PL153398B1 - Sposób i układ regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	153 398
Patent dodatkowy do patentu nr -	Int. Cl.s H02I 3/04
	Zgłoszono: 87 11 26 /P. 269109/
	Pierwszeństwo - '	. r * r ·
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 89 05 30
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 10 31

Twórcy wynalazku: Andrzej Szołtysek, Tadeusz Sopicki, Czesław Grzesik, Ryszard Dudek, Teofil Skolik

Uprawniony z patentu: Elektrownia Rybnik,

Rybnik Wielopole /Polska/

SPOSÓB I UKŁAD REGULLACI OBCIĄŻENIA KOTŁA PODCZAS PRACY BLOKU ENERGETYCZNEGO W SYSTEMIE AUTOMATYCZNEJ REGULLACI MOCY I CZĘSTOTLIWOŚCI

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości, zwłaszcza w przypadku włączenia bloku energetycznego do zdalnej regułami mocą czynną sygnałem sterujccym mocą szybkozmienną z Państwowej Dysp^y^i Mocy oraz układ do regułami obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regułami mocy i częstotliwości.

Prawidłowa praca systemu energetycznego wymaga zachowania w każdym Mommecie równowagi pomiędzy mocą produkowaną i mocą odbieraną. Istnieje więc konieczność posiadania rezerwy szybkiej mocy regulacyjnej. Przy pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości, podstawowym parametrem regulowanym jest moc czynna. Przy włączeniu bloku energetycznego do zdalnej regulacji mocą czynną zmienia się zasadniczo charakter kotła jako obiektu regulacci. Z obiektu o charakterze inercyjnym z samowyΓównaciem przechodzi w obiekt o charakterze całkującym. Zmiana ta wymusza całkowitą zmianę istnieąącego sposobu regułami obciążenia kotła, a w szczególności sposobu regułami ciśnienia pary za kotłem.

Dotychczas praca bloków energetycznych w systemie energetycznym odbywa się bez dokładnej regulacji mocy czynnej. Ciśnienie pary za kotłem jest utΓzymywace na stayym poziomie za pcmocą zaworów regulacyjnych. Inny znany sposób utrzymywania stałego ciśnienia pary za koturn polega na pełnym otwarciu zaworów regulacyjnych przy pracy poślizgowej Ze względów eksploatacyjnych w obu przypadkach praca odbywa się ze stayym ciśnieniem pary za kotłem, natomiast moc czynna bloku energetycznego zmienia się w sposób nieklntΓoloiany w zależności od chwilowej wydajności kotła powodowanej zmianą kaloryczności paliwa.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 117 440 elektrohydrauliczny układ regulacji częstotliwości i mocy czynnej elektromagnetycznego systemu wydzielonego połączonego poprzez wyłącznik mocy z łlektroeneΓgecąccπyy sys^niem ogóln^^^wym zawierający turbozespoły z

153 398

153 398 przetwornikami mocy i mechanohydraulicznymi regulatorami. Do każdego turbozespołu dcłączony jest regulator elektrohydrauliczny, na którego wejście poprzez człon proporcjonalny podawany jest sygnał z eummtora sterowanego sygnałem z dwóch gałęzi równoległych połączonych z siecią łączącą system wydzielony z wyłącznikiem mocy· Przetwornik częstotliwości połączony jest poprzez węzeł z członem proporcjonalno-całkującym, z którego sygnał steruje sumatorem bezpośrednio oraz poprzez przekaźnik, węzeł sumujący i nastawnik mocy· Przetwórnik mocy jest połączony z sumatorem, poprzez przekaźnik połączony za pośredni^Nem wyłącznika z węzłem sumującym i nastawnikiem mocy·

Sposób regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości według wynalazku polega na tym. że wartość zadaną mocy złożonej z mocy bazowej zadanej przez operatora z pulpitu sterującego i mocy szybkozmiennej zadanej zdalnie z Państwowej Dyspohydji Mocy, uzyskuje się przez dokonanie zmiany mocy generowanej przez turbozespół wokół punktu pracy określonej wartością mocy bazowej za pomocą regulatora, którym steruje się z zadaną szybkością zaworami turbiny za pośriroiciwem elektrahydrauMcznego sioownika oraz za pomocą regulatora, którym steruje się bez zwłoki czasowej ilością i szybkością podawanego do kotła paliwa·

ZmnOejszinii wahania wartości ciśnienia pary na wylocie kotła przy zmianach mocy generowanej przez turbozespół uzyskuje się dokonując dynamicznej zmiany ilości podawanego paliwa do kotła za pomocą sygnału różnicy wartości chwilowej i wartości, zadanej ciśnienia pary na wylocie kotła· Stabilizację wartości ciśnienia pary nasyconej w walczaku przy zakłóceniach występujących podczas pracy kotła uzyskuje się dokonując zmiany ilości podawanego paliwa do kotła za pomocą sygnału otrzymanego przez logiczne sumowwnie sygnału różnicy wartości chwilowej i wartości zadanej ciśnienia pary na wylocie kotła, sygnału sterującego mocą szybkozmienną oraz hdpowiidnio przetworzonego w członie różniczkującym i czułego na wszelkie zmiany parametrów kotła sygnału wartości ciśnienia pary nasyconej w walczaku· Sygnałem tym hddziułdiuji się na pracę regulatora sterującego ilością paliwa podawanego do kotła, w celu niedopuszczenia do powstania dużych wahań ciśnienia pary nasyconej w walczaku·

Układ regułami obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości według wynalazku zawiera w części obiektowej pomiarowe przetworniki ciśnienia pary nasyconej w walczaku i na wylocie kotła, pomiarowe przetworniki mocy bazowej i mocy generowanej przez turbozespół oraz pomiarowy przetwornik ilości podawanego paliwa do kotła· W części wykonawczej układ zawiera regulator sterujący pracą zaworów turbiny za pomocą elekt ohydraalccznego sioownika wykonawczego oraz regulator sterujący ilością podawanego paliwa do kotła za pomocą elektłocznych sioowników wykonawczych·

Wejścia regulatora sterującego pracą zaworów turbiny są połączone z wyjściem pomiarowego przetwornika' mocy generowanej przez turbozespół, wyjściem pomiarowego przetwornika mocy bazowej zadanej z pulpitu operatora i wyjściem sygnału sterującego mocą szybkozmienną. Natomiast wyyście sterujące tego regulatora jest połączone z elektrohydrauiiczyym siłownikeem wykonawczym, a wyyście różnicowe jest połączone z wejściem sumtora połączonego drugim wejściem poprzez blok mnożący z wyjściem reguła to ra wzιnmrcZenir sygnału ilości paliwa i pomiarowym przetwornikem ilości paliwa podawanego do kotła· Z kolei wyyście sumtora jest połączone z jednym z wejść regulatora sterującego ilością podawanego do kotła·

Drugie weeście tego regulatora jest połączone z ^^yśc^i^m innego summa, do którego wejść są przyłączone · wyyście bloku różniczkującego połączonego poprzez polaryzujący sumator z w^yśc^i^m sygnału steruj ącego mocą szybkozmienną· wyyście sygnału s teruj ącego mocą szybkozmienną, wyyście innego członu różniczkującego połączonego z pomia^Nym przetwornikeem ciśnienia pary nasyconej w walczaku oraz wyyście sumaaora, które jest równolegle połączone z wejściem regulatora wzmernZenia sygnału ilości paliwa i wejściem regulatora sterującego pracą zaworów turbiny· Z kolei weeścia tego sumatora są połączone z wyjściem pomiarowego przetwórńika zadanej wartości ciśnienia pary na wylocie kotła i ^^yśc^i^m pomiarowego przetwornika ciśnienia pary nasyconej na wylocie kotła· Wyście członu różniczkującego połączonego z pomiαrowym przetwornikem ciśnienia pary nasyconej w walczaku jest ponadto równooegłe połączone z wejśceem regulatora wzmomźenia sygnału ilości paliwa·

153 398

Zaletę rozwiązania według wynalazku jest możliwość uzyskania szybkiej zmiany nocy turbozespołu przy niewielkich zmianach wartości ciśnienia pary za kotłem, wzrost dynamiki kotła oraz stabilizacja ciśnienia pary przy zakłóceniach pochodzących od kotła· Sposśb regulacji obciążenia kotła urnmoliwia ponadto spełnienie ostrych wymagań technologicznych kloku energetycznego pracującego w systemie regulacji mocy czynnej szybkozmiennej·

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na ktśrym fig.l przedstawia schemat blokowy układu regulacji obciążenia kotła podczas ' pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości, a fig.2 wykres zależności wzrostu mocy generowanej przez turbozespół od zmiany wartości ciśnienia pary za kotłem w stosunku do wartości zadanej ciśnienia·

Układ regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości według wynalazku /fig«l/ zawiera w części obiektowej pomiarowy przetwornik 1 ciśnienia pary nasyconej w walczaku i pomiarowy przetwornik 2 pary na· wylocie kotła, pomiarowy przetwornik mocy bazowej Yo pomiarowy przetwornik 4 mocy generowanej przez turbozespół oraz pomiarowy przetwornik 3 ilości paliwa podawanego do kotła·

W cząści wykonawczej układ zawiera regulator 14 sterujący pracą zaworśw turbiny za pomocą elektrohydraulicznego siłownika wykonawczego oraz regulator 13 sterujący ilością paliwa podawanego do kotła, za pomocą elektrycznych sl.^^^nd^l^(Sw wykonawczych· Weiśc^a regulatora 14 sterującego pracą zaworów turbiny są połączone z wyjściem pomiarowego przetwornika 4 mocy generowanej przez turbozespół, wyjściem pomiarowego przetwornika mocy bazowej Yo zadanej z pulpitu operatora i wyjściem sygnału sterującego mocą szybkozmienną Yl. Wyyście sterujące regulatora 14 jest połączone z elektłohydΓaulicmrym sioownikiem wykonawczym, rnstomLast wyjście cślnicowe regulatora 14 jest połączone z wejściem sumatora 12 połączonego drugim wejściem poprzez blok mnożący 8 z wyjściem regulatora 11 wzmoocienia sygnału ilości paliwa i pomiarowym przetwłrnikiem 3 ilości paliwa podawanego do kotła· Wyyście sumatora 12 jest połączone z jednym z wejść regulatora 13 sterującego ilością paliwa podawanego do kotła·

Drugie wejście regulatora 13 sterującego ilością paliwa podawanego do kotła jest połączone z wyjściem innego sumatora 10, do ktśrego wejść są przyłączone, wyjście bloku rślniczkującego 9 połączonego poprzez polaryzujący sumtor 5 z wyjściem sygnału sterującego mocą szrbkozmiiiią Yl, wyjście sygnału sterującego mocą szrbkozmiiiią Yl, wyjście członu rśżniczkującego 6 połączonego z pomiarowym przetworni^em l ciśnienia pary nasyconej w walczaku oraz wyjście sumatora 7·

Wyście sumatora 7 jest ^wno^le połączone z wejściem regulatora 11 wzmołiienia sygnału ilości paliwa, wejściem regulatora 14 sterującego pracą zaworśw turbiny i ^^jśce^m sumaaora 10. Weścia sumatora 7 są połączone z wyjściem pomiarowego przetwornika e zadanej wartości ciśnienia pary na wylocie kotła i wyjś^em pomiarowego przetwornika 2 ciśnienia pary nasyconej na wylocie kotła. Wyście członu rślniczkującego 6 jest ponadto połączone ^wnolegle z wejściem regulatora 11 wzr^^nenia sygnału ilości paliwa· Wykres zależności wzrostu mocy generowanej przez tuΓbłzispśł od zmiany wartości ciśnienia pary za kotłem w stosunku do wartości zadanej tego ciśnienia zobrazowano na fig.2. Sygnał k sinicy wartości ciśnienia pary za kote^m steruje pracą bloku iieliłłiwego jaki stanowi regulator 11 wzmocnienia ilości paliwa, regulator 14 sterujący pracą zaworśw turbiny i sumator 10 wraz z regu^-atorem 13 sterujący ilością paliwa podawanego do kotła.

Sposśb regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotlwwości polega na tym, le wartość zadaną mocy złożonej z mocy bazowej Yo zadanej przez operatora z pulpitu sterującego i mocy szybkozmiennej Yl zadanej zdalnie z państwowej dyspozycci mocy, uzyskuje sią przez dokonanie zmiany mocy 4 generowanej przez turbozespśł wokół punktu pracy określonej wartością mocy bazowej Yo za pomocą regulatora 14, ktśrym steruje sią sygnałem 1 z zadaną szybkością pracą turbiny za pośredni^i^w^^m elektłohydraulicinegł słownika wykonawczego oraz za pomocą regulatora 13, którym steruje sią bez zwłoki czasowej ilością i szybkością paliwa 3 podawanego do kotła.

153 398

Zmniejszenie wahania wartości ciśnienia 2 pary na wylocie kotła przy zmianach mocy 4 generowanej przez turbozespół uzyskuje sią dokonując dynamicznej zmiany ilości paliwa 3 podawanego do kotła za pomocą sygnału k różnicy wartości chwilowej ciśnienia 2 i wartości zadanej ciśnienia e pary na wylocie kotła·

Stabilizacją wartości ciśnienia 1 . pary nasyconej w walczaku przy zakłóceniach występujących podczas pracy kotła uzyskuje sią przez dokonywanie zmiany ilości paliwa 3 podawanego do kotła za pomocą sygnału n otrzymanego przez logiczne sumowanie sygnału różnicy k wartości chwilowej 2 i wartości zadanej e ciśnienia pary na wylocie kotła· sygnału sterującego mocą szybkozmienną Yl oraz odpowiednio przetworzonego w członie różniczkującym 6 1 czułego Ha wszelkie zmiany parametrów kotła sygnału a wartości ciśnienia 1 pary nasyconej w walczaku· Sygnałem n steruje sią pracą regulatora 13 ilości paliwa 3 podawanego do kotła w celu niedopuszczenia do powwtania dużych wahań ciśnienia pary nasyconej w walczaku·

Zdalny sygnał sterujący mocą szybkozmienną Yl z państwowej dyspozyyji mocy zmienia moc 4 turbozespołu wokół punktu pracy określonego wartością mocy bazowej Yo poprzez regulator 14 sterujący pracą zaworów turbiny· Oednocześnie sygnał sterujący mocą szybkozmienną Yl poprzez summtor 10 i regulator 13 zmienia iloćć paliwa 3 podawanego do kotła* przy czym dodatko wo poprzez summa^or polaryzujący 5 i blok różniczkujący 9 przyspiesza zmianą ilości paliwa 3 podawanego do kotła·

Taki przebieg sygnału umooliwia szybką zmianą mocy turbozespołu przy niewielkich zmianach ciśnienia pary za kotłem· Zmiana pierwotnej mocy bazowej Yo turbozespołu nastąpuje po zm^^niLe sygnału Yo mocy bazowej poprzez siłownik elektrohydrauliczny z zadaną szybkością* na przykład 4 M^/i^in. Ten sam sygnał Yo* zmienia bez zwłoki czasowej ilości paliwa podawanego do kotła· / ten sposób kocioł szybciej zmienia swoją wydajność, jest przygotowany do zoiany mocy·

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1· Sposób regułami obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotliwości, zwłaszcza przy włączeniu bloku energetycznego do zdalnej regułami mocą czynną sygnałem sterujccyo mocą czynną, sygnałem sterującym mocą szzbkozmieiią, znamienny tym, że wartość zadaną mocy złożonej z mocy bazowej /Yo/ zadanej przez operatora z pulpitu sterującego i mocy szybkozoi6nnej /Ύ1/ zadanej zdalnie z Państwowej Dyspozy^^ Mocy, uzyskuje sią przez dokonanie zmiany mocy /4/ generowanej przez turbozespół wokół punktu pracy określonej wartością mocy bazowej /Yo/ za pomocą regulatora //14/, którym steruje sią z zadaną szybkością zaworami turbiny za pośrednictwem elektrohydraulicznego tiZownika wykonawczego oraz za pomocą regulatora /13/, którym steruje sią bez zwłoki czasowej ilością i szybkością paliwa //3/ podawanego do kotła, przy czym zmnnejszenie wahania wartości ciśnienia //2/ pary na wylocie kotła przy zmianach mocy /4/ generowanej przez turbozespół uzyskuje sią dokonując dynamicznej z^^any ilości podawanego paliwa /3/ do kotła za pomocą sygnału różnicy /k/ wartości chwilowej //2/ ciśnienia i wartości zadanej /e/ ciśnienia pary na wylocie kotła, natomiast stabilizację wartości ciśnienia /1/ pary nasyconej w walczaku przy zakłóceniach wysypujących podczas pracy kotła uzyskuje sią przez dokonywanie zmiany ilości podawanego paliwa /3/ do kotła za pomocą sygnału /m/ otrzymanego- przez logiczne $0001^018 sygnału różnicy /k/ wartości chwilowej //2/ i wartości zadanej /e/ ciśnienia pary na wylocie kotła* sygnału sterującego mocą szybkzzmieinj /Yl/ oraz odpowiednio przetworzonego w członie różniczkującym /6/ i czułego na wszelkie zmiany parametrów kotła sygnału /a/ wartości ciśnienia /1/ pary nasyconej w walczaku, którym steruje sią pracą regulatora //13/ w celu niedopuszczenia do powstania dużych wahań ciśnienia pary nasyconej w walczaku·
2. 2· Układ regulacji obciążenia kotła podczas pracy bloku energetycznego w systemie automatycznej regulacji mocy i częstotlwwości, zawierający w cząści obiektowej pomiarowe przetworniki ciśnienia pary nasyconej w walczaku i na wylocie kotła, pomiarowe przetworniki

   153 398 mocy bazowej i mocy generowanej przez turbozespół oraz pomiarowy przetwornik ilości paliwa podawanego do kotła, w części wykonawczej zawierający regulator sterujący pracą zaworów turbiny za ponocą elektrohydraulicznego siłownika wykonawczego oraz regulator sterujący ilością- podawanego paliwa do kotła za ponocą elektrycznych sl.^^w^ni^l^(5w wykonawczych, znamienny tym, że wejścia regulatora /14/ sterującego pracą zaworów turbiny są połączone z wyjściem pomiarowym przetwornika /4/ nocy generowanej przez turbozespół, wyjściem pomiarowego przetwornika mocy bazowej /Yo/ zadanej z pulpitu operatora i wyjściem sygnału sterującego nocą szybkozmienną /Yl/, natomiast wyjście sterujące regulatora /14/ jest połączone z elektłohydΓaulizmrym slównikilem wykonawczym, a wyjście różnicowe jest połączone z wejściem sumtora /12/ połączonego drugim wejściem poprzez blok mnożący /8/ z wyjściem regulatora /11/ ^^mmocii^r^^^a sygnału ilości paliwa i pomiarowym przetwornikiem /3/ ilości paliwa podawanego do kotła, natomast wyjście sumatora /12/ jest połączone z jednym z wejść regulatora /13/ sterującego ilością paliwa podawanego do kotła, przy czym drugie wejście tego regulatora /13/ jest połączone z wyjściem innego sumatora /10/, do którego wejść są przyłączone, wyjście bloku różniczkującego /9/ połączonego poprzez polaryzujący sumator /5/ z wyjściem sygnału sterującego mocą szybkozeieiią /Yl/, wyjście sygnału sterującego mocą szybkozmienną /Yl/, wyjście członu różniczkującego /6/ połączonego z pomiarowym przetwornikiem /1/ ciśnienia pary nasyconej w walczaku oraz wyjście summaora /7/, które jest równolegle połączone z wejściem regulatora /11/ wzmmocienia sygnału ilości paliwa i wejściem regulatora /14/ sterującego pracą zaworów turbiny, z kolei wejścia summaora /7/ są połączone z wyjściem pomiarowego przetwornika /e/ zadanej wartości ciśnienia pary na wylocie kotła i wyjściem pomiarowego przetwornika /2/ ciśnienia pary nasyconej na wylocie kotła, przy czym wyjście członu różniczkującego /6/ jest ponadto połączone równolegle z wejściem regulatora /11/ wzmocnienia sygnału ilości paliwa· ł do podajników paliwa

   153 398

   P danenic (oyjnot k) ^f‘9·²·

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł