Система температурной коррекции соотношения вода - топливо прямоточного котла

 

Изобретение позволяет повысить точность поддержания температуры рабочей среды в пароводяном тракте прямоточного котла за счет использования динамически преобразованного сигнала от Датчика 7, характеризующего избыток воздуха в топке котла, подключенного к входу дифференциатора 4, выходом соединенного с температурным корректором 1 соотношения вода - топливо. 1 ил. -S Ё с о ел о 00 .

СОЮЗ COBE1CÊÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 22 G 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

lОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4676685/06 (22) 11.04.89 (46) 30.11.91.Бюл. М 44 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского и Производственное объединение по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанции и сетей

"Союзтехэнерго" (72) В.А. Биленко, Э.Э,Микушевич и

Ю.И.Гомзяков (53) 621.182.26 (088.8) (56) Васильев В.И., Малеев В,А. Опыт разработки и внедрения всережимной системы автоматического регулирования энергоблока с газомазутным котлом ТГМП вЂ” 314Ц.

"Теплоэнергетика", 1979, hh 8, с. 11, рис. 1.. Ы 1695034 А1 (54) СИСТЕМА ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРЕКЦИИ СООТНОШЕНИЯ ВОДА — ТОПЛИВО

ПРЯМОТОЧНОГО КОТЛА (57) Изобретение позволяет повысить точность поддержания температуры рабочей среды в пароводяном тракте прямоточного котла за счет использования динамически преобразованного сигнала от Датчика 7. характеризующего избыток воздуха в топке котла, подключенного к входу дифференциатора 4, выходом соединенного с температурным корректором 1 соотношения вода— топливо. 1 ил.

1695034

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования энергоблоков.

При возмущениях, приводящих к перераспределению конвективного и радиационного тепла в топке котла без изменения суммарного тепловыделения, соотношение вода — топливо должно оставатьСя неизменным, Такая задача возникает при воздушных возмущениях, Температурный корректор соотношения вода — топливо не должен на них реагировать, Известна система температурой коррекции соотношения вода — топливо прямоточного котла.

Однако эта система не всегда гарантирует диапазон регулирования клапана первого по ходу среды регулируемого впрыска вследствие наличия неконтролируемых поверхностей нагрева между местом установки датчика температуры и впрыском.

Это приводит к ненужному изменению соотношения вода — топливо при воздушных возмущениях, приводящих к перераспределению конвективного и радиационного тепла без изменения суммарного тепловыделения.

Известна также система температурной коррекции соотношения вода — топливо прямоточного котла, Однако и эта система имеет недостаток, состоящий в плохом качестве регулирования при воздушных возмущениях, приводящих к перераспределению конвективного и радиационного тепла без изменения суммарного тепловыделения. B этом случае сигнал по температуре пара в промежуточном сечении тракта котла вследствие изменения количества радиационного тепла дает ложную реакцию и корректор формирует сигнал изменения соотношения вода— топливо, что не требуется. В результате существенно ухудшается качество поддержания температуры пара по тракту котла.

Целью изобретения является повышение качества поддержания температуры пара по тракту котла путем компенсации влияния воздушных возмущений на температуру парэ в промежуточном сечении.тракта котла.

В систему температурной коррекции соотношения вода — топливо прямоточного котла, включающую в себя температурный корректор соотношения вода — топливо, к входам которого подключены датчик и задатчик сигнала, характеризующего положение регулирующего клапана первого по ходу среды регулируемого впрыска, а также дифференциатор, к входу которого подклю50. рактеризующего положение клапана. Температурный корректор 1, стремясь устранить отклонение этого сигнала от его заданного значения, формирует сигнал изменения соотношения вода — топливо, что позволяет изменить уровень температуры пара перед впрыском и тем самым, восстаноэить заданное значение положения клэпана.

Например, если регулятор впрыска переместил клапан в сторону "Меньше", т.е.

Ъ

45 чен датчик сигнала, характеризующего энтальпию пара в промежуточнОм сечении тракта котла, дополнительно введен динамический преобразователь, к входу которого подключен датчик сигнала, характеризующего избыток воздуха. В качестве сигнала, характеризующего избыток воздуха, может быть использован или непосредственно сигнал по содержанию кислорода (02) в уходящих газах, или небаланс между заданным и фактическим значением

02 или комбинированный сигнал, характеризующий наряду с 02 хим- и мехнедожог, В результате дополнительного введения динамического преобразователя, к входу которого подключен датчик сигнала, характеризующего избыток воздуха, а выход подключен к входу дифференциатора происходит повышение качества поддержания температуры пара по тракту котла, вследствие компенсации влияния воздушного возмущения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы.

Система содержит температурный корректор 1 соотношения вода — топливо, к входам которого подключен датчик 2 и задатчик 3 сигнала, характеризующего положение регулирующего клапана первого по ходу среды регулируемого впрыска, а также дифференциатор 4, к входу которого подключен датчик 5 сигнала, характеризующего энтальпию пара в промежуточном сечении тракта котла..Система содержит также динамический преобразователь 6, к входу которого подключен датчик 7 сигнала, характеризующего избыток воздуха.

Система работает следующим образом.

B нормальном режиме работы котла при обычных эксплуатационных возмущениях регулятор (не показан) первого по ходу среды регулируемого впрыска, стремясь поддержать температуру на выходе котла (если на котле, как в последнее время часто бывает имеется только один выходной впрыск) или за одной иэ ступеней пароперегревателя (в противном случае), изменяет положение клапанов впрыска. Это ведет к изменению величины сигнала датчика 2, ха1695034 уменьшил расход воды на впрыск, то корректор температуры изменяет соотношение вода — топливо таким образом, чтобы повысить уровень температуры пара перед впрыском.

Реагируя на это увеличение температуры, регулятор впрыска увеличивает расход воды на впрыск, возвращая клапан впрыска в исходное положение. В связи с большой инерционностью канала "соотношение вода — топливо — температура среды перед впрыском" действие корректора по отношению сигнала датчика 2 является относительно медленным, что однако вполне приемлемо в нормальном режиме работы блока при обычных эксплуатационных возмущениях.

При больших возмущениях (изменении нагрузки, топливных возмущениях и т,д.), приводящих к значительному изменению температурного режима по тракту котла до первого регулируемого впрыска, действие корректора только по отклонению сигнала датчика 2 будет явно неэффективным. В этих режимах требуемое качество регулирования обеспечивает использование сигнала датчика 5, характеризующего энтальпию пара в промежуточном сечении тракта котла (обычно за СРЧ или за ВРЧ). Этот сигнал имеет значительно более благоприятные динамические характеристики, что не только обеспечивает своевременную реакцию . на изменение соотношения вода — топливо, но и позволяет реализовать в опережающем контуре "качественные" значения параметров настройки: большое значение коэффициента усиления (произведение коэффициентов усиления дифференциа ора 4 и корректора 1) и малое значение времени интегрирования корректора Ти.

Однако быстрая реакция системы на отклонение сигнала датчика 5 могла бы играть и отрицательную роль. Если бы, как в прототипе в системе отсутствовала компенсация отклонения сигнала датчика 5 при изменении избытка воздуха, то при воздушных возмущениях, приводящих к перераспределению конвективного и радиационного тепла без изменения суммарного тепловыделения, отклонение сигнала датчика 5 приводило бы к включению в работу корректора и изменению соотношения вода — топливо, что не требуется вообще или требуется в значительно меньших размерах и может быть осуществлено достаточно медленно под влиянием отклонения сигнала датчика

2. Ввод через динамический преобразователь 6 сигнала датчика 7, характеризующего избыток воздуха, обеспечивает равенство нулю суммарного сигнала на входе в диффеWgp)=

W (p)

w (p) где Ws(p и W7(p) — передаточные функции

10 сигналов соответственно датчиков 5 и 7 при возмущении расходом воздуха, Для реализации Wqp) должно быть использовано интегродифференцирующее звено. Например, если произошло увеличение расхода воздуха, то сигнал датчика 5, характеризующий энтальпию среды в топоблок динамического преобразователя (ДИН) N .21.

35 Изобретение может найти применение в энергетике, в первую очередь, в системах автоматического регулирования энергоблоков с газомазутными котлами.

Экономическая эффективность от внед40 рения изобретения, например, для газомазутных энергоблоков 300 Мвт может быть оценена следующим образом.

По данным промышленных испытаний в . базовом объекте-прототипе при иэменени45 ях нагрузки, сопровождаемых сильными воздуш н ы ми возмущениями, вследствие реакции сигналов датчика 5 и вызванной ей

50 этом среднеквадратичное отклонение температуры в промежуточном сечении тракта котла, например, за ВРЧ, составляет 22 С.

30 ренциатор 4 и исключает ложную работу корректора 1 при воздушных возмущениях.

Передаточная функция динамического преобразователя 6 определяется формулой чных поверхностях нагрева, уменьшается.

Сигнал датчика 7, характеризующий избыток воздуха, наоборот, увеличивается. А так как динамический преобразователь 6 настроен согласно выражению (1), то сумма сигналов на входе дифференциатора 4 равна нулю.

Реализация системы может быть осуществлена на любых типах современной аналоговой (КАСКАД-2, АКЭСР— 2) или цифровой (Ремиконт, ПРОТАР) аппаратуры.

Для реализации динамического преобразователя 6, представляющего собой интегродифференциру ощее звено, например, прииспользовании аппаратуры Ремиконт должен быть использован алгоритмический ложной работой температурного корректора t осуществляется нарушение соотношения вода — топливо, что приводит к отклонению температурного режима. При

Согласно изобретению ложная реакция корректора исключается и среднеквадратичное отклонение уменьшается до 1,7 С.

Экономический эффект при этом определя1695034

Составитель М,Лазутов

Техред M. Ìîðãåíòàë Корректор Т.Колб

Редактор С,Лисина

Заказ 4149 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская йаб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ется удлинением срока службы металла поверхностей нагрева, увеличением долговечности работы блока (так как улучшение качества поддержания температуры в промежуточном сечении улучшает и качество стабилизации выходной температуры) и меньшим износом регулирующих органов питания и топлива.

Формула изобретения

Система температурной коррекции соотношения вода — топлива прямоточного котла, содержащая температурный корректор, к входам которого подключен датчик и задатчик сигнала, характеризующего положение регулирующего клапана первого по ходу рабочей среды регулируемого впрыска, и выход дифференциатора, к входу которого подключен. датчик сигнала, характеризую5 щего знтальпию пара в промежуточном сечении тракта котла, отличающаяся тем. что, с целью повышения точности поддержания температуры пара в тракте котла, она дополнительно содержит динамический

10 преобраэователЬ и датчик сигнала, характеризующего избыток воздуха в топке котла, подключенный через динамический преобразователь к входу дифференциатора,