SU1645572A1

SU1645572A1 - Method for controlling thermal utility turbine plant

Info

Publication number: SU1645572A1
Application number: SU894709200A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Волынский; Владимир Алексеевич Жигалко; Владимир Анатольевич Дерябин; Феликс Борисович Купершмидт; Александр Иванович Мишин
Original assignee: Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союзэнергоремонта
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано дл управлени промышленно-отопительной теплоэлектроцентралью (ТЭЦ) 1, имеющей турбину 2 с противодавлением при отключении ТЭЦ 1 от энергосистемы 5. Цель изобретени состоит в повышении надежности энергоснабжени приоритетных потребителей 7 электроэнергии ТЭЦ. При отключении от энергосистемы 5 генератора 3 ТЭЦ 1 и св занного с ней потребител 6 электроэнергии и промышленного пара с помощью релейного элемента 27 формируют сигнал, воздействующий на открытие регулирующего клапана 8, сообщающего турбину 2 г, коллектором 10 свежего пара, и регулирующего клапана 21, сообщающего выхлопной коллектор 12 с атмосферой. Тем самым увеличивают мощность турбины 2 и подачу электроэнергии от генератора 3 к приоритетным потребител м 7 электроэнергии ТЭЦ 1. Одновременно при подаче этого сигнала переключают на поддержание давлени в коллекторе 10 свежего пара регул тор давлени 16 редукционно-охладительной установки 13, соедин ющей коллектор 10 свежего пара Ъ выхлопным коллектором 12. Давление пара в выхлопном коллекторе 12 поддерживаетс на минимально допустимом уровне по условию прочности предот- борных ступеней турбины 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил ёThe invention relates to a power system and can be used to control an industrial heating plant (CHP) 1 having a turbine 2 with back pressure when CHP 1 is disconnected from the power system 5. The purpose of the invention is to improve the reliability of power supply to priority consumers of CHP electricity 7. When the generator 3 of CHP 1 and its associated consumer 6 of electricity and industrial steam are disconnected from the power system 5 by means of a relay element 27, they generate a signal affecting the opening of the regulating valve 8, the turbine connecting 2 g, the collector 10 of fresh steam, and the regulating valve 21, communicating exhaust manifold 12 with the atmosphere. Thus, the power of the turbine 2 and the power supply from generator 3 to priority consumers 7 of CHP 1 power are increased. At the same time, when this signal is applied, fresh steam is switched to maintain pressure in the collector 10 of fresh steam, pressure regulator 16 of the fresh cooling collector 10 steam b by the exhaust manifold 12. The vapor pressure in the exhaust manifold 12 is maintained at the minimum allowable level according to the strength condition of the preventive stages of the turbine 2. 1 Cp f-ly, 1 yl e

Description

Изобретение относится к теплоэнергс тике и может быть применено для промышленно-отопительной теплоэлектроцентрали, оснащенной соединенной с электрическим генератором паровой турбиной с противодавлением.The invention relates to a power system and can be applied to an industrial heating cogeneration plant equipped with a backpressure steam turbine connected to an electric generator.

Цель изобретения - повышение надежности энергоснабжения приоритетных потребителей электроэнергии, подключенных к генератору.The purpose of the invention is improving the reliability of energy supply of priority consumers of electricity connected to a generator.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа.The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method.

Промышленно-отопительная теплоэлектроцентраль 1 содержит перовую турбину 2 с противодавлением,соединенную с электрическим генератором 3, подключенным электрический связью 4 к энергосисте ме 5, к внешнему потребителю 5 электроэнергии и промышленного пара и к приоритетным потребителям 7 электроэнергии(например, питательные и сетевые насосы) тсплоэлектроцентрали 1.The industrial heating cogeneration plant 1 contains a back-pressure turbine 2 connected to an electric generator 3 connected by an electric connection 4 to the energy system 5, to an external consumer 5 of electricity and industrial steam, and to priority consumers of electricity 7 (for example, power and network pumps) 1.

Паровая турбина 2 подключена через регулирующий клапан 8 с гидроприводом 9 к коллектору 10 свежего пара, соединенному с котлами 11. Выхлоп турбины 2 соединен с выхлопным коллектором 12. Коллекторы 10 и 12 соединены также между собой через редукционно-охладительную установку 13, содержащую дроссельный клапан 14 с электроприводом 15, подключенным к выходу регулятора 16 давления, вход которого через переключатель 17 подключен к выхлопному коллектору 12, и коллектору 10 свежего пара и к задающим устройствам 18 и 19.The steam turbine 2 is connected via a control valve 8 with hydraulic actuator 9 to a fresh steam manifold 10 connected to the boilers 11. The exhaust of the turbine 2 is connected to the exhaust manifold 12. The manifolds 10 and 12 are also connected to each other through a reduction and cooling unit 13 containing a throttle valve 14 with an electric actuator 15 connected to the output of the pressure regulator 16, the input of which through a switch 17 is connected to the exhaust manifold 12, and the fresh steam collector 10 and to the master devices 18 and 19.

К выхлопному коллектору 12 подключены внешний потребитель 6 электроэнергии и промышленного пара, предохранительный клапан 20 и регулирующий клапан 21 с. электроприводом 22. соединенным через переключатель 23 с выходом регулятора 24 давления, вход которого подключен к выхлопному коллектору 12. Через переключатель 23 выход оегуляторз 24 давления может быть подключен также к электроприводу 25 механизма 26 управления гидроприводом 9 регулирующего клапана 8 турбины 2. К электрической связи 4. соединяющей энергосистему 5 с генератором 3. подключен релейный элемент 27, формирующий сигнал об отключении от энергосистемы 5 генератора 3 теплоэлектроцентрали 1 и внешнего потребителя 6 электро нлергии и промышленного пара. Релейный элемент 27 связью 28 соединен с механизмом 26 управления гидроприводом 9 и с переключателями 17 и 23An external consumer 6 of electric power and industrial steam, a safety valve 20 and a control valve 21 s are connected to the exhaust manifold 12. an electric drive 22. connected through a switch 23 to the output of the pressure regulator 24, the input of which is connected to the exhaust manifold 12. Through the switch 23, the output of the pressure oegulator 24 can also be connected to the electric drive 25 of the mechanism 26 for controlling the hydraulic drive 9 of the control valve 8 of the turbine 2. To electrical connection 4 .connecting the power system 5 with the generator 3. connected to the relay element 27, which forms a signal about disconnecting from the power system 5 of the generator 3 of the heat and power station 1 and the external consumer 6 of electricity and industry nnogo steam. The relay element 27 by a connection 28 is connected with the mechanism 26 for controlling the hydraulic actuator 9 and with the switches 17 and 23

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

При аварийном отключении от энергосистемы 5 генератора 3 и электрооборудования внешнего потребителя 6 электроэнергии и промышленного пара теплоэлектроцентрали 1 прекращается подача электроэнергии от энергосистемы 5 к теплоэлектроцентрали 1 и потребителю 6 электроэнергии и промышленного пара. В результате этого электроэнергии, вырабатываемой генератором 3, оказывается недостаточно для энергоснабжения электрооборудования приоритетных потребителей 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1 и потребителя 6 электроэнергии и промышленного пара. Для сохранения в работе приоритетных потребителей 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1 отключают частично (или полностью) электрическое оборудование потребителя 6 электроэнергии и промышленного пара. Это приводит к уменьшению или даже полному прекращению потребления промышленного пара из выхлопного коллектора 12 потребителем 6 электроэнергии и промышленного пара.In case of emergency disconnection from the power system 5 of the generator 3 and the electric equipment of the external consumer 6 of electric power and industrial steam of the heat and power plant 1, the power supply from the power system 5 to the heat and power plant 1 and the consumer 6 of electricity and industrial steam are cut off. As a result of this, the electricity generated by the generator 3 is not enough to power the electrical equipment of priority consumers 7 of the electric power of the heat and power plant 1 and of the consumer 6 of electricity and industrial steam. To preserve the priority consumers of electricity 7 in operation, the combined heat and power plants 1 partially (or completely) turn off the electrical equipment of the electricity consumer 6 and industrial steam. This leads to a decrease or even complete cessation of consumption of industrial steam from the exhaust manifold 12 by the consumer 6 of electricity and industrial steam.

Для предотвращения повышения давления пара в выхлопном коллекторе 12, что вызвало бы разгрузку турбины 2 под действием регулятора 24 давления, подключенного в нормальном (прюдаварийном) режиме к электроприводу 25 механизма 26 управления гидроприводом 9 регулирующего клапана 8 и, следовательно, для предотвращения развития аварии, связанной с возможностью прекращения снабжения электроэнергией приоритетных потребителей 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1, при отключении генератора 3 теплоэлектроцентрали 1 и внешнего потребителя 6 от энергосистемы 5 релейный элемент 2.7 формирует сигнал, воздействующий на переключатели 1 7 и 23 и на механизм 26 управления гидроприводом 9 регулирующего клапана 8.To prevent an increase in steam pressure in the exhaust manifold 12, which would unload the turbine 2 under the action of a pressure regulator 24 connected in normal (pre-emergency) mode to the electric actuator 25 of the hydraulic control mechanism 26 of the control valve 8 of the control valve 8 and, therefore, to prevent the development of an accident related with the possibility of terminating the supply of electricity to priority consumers of 7 electricity of the combined heat and power plant 1, when the generator 3 of the combined heat and power plant 1 and the external consumer 6 are disconnected from the power 5 osistemy relay element 2.7 generates a signal, acting on the switches 1 7 and 23 and to the control mechanism 26, hydraulic control valve 8, 9.

При этом переключатель 23 соединяет выход регулятора 24 давления с электроприводом 22 регулирующего клапана 21. который, открываясь, соединяет выхлопной коллектор 12 с атмосферой, поддерживая заданное давление пара з выхлопном коллекторе 12. Поэтому турбина 2 не разгружается, обеспечивая энергоснабжение приоритетных потребителей 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1. В переходном режиме. пока электропривод 22 будет выводить регулирующий клапан 21 в положение, соответствующее заданному' давлению в выхлопном коллекторе 12. возможно повышение давления в выхлопном коллекторе 12 сверх заданной величины. Тогда произойдет кратковременное открытие предохрани тельного клапана 20, сообщающего выхлопной коллектор 12 с атмосферой. Как только регулирующий клапан 21 окажется в положении, соответствующем заданному давлению пара в выхлопном коллекторе 12, предохранительный клапан 20 закроется, а регулятор 24 давления будет поддерживать заданное давление пара в выхлопном коллекторе 12.At the same time, the switch 23 connects the output of the pressure regulator 24 to the electric actuator 22 of the control valve 21. which, when opened, connects the exhaust manifold 12 to the atmosphere, maintaining a predetermined vapor pressure from the exhaust manifold 12. Therefore, the turbine 2 is not unloaded, providing power supply to priority consumers 7 of the electric power of heating and power plant 1 . In transition mode. while the actuator 22 will bring the control valve 21 to a position corresponding to a predetermined pressure in the exhaust manifold 12. it is possible to increase the pressure in the exhaust manifold 12 in excess of a predetermined value. Then a brief opening of the safety valve 20 will take place, which communicates the exhaust manifold 12 with the atmosphere. As soon as the control valve 21 is in the position corresponding to the set steam pressure in the exhaust manifold 12, the safety valve 20 is closed and the pressure regulator 24 will maintain the set steam pressure in the exhaust manifold 12.

При подаче аварийного сигнала, сформированного релейным элементом 27, к механизму 26 управления гидроприводом 9 регулирующего клапана 8 этот клапан перемещается до положения полного открытия (открытие под действием регулятора скорости может быть не полным из-за его статизма), увеличивая расход пара из коллектора 10 свежего пара в турбину 2, способствуя тем самым увеличению мощности турбины 2 и соответственно увеличению гюдачи электроэнергии от электрического генератора 3 к приоритетным потребителям 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1.When an alarm signal generated by the relay element 27 is applied to the control mechanism 26 of the hydraulic actuator 9 of the control valve 8, this valve moves to the fully open position (opening under the action of the speed controller may not be complete due to its statism), increasing the flow rate of steam from the fresh collector 10 steam to the turbine 2, thereby contributing to an increase in the power of the turbine 2 and, accordingly, an increase in the power consumption of the electric power from the electric generator 3 to priority consumers 7 of electric power of the combined heat and power plant 1.

Увеличение расхода пара из коллектора 10 свежего пара в турбину 2 при неизменной (или максимальной) паропроизаодительности котлов 11 приведет в точение переходного режима к снижению давления пара в этом коллекторе, что может снизить эффективность увеличения расхода пара в турбину 2.An increase in the flow rate of steam from the fresh steam collector 10 to the turbine 2 at a constant (or maximum) steam production rate of the boilers 11 will result in turning of the transient mode to reduce the steam pressure in this collector, which may reduce the efficiency of increasing the steam flow rate to the turbine 2.

При подаче сигнала, сформированного релейным элементом 27, к переключателю 17 вход регулятора 16 давления редукционно-охладительной установки 13 переключается с задающего устройства 18, которое обеспечивает задание давления в выхлопном коллекторе 12, на задающее устройство 19, которое обеспечивает задание давления в коллекторе 10 свежего пара, и с выхлопного коллектора 12 на коллектор 10 свежего пара, что приводит при снижении давления в коллекторе 10 свежего пара, вызванном увеличением расхода пара в турбину 2, к закрытию дроссельного клапана 14 электроприводом 15 и восстановлению давления в коллекторе 10 свежего пара.When the signal generated by the relay element 27 is supplied to the switch 17, the input of the pressure regulator 16 of the reduction and cooling unit 13 switches from the driver 18, which provides the pressure in the exhaust manifold 12, to the driver 19, which provides the pressure in the fresh steam manifold 10 , and from the exhaust manifold 12 to the fresh steam manifold 10, which, when the pressure in the fresh steam manifold 10 decreases, caused by the increase in steam flow to the turbine 2, closes the throttle valve 14 el by electric actuator 15 and pressure recovery in the reservoir 10 of fresh steam.

После окончания переходных процессов турбина 2, работая на выхлоп в атмосферу, обеспечивает максимальную выработку электроэнергии. Для этого целесообразно в качестве заданного давления в выхлопном коллекторе 12 принять минимально допустимое давление по условию прочности последних ступеней турбины 2.After the end of transient processes, turbine 2, working for exhaust into the atmosphere, provides maximum power generation. To this end, it is advisable as a given pressure in the exhaust manifold 12 to take the minimum allowable pressure according to the strength condition of the last stages of the turbine 2.

В тех случаях, когда мощность турбины 2 окажется большей, чем это необходимо для электроснабжения приоритетных потребителей 7 электроэнергии теплоэлектроцентрали 1, произойдет повышение частоты вращения турбины 2 и ее регулятор скорости (не показан) прикроет в соответствии со своим статизмом регулирующий клапан 8 турбины 2.In cases where the power of the turbine 2 turns out to be greater than is necessary for the power supply of priority consumers 7 of electric power to the heat and power plant 1, the speed of the turbine 2 will increase and its speed controller (not shown) will close the control valve 8 of the turbine 2 in accordance with its statism.

В дальнейшем при наличии резерва мощности турбины 2 до устранения аварии, приведшей к отключению энергосистемы 5. возможно включить в работу часть оборудования внешнего потребителя 6 электроэнергии и промышленного пара.In the future, if there is a reserve of power of the turbine 2 until the accident that led to the shutdown of the power system 5. is eliminated, it is possible to include part of the equipment of the external consumer 6 of electricity and industrial steam.

Claims

Claim

1. A method of controlling a cogeneration turbine unit by changing the position of the control valve on the lar supply from the fresh steam collector to the backpressure turbine connected to the electric generator connected to the power system, and changing the position of the control valve on the steam discharge from the turbine exhaust manifold connected to the steam consumers, into the atmosphere when the vapor pressure in the exhaust manifold deviates from the set value and when a signal is given about the operation mode of the electric generator and changes in the position of the valve of the reduction and cooling installation on the discharge of steam from the fresh steam collector into the exhaust manifold, characterized in that. that, in order to improve the reliability of energy supply of priority consumers of electricity connected to the generator. A signal about the operation mode of the electric generator is generated when it is disconnected from the power system and after the formation of such a signal, the fully control valve is opened on the steam supply from the fresh steam collector to the turbine, changing the valve position of the reduction and cooling unit in accordance with the pressure change in the fresh steam collector.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to further increase the reliability of power supply by maximizing the power of the turbine and generator, the set value of the vapor pressure in the exhaust manifold is taken to be the pressure minimally permissible under the strength conditions of the last stages of the turbine.