способ регулировки клапана

Классы МПК:G05D23/13 путем изменения концентрации компонентов смеси из двух жидкостей с различными температурами 
G05D9/12 с использованием электрических средств 
F01K3/02 с двигателями и аккумуляторами особых типов; их регулирование 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-02-15
публикация патента:

Изобретение относится к способу регулирования байпасного парового клапана. Технический результат - создание способа регулирования клапана, с помощью которого экстренное закрытие байпасной станции осуществляется таким образом, что предотвращается преждевременное запирание клапана. Способ регулирования клапана, размещенного в паропроводе, имеющем устройство для впрыска воды, содержащий этапы при которых определяют фактическое способ регулировки клапана, патент № 2516627 , заданное способ регулировки клапана, патент № 2516627 количество воды и максимальный дефицит количества воды FBmax, вычисляют оставшееся время tRest,0 согласно уравнению: способ регулировки клапана, патент № 2516627 и запирают клапан, если tRest,0 меньше установленного значения способ регулировки клапана, патент № 2516627 t, характеризующего тактовый интервал, в течение которого определяется недостаток разбрызгиваемой воды. 7 з.п. ф-лы, 4 ил. способ регулировки клапана, патент № 2516627

способ регулировки клапана, патент № 2516627 способ регулировки клапана, патент № 2516627 способ регулировки клапана, патент № 2516627 способ регулировки клапана, патент № 2516627

Формула изобретения

1. Способ регулирования клапана (46),

при этом клапан (46) размещают в паропроводе (44),

причем паропровод (44) имеет устройство (48) для впрыска воды,

причем определяют фактическое количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и заданное количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и максимальный дефицит количества воды FBmax ,

и вычисляют оставшееся время tRest,0 посредством расчета частного между максимальным дефицитом количества воды FBmax и разностью заданного количества воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и фактического количества воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 согласно уравнению:

способ регулировки клапана, патент № 2516627 ,

и запирают клапан (46), если tRest,0 меньше установленного значения способ регулировки клапана, патент № 2516627 t, характеризующего тактовый интервал, в течение которого определяется недостаток разбрызгиваемой воды.

2. Способ по п.1, причем максимальный дефицит FBmax количества воды получают посредством умножения максимального количества впрыскиваемой воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 на максимальное время tmax,0 согласно уравнению: способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

3. Способ по любому из предыдущих пп., причем значение способ регулировки клапана, патент № 2516627 t является тактовым интервалом, и после каждого тактового интервала способ регулировки клапана, патент № 2516627 t определяют фактическое количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и заданное количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

4. Способ по п.3, причем после каждого тактового интервала способ регулировки клапана, патент № 2516627 t определяют оставшееся время tRest,i и клапан запирают, если оставшееся время tRest,i меньше, чем значение способ регулировки клапана, патент № 2516627 t, причем i должно представлять счет цикла, начинающийся с нуля, по которому соответственно вычисляют оставшееся время tRest,i.

5. Способ по п.4, причем оставшееся время tRest,i по циклу определяют согласно следующей формуле:

способ регулировки клапана, патент № 2516627

6. Способ по п.4 или 5, причем оставшееся время tRest,i определяют по правилу трапеции.

7. Способ по п.1, причем предусмотрена впрыскиваемая в паропровод (44) вода для охлаждения текущего в паропроводе (44) пара.

8. Способ по п.1, причем максимальный дефицит FBmax представляет недостающее максимальное количество воды, впрыскиваемой для охлаждения в паропровод (44), и определяется согласно следующему уравнению:

способ регулировки клапана, патент № 2516627

причем способ регулировки клапана, патент № 2516627 представляет максимальное количество впрыскиваемой воды и tmax,0 - максимальное время без впрыскивания воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу регулировки клапана, причем клапан размещен в паропроводе, причем паропровод содержит устройство для впрыскивания воды.

При пуске или режиме разгона электростанций на ископаемом топливе котел электростанции, который выполнен с возможностью генерации пара, сначала работает с минимальной нагрузкой, что обычно лежит в пределах от 30% до 40%. Во время этой фазы разгона сгенерированный свежий (острый) пар в так называемом байпасном режиме обычно сначала направляется в паровой турбине непосредственно к конденсатору. При этом в установках с промежуточным перегревом свежий пар направляется через обводную (байпасную) станцию высокого давления, орошается до достижения низкого температурного уровня и затем направляется в холодную ветвь промежуточного перегрева. Пар, который покидает горячую ветвь промежуточного перегрева, направляется через байпасную станцию среднего давления и посредством орошения водой охлаждается и направляется в конденсатор. За счет высокого уровня давления в устройстве промежуточного перегрева, который обычно лежит в пределах от 20 бар до 30 бар, обеспечивается эффективное охлаждение труб промежуточного перегревателя, нагруженных дымовым (топочным) газом.

Для работы паротурбинных установок предъявляются высокие требования к чистоте пара. В частности, следует избегать того, чтобы с паром уносились твердые материалы в форме частиц. Такие частицы твердого вещества могут привести к повреждениям паровой турбины и других частей установки. Повреждениям особенно подвержены лопаточные решетки турбины.

Для того чтобы достичь легкого перегрева, требуется, чтобы объем пара, направляемый через перепускной (байпасный) паропровод среднего давления охлаждался до низкого температурного уровня. Это означает, что перепускной пар в байпасном паропроводе должен орошаться водой. В общем случае это требует надежной и непосредственной доступности впрыскиваемого количества воды. Кроме того, требуется быстродействующий клапан впрыскивания воды и надежная измерительная техника.

Если впрыскиваемая вода полностью израсходована, необходимо принять защитные меры, чтобы не возникли повреждения. В настоящее время имеющиеся защитные устройства впрыскивания воды проектируются таким образом, что учитывается только полное выделение впрыскиваемой воды.

Также кратковременное спадание требуемого количества воды рассматривается как нарушение, которое в наихудшем случае может привести к полному запиранию байпасного паропровода и даже могло бы привести к отключению, то есть, следствием было бы отключение всей энергетической установки.

Инициированное экстренное закрытие байпасной станции может при отключении газовой турбины привести к влиянию на интервалы осмотра или на срок службы газовой турбины.

При подобных защитных мероприятиях вполне возможно, что экстренное закрытие байпасной станции осуществляется, хотя количество воды уже достигло более чем 90% заданного значения, и экстренное закрытие само по себе не требовалось бы.

Эта проблема решается изобретением, задачей которого является предложить способ регулирования клапана, с помощью которого экстренное закрытие байпасной станции осуществляется таким образом, что преждевременное запирание клапана предотвращается.

Эта задача решается способом регулирования клапана по пункту 1 формулы изобретения. При этом клапан размещен в паропроводе, причем паропровод имеет устройство для впрыска воды, причем фактическое количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и заданное количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 , и максимальная недостача (дефицит) количества воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 определяется и формируется частное tRest,0 между максимальным дефицитом количества воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и разностью между заданным количеством воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и фактическим количеством воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 согласно уравнению:

способ регулировки клапана, патент № 2516627 , и клапан запирается, если tRest,0 меньше значения способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

Изобретение исходит из той идеи, что существующие до настоящего времени защитные меры позволяют реализовать режим работы байпасной станции без достаточных количеств впрыскиваемой воды для определенного времени способ регулировки клапана, патент № 2516627 . Вышеупомянутая защитная мера действительна независимо от количества пара и количества впрыскиваемой воды в байпасной станции, то есть, что защитные меры возможны также и для максимального количества пара и полностью отсутствующих количеств впрыскиваемой воды.

Если количество впрыскиваемой воды вследствие неполадки отсутствует, то следствием этого является то, что охлаждение отсутствует. Отсутствующее охлаждение, соотнесенное с разностью энтальпии выпариваемой воды, обозначается как недостача (дефицит) (FB) и получается интегрированием недостаточного количества по времени, которое описывается следующим уравнением: способ регулировки клапана, патент № 2516627 . Здесь способ регулировки клапана, патент № 2516627 обозначает расход воды, а способ регулировки клапана, патент № 2516627 обозначает фактические количества воды.

Максимально допустимый дефицит получается посредством следующего уравнения: способ регулировки клапана, патент № 2516627 , причем способ регулировки клапана, патент № 2516627 обозначает максимальное количество впрыскиваемой воды, а tmax,0 - максимальное время без впрыскивания воды. Дефицит, нарастающий до срабатывания экстренного закрытия, вычисляется следующим образом:

способ регулировки клапана, патент № 2516627

Справедливо, что максимально разрешенное время для достижения максимально допустимого дефицита достигается тогда, когда интегрально определенный дефицит равен максимально допустимому. Это достигается, если выполняется следующее уравнение:

способ регулировки клапана, патент № 2516627

Если это уравнение решить относительно tmax,0, то можно определить максимально допустимое время. В общем случае здесь должно выполняться условие, что определенные количества воды mW,SOLL и mW,IST следуют следующему соотношению:способ регулировки клапана, патент № 2516627 , что означает, что фактическое количество воды слишком мало. В соответствии с изобретением с определенными временными интервалами способ регулировки клапана, патент № 2516627 вычисляется текущее недостаточное количество впрыскиваемой воды mW,SOLL - mW,IST и с последним накопленным дефицитом пересчитывается в допустимое остаточное время. Если это вычисленное остаточное время спадает ниже тактового интервала способ регулировки клапана, патент № 2516627 , то клапан запирается.

В зависимых пунктах формулы изобретения приведены предпочтительные варианты осуществления.

В первом предпочтительном варианте осуществления формируется максимальный дефицит количества воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 путем умножения максимального количества впрыскиваемой воды и максимального времени согласно уравнению: способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

В другом предпочтительном варианте осуществления после каждого тактового интервала способ регулировки клапана, патент № 2516627 определяется фактическое количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 и заданное количество воды способ регулировки клапана, патент № 2516627 . Этот тактовый интервал в соответствии с изобретением может определяться любым образом, что оказывает влияние на точность регулирования. Более короткий тактовый интервал приводит, во всяком случае, к более точному регулированию, чем регулирование с более длительным тактовым интервалом способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

Согласно предпочтительному варианту осуществления после каждого тактового интервала способ регулировки клапана, патент № 2516627 определяется оставшееся время tRest,i , и клапан запирается, если оставшееся время tRest,i меньше, чем значение способ регулировки клапана, патент № 2516627 , причем i должно представлять счет цикла, начинающийся с нуля, по которому соответственно вычисляется оставшееся время tRest,i. Это имеет преимущество, состоящее в том, что осуществляется интегрирование, которое приводит к тому, что должен выполняться не только один критерий, чтобы реализовать запирание клапана.

В соответствии с изобретением оставшееся время tRest,i определяется согласно правилу трапеции.

Изобретение далее поясняется более подробно с помощью схематичных чертежей. На чертежах представлен пример выполнения изобретения, при этом показано следующее:

Фиг. 1 - структура паротурбинной электростанции,

Фиг. 2 - схематичное представление схемы управления процессом,

Фиг. 3, 4 - графические представления по оси времени.

Фиг. 1 показывает соответствующую изобретению паротурбинную электростанцию 10. Паротурбинная электростанция 10 содержит, в том числе, котел 12, турбину 14 высокого давления, турбину 16 среднего давления, турбину 18 низкого давления, подробно не показанный генератор, конденсатор 22 и трубопровод 28 свежего пара. Свежий пар, выработанный в котле 12, по трубопроводу 28 свежего пара и через клапан 30 свежего пара подается на частичную турбину 14 высокого давления. После турбины 14 высокого давления вытекающий пар достигает промежуточного перегревателя 32 и оттуда поступает в частичную турбину 16 среднего давления. Выход частичной турбины 16 среднего давления соединен по потоку с входом частичной турбины 18 низкого давления. Вытекающий из частичной турбины 18 низкого давления пар через трубопровод 34 низкого давления по потоку связывается с конденсатором 22.

В конденсаторе 22 пар конденсируется в воду и посредством насоса 36 вновь направляется в котел 12, за счет чего контур циркуляции водяного пара замыкается.

При режиме разгона или запуска паротурбинной электростанции 10 свежий пар через байпасный трубопровод 38 направляется в обход турбины 14 высокого давления и подается непосредственно в холодный трубопровод 40 промежуточного перегревателя. Выведенный из промежуточного перегревателя 32 горячий трубопровод 42 промежуточного перегревателя по потоку связан через байпас 44 среднего давления с конденсатором 22. В этой байпасной станции 44 среднего давления выполнен байпасный клапан 46 среднего давления и устройство 48 для впрыска воды в байпасную станцию 44 среднего давления.

При запуске или режиме разгона паротурбинной электростанции 10 котел 12 запускают сначала на минимальную нагрузку (чаще всего от 30% до 40%), причем выработанный пар обычно сначала направляется в обход турбины 14 высокого давления (байпасный режим). Байпасный режим при этом реализуется посредством запирания быстродействующего клапана 31, размещенного в области впуска пара турбины 14 высокого давления, причем свежий пар подается через байпасную станцию 38 высокого давления или байпасный трубопровод 38, орошается до достижения более низкого температурного уровня и затем подается на промежуточный перегрев 32, а именно, сначала в холодную ветвь 40 промежуточного перегрева. Пар, который покидает горячую ветвь 42 промежуточного перегрева, направляется через байпасную станцию 44 среднего давления и после охлаждения впрыскиваемой водой направляется в конденсатор 22. За счет высокого уровня давления в промежуточном перегреве 32 при этом гарантируется эффективное охлаждение трубы промежуточного перегревателя, нагруженной дымовым газом.

Регулировка клапана 46 осуществляется, как описано ниже. Сначала предварительно определяется или устанавливается тактовый интервал способ регулировки клапана, патент № 2516627 в секундах и, кроме того, вычисляется максимально допустимый дефицит способ регулировки клапана, патент № 2516627 (в килограммах), который в первом приближении может быть определен с помощью следующей формулы: способ регулировки клапана, патент № 2516627

На следующем этапе, как показано на фиг. 2, время t0 устанавливается равным 0, если выполняется условие, что способ регулировки клапана, патент № 2516627 меньше способ регулировки клапана, патент № 2516627 . Это означает, что как только необходимое количество воды в устройстве 48, которое подается в байпасную станцию 44 среднего давления, становится меньше, чем заданное количество воды, начинается интегрирование. Сначала определяется количество воды из характеристической кривой. Затем посредством измерения определяется фактическое количество воды. Затем осуществляется вычисление остаточного времени согласно соотношению: способ регулировки клапана, патент № 2516627 .

Для дальнейшего интегрирования счетная переменная i устанавливается в нуль. Затем определяется, является ли остаточное время большим, чем тактовый интервал. Если остаточное время больше, чем тактовый интервал, этот случай, при «да», приводится к следующему циклу вычислений, как представлено на фиг. 2. Это означает, что индекс i повышается на единицу, и остаточное время согласно правилу трапеции повторно вычисляется. Для этого применяется формула, показанная в блоке 50.

Фиг. 3 и 4 показывают различные характеристики изменения отдельных параметров.

Фиг. 3 показывает характеристику изменения заданного значения 54 и максимально допустимый дефицит способ регулировки клапана, патент № 2516627 56 на временной шкале 52.

К времени t меньше t0 в распоряжении не имеется разбрызгиваемой воды, что означает, что во временном интервале до t0 имеет место недостаток 55 разбрызгиваемой воды. С момента времени t 0 начинается интегрирование, которое представлено кривой 58 и приводит к быстродействующему запиранию в момент tmax . Срабатывание байпасного быстродействующего запирания представлено кривой 60. Фиг. 3 показывает ситуацию, когда имеет место 100%-ный дефицит количества воды. Это означает, что, например, клапан, несмотря на требование, остается в положении «закрыто».

Фиг. 4 показывает повторяющуюся недостачу впрыскивания воды в пределах короткого промежутка времени. К моменту времени t0 начинается запуск интегрирования 62. Интегратор 64 сначала повышается круто и затем следует назад. В течение этого времени фактическое значение 66 превышает заданное значение. Это означает, что в течение этого времени быстродействующее запирание не требуется. Как только фактическое значение к моменту времени t2 вновь спадает ниже заданного значения, интегрирование продолжается, что представлено линейным нарастанием интегратора 64. Так как фактическое значение к моменту времени t3 вновь больше, чем заданное значение, то интегратор вновь следует назад, что показано ступенчатой линией. К моменту времени t 4 фактическое значение вновь ниже заданного значения, что снова приводит к нарастанию интегратора. Во всяком случае, интегратор доходит до значения способ регулировки клапана, патент № 2516627 70, что приводит к тому, что в момент времени tmax выполняется быстродействующее запирание 72.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2516627

patent-2516627.pdf

Класс G05D23/13 путем изменения концентрации компонентов смеси из двух жидкостей с различными температурами 

термостатический смесительный вентиль -  патент 2523926 (27.07.2014)
арматура с электронным управлением -  патент 2511181 (10.04.2014)
термостатический патрон с управлением от одной рукоятки и водоразборный кран-смеситель, имеющий в своем составе такой патрон -  патент 2507557 (20.02.2014)
термостатический смеситель для емкостного водонагревателя, способ установки термостатического смесителя и емкостный водонагреватель, снабженный термостатическим смесителем -  патент 2464620 (20.10.2012)
термостатический водосмесительный кран и способ изготовления такого водосмесительного крана -  патент 2462638 (27.09.2012)
гидравлическое регулирующее устройство -  патент 2260831 (20.09.2005)
термостатический клапан смесительного водопроводного крана -  патент 2154854 (20.08.2000)
термостатическое смесительное устройство -  патент 2151418 (20.06.2000)
термостатически регулируемый смесительный клапан -  патент 2147377 (10.04.2000)
отверстия регулирования расхода для терморегулирующего смесительного вентиля -  патент 2144205 (10.01.2000)

Класс G05D9/12 с использованием электрических средств 

устройство контроля и регулирования уровня жидкости -  патент 2490604 (20.08.2013)
система для наполнения емкостей -  патент 2461042 (10.09.2012)
способ и устройство контроля уровня жидких и полужидких смесей и управления их объемным дозированием в сельском хозяйстве, преимущественно в птицеводстве и животноводстве -  патент 2427131 (27.08.2011)
устройство контроля и регулирования уровня жидкости -  патент 2381459 (10.02.2010)
устройство контроля и регулирования уровня жидкости -  патент 2379635 (20.01.2010)
устройство контроля и регулирования уровня жидкости -  патент 2379634 (20.01.2010)
цифровая система регулирования расхода жидкости с коррекцией по уровню в емкости-сборнике -  патент 2348960 (10.03.2009)
устройство автоматического сброса жидкости из накопителя жидкости -  патент 2156995 (27.09.2000)
устройство для регулирования уровня воды в резервуарах водонапорных башен -  патент 2149441 (20.05.2000)
устройство для регулирования уровня раздела фаз нефть - вода в дегидраторах -  патент 2058572 (20.04.1996)

Класс F01K3/02 с двигателями и аккумуляторами особых типов; их регулирование 

Наверх