конденсатор б,В устройстве бб определяется текущее значение коэффициента. 67 теп 55 лопередачи в конденсаторе 6 для исходного режима, в устройстве 68 коэффициент 9 гидравлического сопротивления сети эквивалентного насосадля исходного режима, в устройстве 70,60 при первом .обращении к нему по усредненному значению температуры 51 парав конденсаторе б - давление 71 пара10 верхней границы допустимой областиработы эквивалентного насоса на первой скорости.При переходе с одной скорости работы эквивалентного насоса на другуюсоответственно изменяется сигнал 78о скорости работы указанного насоса.Определяют модельное измененноезначение расхода 76 циркуляционнойводы в конденсатор б..В устройстве 79 определяется измененное. значение напора 80 эквивалентного циркуляционного насоса, вустройстве 81 - коэффициент полезного действия эквивалентного насосаи мощность 82, потребляемая его 5 двигателем для измененных значенийрасхода 75 циркуляционной воды и напора 80, н устройстве 70 определяется нагрев циркуляционной воды в конденсаторе 6, соответствующий изме- ЗО ненному значению расхода 76 циркуляционной воды в конденсатор б и температурный напор, а затем н устройстве 70 - измененное значение температуры пара в конденсаторе б и соот ветствующее ему давление 71 пара.Полученное значение давления 71пара передается н устройство 72; вкотором определяется измененное значение поправки 73 к мощности турбины.4 О В устройстве 83 запоминается измененное значение мощности 82 электродвигателя эквивалентного насоса и,поправки 73 к мощности турбины и вычисляется разность мощностей 84 турбины 45 и электродвигателей эквивалентных насосов для измененного и предшествующего значений расхода 75 циркуляционнои воды через эквивалентный насос.В устройстве 83 запоминаются трипоследних значения указанной разностимощностей 84-86 и три последних значения расхода 87-89 циркуляционнойводы через эквивалентный насос.В устройстве 90 .сравниваются текущее и предыдущее значения указанноймощности. Если знак текущего значения разности мощностей 84,положительный, то проверяется равенство расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос значениям для нижней 60 границы допустимой области работы эквивалентного насоса на первой скорости и для верхней границы на второйскорости, Если одно иэ этих равенстввыполняется, формируются .такое значение признака 77 модельного изменения универсальной характеристике турбины - поправка 73 к мощности турбины,В устройстве 74 формируются значения модельного изменения расходациркуляционной воды через эквивалентный насос и модельных измененных расходов 75 и 76 циркуляционной водычерез эквивалентный насос и в конденсатор 6.При первом обращении к устройству 74 значение модельного изменениярасхода циркуляционной воды через эквивалентный насос принимает заданноепостоянное значение. При последующихобращениях величина указанного значения сохраняется, а знак определяетсяпризнаком 77 модельного изменениярасхода 75 циркуляционной воды черезэквивалентный насос.Через эквивалентный насос определяется модельное измененное значениерасхода 75 циркуляционной воды.Пронеряют, находится ли модельноеизмененное значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентныйнасос в допустимых пределах для первой или второй скорости работы эквивалентногс насоса.При выходе эа допустимые границыпринимают значение расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, соответствующее граничномузначению: при значений указанногорасхода 75 меньшем нижней границы допустимой области работы эквивалентного насоса на первой или второйскорости, принимается значение расхода циркуляционной воды для нижнейграницы соответственно для первойили второй скорости работы эквивалентного насоса, при значении указанного расхода 75 большем верхней границы допустимой области работы циркуляционного насоса на первой или второй скорости принимается значениерасхода для верхней границы соответ"стненно для первой или нторой скорости работы эквивалентного насоса.Если значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный на сос превышает значение расхода дляверхней границы допустимой областиработы эквивалентного насоса на первой скорости на величину модельногоизменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, то значение расхода 75 циркуляционной водычерез эквивалентный насос принимается равным значению расхода для нижнейграницы допустимой области работыэквивалентного насоса на второй скорости,.Таким образом осуществляется переход с первой скорости работы циркуляционного насоса на вторую, Лналогично осуществляется переход со второйскорости работы эквивалентного насоса на первую: если значение расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос меньше значения расхода для нижней границы допустимой области работы эквивалентного насосана второй скорости на величину модельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос,то значение расхода 75 циркуляционнойводы через эквивалентный насос принимается равным значению расхода.дляэффициенты полезного действия насосов 2 и 3, расход воды через циркуляционные насосы 2 и 3 и коэффициенты 95 и 96 гидравлического сопротивления сети циркуляционных насосов 2 и 3.В устройстве 97 по равным оптимальным значениям расхода 93 циркуляционной воды через циркуляционные насосы 2 и 3 определяются оптимальные значения напора и давления 98 и 99 циркуляционной воды на выходе циркуляционных насосов 2 и 3.Далее осуществляют переключение скоростей работы циркуляционных насосов 2 и 3, если она не соответствует оптимальной, и, воздействуя на механизмы 9, 10 плавного разворота лопастей 4 и 5 циркуляционных насосов 2 и 3, устанавливают на выходе каждого циркуляционного насоса 2 и 3 оптимальное значение давления 98 и 99 циркуляционной воды.Согласно предлагаемому способу в качестве давления пара 42 в одном из ,последних отборов турбины. измеряют, например, давление пара перед цилиндром 12 низкого давления турбины.Для переключения скорости работы циркуляционных насосов 2 и 3 на переключающее устройство 100.подают сигнал 91 оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3 и .в зависимости от его значения с помощью переключающего устройства 100 включают одну из обмоток электродвигателей 7 и 8 циркуляционных насосов 2 и 3, а для поддержания оптимальных значений давления 98 и 99 воды на выходе каждого циркуляционного насоса 2 и 3 эти значения сравнивают с измеренными значениями датчиками 25 и 26 и по полученным рассогласованиям с помощью регулирующих устройств 101 и 102, управляющих механизмами 9 и 10 плавного разворота лопастеи 4 и 5, изменяют их поло,жения. Эффективность предлагаемого способа определяется увеличением разности между мощностями турбины и электродвигателей циркуляционных насосов. Это разность увеличивается из-за повышения почти на порядок точности определения нагрева циркуляционной воды в конденсаторе, что обеспечивает достоверность получаемого оптимального значения расхода циркуляционной воды, Кроме того, увеличение.указанной разности достигается путем учета индивидуальных характеристик их сетей, а также более точным определением значения оптимального расхода циркуляционной воды по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответструющими значениями разности мощностей турбины и электродвигателей циркуляционных насосов расхода циркуляционной воды через эквивалентный насос, которое означает прекращение изменения указанного расхода 75, и сигнал 91 оптимальной скорости работы циркуляционных насосов.Если ни одно из указанных равенств 5 не выполняется, то признак 77 модельного изменения расхода циркуляционной воды через эквивалентный циркулгционный насос принимает значение, соответствующее дальнейшему изменению .указан-,9 ного расхода 75 в ту же сторону.Если знак разности мощностей при . первом определении отрицательный,то указанный признак 77 принимает значение, соответствующее модельному изменению расхода 75 циркуляционной воды на,прежнюю величину, но в противоположную сторону.Если знак разности мощностей изменяется с положительного на отрицательный, то формируются значение признака 77 изменения указанного расхода 75 циркуляционной воды, означающее прекращение модельного изменения расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос, и сигнал 91 оптимальной скорости работы циркуляционных насосов 2 и 3.Поиск оптимального значения расхода 75 циркуляционной воды через эквивалентный насос ведется циклически, при этом устройства 74, 79, 81, 70, 72, 83 и 90 работают последовательно и передают друг другу информацию до тех пор, пока поиск не окончится.По окончании поиска оптимального 35 модельного значения расхода 75 циркуляционной воды в устройстве 90 формируется сигнал 91 оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3; 40В устройстве 92 из устройства 83 передаются три последних значения расхода 87-89 циркуляционной воды через эквивалентный насос и разности мощностей 84-86 турбины и электро двигателей эквивалентных насосов. Если в устройстве 90 произошла смена знака разности мощностей с положительного на отрицательный,то в устройстве 92 определяется оптимальное значение расхода 93 циркуляционной воды через циркуляционные насосы 2 и 3, которое соответствует максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствующими,значениями расхода 87-89 циркуляционной воды через экви валентный насос и разности мощностей 84-86 турбины и электродвигателей.В устройстве 94 для каждого циркуляционного насоса 2 и 3 по измеренным в исходном режиме значениям мощности 60 46 и 47 электродвигателей циркуляционных насосов 2 и 3, давления 43 и 44 воды на их выходе, уровня воды в канале 1 и геодезической высоте 64 подъема воды определяются напор, кои расхода воды через эквивалентные насосы.Экономическая эффективность предлагаемого способа составляет около 30 тыс.руб. в год для энергоблока мощностью 1200 МВт. 5Применение способа целесообразно на энергоблоках, имеющих индивидуальные циркуляционные насосы с механизмами плавного разворота лопастей.10формула иэо,ретения1, Способ управления конденсационной установкой энергоблока путем измерения температуры циркуляционной воды.на входе и выходе конденсатора, температуры пара в конденсаторе,давления пара в отборе турбины, давления воды ка выходе каждого циркуляционного насоса, уровня воды .перед насосами и мощности их электродвигателей, усреднения значений измеренных параметров по времени и точкам измерений, определения по усредненным значениям текущих параметров моделей конденсатора 25 турбины, эквивалентных насосов и сети, модельного изменения расходов циркуляционной воды через эквивалентные насосы и конденсатор и определения на указанных моделях разности мощностей турбины и электродвигателей эквивалентных насосов для измененного и предшествующего значений расхода воды до дости жения максимума указанной разности мощностей и формирования после этого 35 сигнала оптимальной скорости электродвигателей циркуляционных насосов и оптимального значения расхода воды через эквивалентные насосы, переключения электродвигателей циркуляционных насосов в соответствии с сигналом оптимальной скорости и поддержания давления воды на выходе циркуляционных насосов измеиением положения лопастей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, по усредненным значениям измеренных параметров и оптимальному значению расхода воды через эквивалентные насосы определяют для каждого циркуляционного насоса коэффициент гидравлического сопротивления сети и с его учетом оптимальное значение давления на выходе насоса, определяют сигналы рассогласования измеренных и найденных оптимальных значений давления и изменение положения лопастей каждого циркуляционного насоса ведут по сигналу рассогласования для этого насоса.2. Способ по п.1, о т л и ч а,ю - щ и й с я тем, что оптимальное значение расхода воды через эквивалентные насосы определяют по максимуму квадратичной зависимости между тремя соответствуюи 1 ими значениями расхода воды через эквивалентные насосы и разности мощностей турбины и электродвигателей,. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 459656, кл. Г 28 В 11/00, 1973.2. Борисова Е.В. и др. Задача оптимизации вакуума в конденсаторахэнергоблоков с индивидуальным подводом охлаждающей воды.- "Вопросы прбмышленной кибернетикиф, вып.56. М.,акаэ 7606/17 Тираж 685 ПодписноеИИПИФилиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная,