способ автоматизированного управления паротурбинным энергоблоком

Формула изобретения

Способ автоматизированного управления энергоблоком, оборудованным паровым котлом, паровой турбиной и системой регенеративного подогрева питательной воды котла отборным паром турбины с регулирующими клапанами на линиях подачи питательной воды и топлива в котел, подачи пара в турбину и запорными клапанами на линиях отбора пара на регенерацию, предусматривающий работу энергоблока на электросеть в режимах номинального и скользящего давления с формированием управляющего сигнала в соответствии с изменением режима нагрузки и по отклонению от заданного значения частоты в электросети, отличающийся тем, что дополнительно регулирующими клапанами оборудуют линии отбора пара из турбины в систему регенерации, при переходе с одного установившегося режима на другой в пределах номинальной нагрузки воздействуют на регулирующие клапаны подачи топлива и питательной воды в котел, оставляя полностью открытыми клапаны на линии подачи пара в турбину и на указанных линиях отбора пара, при необходимости быстрого перехода в допустимых пределах на нагрузку выше номинальной прикрывают регулирующие клапаны на линиях отбора пара, регулирующие же клапаны на линии подачи пара в турбину прикрывают только кратковременно при регулировании частоты в электросети с возвратом клапанов в исходное полностью открытое состояние после установления частоты в заданных пределах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для экономичного автоматизированного управления паротурбинными энергоблоками в режимах номинального и скользящего давления.

Известен принимаемый в качестве прототипа заявляемого технического решения способ автоматизированного управления энергоблоком, оборудованным паровым котлом, паровой турбиной и системой регенеративного подогрева питательной воды котла отборным паром турбины с регулирующими клапанами на линиях подачи питательной воды и топлива в котел, подачи пара в турбину и запорными клапанами на линиях отбора пара на регенерацию, предусматривающий работу энергоблока на электросеть в режимах номинального и скользящего давления с формированием управляющего сигнала в соответствии с изменением режима нагрузки и по отклонению от заданного значения частоты в электросети [1]. В соответствии с [1] работа энергоблока на всех установившихся режимах, включая номинальный, осуществляется при не полностью открытых клапанах на линиях подачи пара в турбину для обеспечения возможности в случае необходимости подъема мощности выше номинальной при дальнейшем открытии клапанов. Постоянная работа паровой турбины с частично прикрытыми клапанами на входе пара в турбину из-за дросселирования пара приводит к неоправданной потере экономичности энергоблока не только в кратковременных переходных, но и в установившихся режимах его работы.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение экономичности автоматизированного управления паротурбинным энергоблоком.

Указанный результат обеспечивается тем, что в способе автоматизированного управления энергоблоком, оборудованным паровым котлом, паровой турбиной и системой регенеративного подогрева питательной воды котла отборным паром турбины с регулирующими клапанами на линиях подачи питательной воды и топлива в котел, подачи пара в турбину и запорными клапанами на линиях отбора пара на регенерацию, предусматривающем работу энергоблока на электросеть в режимах номинального и скользящего давления с формированием управляющего сигнала в соответствии с изменением режима нагрузки и по отклонению от заданного значения частоты в электросети, согласно изобретению дополнительно регулирующими клапанами оборудуют линии отбора пара из турбины в систему регенерации, при переходе с одного установившегося режима на другой в пределах номинальной нагрузки воздействуют на регулирующие клапаны подачи топлива и питательной воды в котел, оставляя полностью открытыми клапаны на линии подачи пара в турбину и на указанных линиях отбора пара, при необходимости быстрого перехода в допустимых пределах на нагрузку выше номинальной прикрывают регулирующие клапаны на линиях отбора пара, регулирующие же клапаны на линии подачи пара в турбину прикрывают только кратковременно при регулировании частоты в электросети с возвратом клапанов в исходное полностью открытое состояние после установления частоты в заданных пределах.

На чертеже в качестве примера изображена тепловая схема паротурбинного энергоблока с системой автоматизированного управления, работающей по способу согласно изобретению.

Энергоблок содержит паровой котел 1, соединенный паропроводом 2 с паровой турбиной 3, установленной на общем валу 4 с подключенным к электросети (не показана) электрогенератором 5, и конденсатор 6 пара, соединенный с котлом 1 через последовательно включенные в линию 7 питательной воды регенеративный подогреватель низкого давления (ПНД) 8, питательный насос 9 и регенеративный подогреватель высокого давления (ПВД) 10. Входящие в систему регенеративного подогрева питательной воды (систему регенерации) ПНД 8 и ПВД 10 подключены по греющей стороне к линиям 11, 12 соответственно низкого и высокого давления отборов пара от турбины 3. Котел 1 снабжен также линией 13 подачи топлива. На перечисленных выше линиях подачи пара в турбину, паровых отборов, питательной воды и топлива установлены регулирующие клапаны соответственно 14-18. На линиях 2,11,12 дополнительно установлены запорные клапаны соответственно 19-21. Регулирующие клапаны 15,16 на линиях 11,12 могут выполнять и запорные функции, в связи с чем от запорных клапанов 20,21 для снижения потерь давления в принципе можно отказаться.

Система автоматизированного управления энергоблоком содержит регулятор 22 мощности и регулятор 23 частоты тока в электросети. К одному из входов регулятора 22 подключен задатчик 24 мощности, а к другому входу - один из выходов регулятора 23 через логическое звено 25 задержки времени. Выход регулятора 22 подключен к исполнительному механизму (не показан) регулирующего клапана 18 на линии 13 подачи топлива в котел 1 и через функциональный преобразователь 26 - к регулирующему клапану 17 на линии 7 питательной воды. Вход регулятора 23 подключен к датчику 27 частоты вращения вала 4, что совпадает с частотой в подключенной к электрогенератору 5 электросети. Выход регулятора 23, помимо логического звена 25 задержки времени, подключен также непосредственно к исполнительным механизмам регулирующих клапанов 15 и 16 на линиях 11,12 отборов пара на регенерацию.

Способ согласно изобретению при использовании описанной выше системы автоматизированного управления паротурбинным энергоблоком осуществляют следующим образом. Регулирующие клапаны 14 на линии 2 подачи пара в турбину 3 во всех установившихся и переходных режимах скользящего давления поддерживают полностью открытыми. Регулирующие клапаны 15, 16 также поддерживают полностью открытыми при нагрузках в пределах номинальной. Для перехода с одного установившегося режима нагрузки на другой при нагрузках в пределах номинальной воздействуют при помощи регулятора 22 мощности на регулирующие клапаны 17 и 18 подачи топлива и питательной воды в котел 1. При необходимости быстрого перехода в допустимых пределах на нагрузку выше номинального значения прикрывают регулирующие клапаны 15, 16 на линиях 11, 12 отбора пара на регенерацию. Регулирующие клапаны 14 совместно (в пределах номинальной нагрузки) с регулирующими клапанами 15,16 включают в работу кратковременно (в пределах от долей секунды до нескольких секунд) и с небольшой величиной регулирующего воздействия только при выходе частоты за допустимые пределы в процессе регулирования частоты в электросети с помощью регулятора 23. После прекращения регулирующего воздействия по частоте указанные клапаны возвращают в исходное полностью открытое состояние. В случае, если длительность сигнала от датчика 27 частоты превышает установленные пределы, логический элемент 25 задержки времени открывает регулирующее воздействие регулятора 22 мощности на регулирующие клапаны 17, 18 и 15, 16.

Обеспечение работы паротурбинного энергоблока на всех режимах нагрузки с минимальными потерями на дросселирование пара существенно повышает экономичность его работы.

Источники информации

1. RU №2031212, 6 F 01 К 7/24, 1992.