Способ управления тепловой установкой

 

Целью изобретения является повышение точности регулирования и эффективности тепловой установки путем увеличения маневренности основного источника и устройства водоподготовки. Это достигается тем, что при регулировании по программе тепловой мощности основного теплового источника и тепловой мощности дополнительного источника дополнительно измеряют расход, давление и температуру воды в подающей магистрали, температуру на выходе основного теплового источника и уровни воды в баках-аккумуляторах горячей и холодной воды и суммарный расход воды, поступающей от устройства водоподготовки и возвращающейся от теплопотребителя, перераспределяют между входом в тепловой источник и баком-аккумулятором холодной воды с коррекцией программы так, чтобы уровни в баках-аккумуляторах оставались в допустимых пределах. 1 ил.

Г01ОЭ СОВЕ!СКИХ

СОЦИАЛИСТИ 1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

С (с

1 м (21) 4321044/06 (22) 16.07.87 (46) 30.07.91. Бюл. ¹ 28 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного Государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института "ВНИПИэнергопром" (72) А.В.Гринбаум и В.И.Гринбаум (53) 621.182.26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1298409, кл. F 01 К 17/04, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ

УСТАНОВКОЙ (57) Целью изобретения является повышение точности регулирования и эффективности тепловой установки путем увеличения маневренности основного источника и устИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано как на тепловых электроцентралях, так и в котельныхх.

Целью изобретения является повышение точности регулирования и эффективности тепловой установки путем увеличения маневренности основного источника и устройства водоподготовки.

На чертеже показана схема системы управления для реализации способа.

Система управления тепловой установкой содержит обратную магистраль (ОМ) 1 и трубопровод от устройства водоподготовки (УВП) 2, соединенные с входами задвижек 3 и 4. Выход задвижки 3 соединен трубопроводом с входом холодного бака-аккумулятора (ХБА) 5, выход которого через насос 6 и. Ы 1666852 А1

1с11с F 22 В 35/00, Г 01 К 17/02 ройства водоподготовки. Это достигается тем, что при регулировании по программе тепловой мощности основного теплового источника и тепловой мощности дополнительного источника дополнительно измеряют расход. давление и температуру воды в подающей магистрали, температуру на выходе основного теплового источника и уровни воды в баках-аккумуляторах горячей и холодной воды и суммарный расход воды, поступающей от устройства водоподготовки и-возвращающейся от теплопотребителя, перераспределяют между входом в тепловой источник и баком-аккумулятором холодной воды с коррекцией программы так, чтобы уровни в баках-аккумуляторах оставались в допустимых пределах. 1 ил, задвижку 7 вместе с выходом задвижки 4 соединяется с входом основного теплового источника (ОТИ) 8. Его выход соединен с входом задвижек 9 и 10. Выход задвижки 9 соединен с входом горячего бэк аккумулятора (ГБА) 11, выход которого чег з насос 12 и задвижку 13 вместе с выходо задвижки

10 присоединен к входу допол>.ительного источника (ДПИ) 14, выход которого является подающей магистралью (ПМ) 15. На

ПМ 15 установлен датчик 16 расхода воды, соединенный с входом зэдэтчика 17 давления, выполненного в виде преобразователя Pp = f(R). где Рп задаваемое давление, R — расход. f функция преобразования, параметры которой зависят от конкретного потребителя, т.е. от его гидравлического сопротивления. Выход за1666852

50 прогнозной цены воды (Еувп "Р""}, двенадцатый — с выходом умножителя 46, тринад- 55 цатый — с датчиком 47 температуры воды в

ХБА 5, четырнадцатый — с блоком 48 управления УВП 2, пятнадцатый — с блоком 49 управления ОТИ 8, шестнадцатый — с суммирующим входом сумматора 28, семнадцадатчика 17 давления соединен с суммирующим входом сумматора 18, а датчик 19 давления, также установленный на ПМ 15, соединен с Bblчитающим входом сумматора

18, выход которого соединен с входом регулятора 20. Выход этого регулятора соединяется с регулирующими органами 21 задвижек 9, 10, 13 и насоса 12.

На ПМ 15 установлен также датчик 22 температуры, соединенный с входом вычитания сумматора 23, вход суммирования которого соединен с задатчиком 24 температуры в прямой магистрали, а выход соединен с входом регулятора 25, который своим выходом соединяется с регулирующим органом 26 ДТИ 14. На выходе ОТИ 8 установлен датчик 27 температуры, соединенный с входом вычитания сумматора 28, вход суммирования которого соединен с Bbl ходом 16 вычислительного устройства (BY)

29, а выход — с входом регулятора 30, выход которого соединен с регулирующими органами 31 задвижек 3, 4, 7 и насоса 6, Первый вход вычислительного устройства 29 соединен с датчиком 32 температуры ГБА 11, датчик 33 уровня воды соединен с суммирующим входом сумматора 34, а с его вычитающим входом соединен элемент памяти (ЭП) 35 начального уровня в ГБА, Выход сумматора 34 соединен с одним из входов умножителя 36, к второму входу которого подключен элемент памяти (ЭП) 37 площади основания ГБА, а выход этого умножителя соединен с вторым входом BY 29.

Третий вход BY 29 соединен с задатчиком

24 температуры воды в прямой магистрали (Т„м), четвертый — с датчиком 38 прогнозного расхода воды в прямой магистрали (R, "Ро " ), пятый — с датчиком 39 прогнозной температуры воды в обратной магистрали (Том "р""), шестой — с датчиком 40 прогнозного расхода воды в обратной магистрали (И,м "Р" ), седьмой — с датчиком 41 прогнозной максимальной тепловой мощности основного теплового источника (Qo v Р ), восьмой - с датчиком 42 прогнозной температуры от устройства водоподготовки (Тумп Р н), девятый — с элементом памяти (ЭП) 43 технически максимальной температуры воды за основным тепловым источником (Тоти " " ), десятый— с датчиком 44 прогнозной цены тепла (Еоти " "), одиннадцатый — с датчиком 45

40 тый -- с таймером 50. Датчики прогнозных функций могут быть выполнены в виде элемента памяти с ручным вводом информации. Датчик 51 уровня воды в ХБА 5 соединен с суммирующим входом сумматора 52, а с вычитающим входом этого сумматора соединен элемент памяти 53 начального уровня воды в ХБА 5. Выход сумматора 52 соединен с одним иэ входов умножителя 46, второй вход которого соединен с ЭП 54 площади основания ХБА

5, Блок 49 управления (БУ ОТИ) соединен с

ОТИ 8, а блок 48 управления (БУ УВП) — с

УВП 2.

Способ с помощью системы осуществляют следующим образом.

В ЭП 37 и 54 записывают величины площадей оснований ГБА 11 и ХБА 5.

ХБА 5 и ГБА 11 загружают водой в таком количестве, чтобы запаса хватило для обеспечения системы в период недостатка воды, при этом обьем свободной части баков должен обеспечивать демпфирование излишков в периоды избыточных поступлений воды как на входе в установку, так и на выходе ОТИ 8, В ЭП 35 и 53 записывают начальные уровни воды в ГБА 11 и ХБА 5.

По сигналу таймера 50 в начале очередного цикла управления BY 29 вычисляет температуру основного теплового источника

Тоти. Эта температура в течение всего цикла будет автоматически поддерживаться постоянной. Сумматор 28 непрерывно вычисляет величину отклонения температуры на выходе ОТИ 8 от заданной и подает эту величину на регулятор 30, который, манипулируя задвижками 3, 4, 7 и насосом 6, управляет поступлением воды в ОТИ 8 таким образом, чтобы в каждый данный момент времени величина этого отклонения стремилась к нулю, независимо ни от мгновенной мощности ОТИ 8, ни от температуры воды на его входе.

Сигнал датчика 16 расхода преобразуется в задатчике 17 в давление, которое необходимо поддерживать в данный момент в

ПМ 15. Сумматор 18 непрерывно вычисляет величину отклонения давления, измеренного датчиком 19, от заданного задатчиком 17, а регулятор 20 в зависимости от этого, манипулируя задвижками 9, 10, 13 и насосом

12, управляет поступлением воды в ПМ 15 таким образом, чтобы это отклонение стремилось к нулю независимо ни от мгновенного поступления воды от ОТИ 8, ни от мгновенного отпуска воды в ПМ 15.

Температура Тгц, значение которой поступило на сумматор 23 от датчика 24, поддерживается в течение всего цикла.

1666852

Tоги = M1u т " Гй .

Оп1Г".

1 м(гптмav. + 7

Р,оги

Сумматор 23 непрерывно вычисляет величину отклонения температуры в ПМ, измеренной датчиком 22, от заданной и подает эту величину на регулятор 25, который, подавая сигналы регулирующему органу 26, управляет мощностью ДТИ 14 таким образом, чтобы это отклонение стремилось к нулю независимо ни от температуры на входе ДТИ 14, ни от количества отпускаемой потребителю воды.

В начале очередного цикла управления в BY 29 по сигналу таймера 50 поступают следующие сведения;

ТrБА, Тхг>А — температура воды в горячем и холодном баках-аккумуляторах;

Л ВгьА, Ь RxhA — приращения объемов .воды в баках — аккумуляторах по отношению к исходному состоянию определяются следующим образом. Сумматоры 34 и 52, на суммирующий вход которых поступают показания датчиков уровня 33 и 51, а на вычитающий вход — значения начального уровня от ЭП 35 и 53, формируют разность уровней, которая поступает на один иэ входов умножителей 36 и 46, на вторые входы которых от ЭП 37 и 54 подается значение площадей оснований баков — аккумуляторов. Умножители вычисляют по этим данным ЛйгьА, Л ЯхгА и подают их в BY 29, туда же поступает следующая информация:

TnM — график температуры в ПМ 15, заданный на очередной цикл; прогн.

Йг1м — график прогнозного расхода воды в ПМ 15; п рог гг.

Том — график прогнозной температуры в ОМ 1;

ROMпРо н - ГрафИК ПРОГНОЗНОГО раСХОда воды в OM 1; прогн.

Ооти р — график прогнозной максимальной тепловой мощности ОТИ 8; и рогн.

Tven — график прогнозной температуры воды от УВП 2;

MBKC

Тоти — технически максимальная температура воды за ОТИ 8; прогн.

Еоти .— грфик прогнозной цены тепла ОТИ8; йрогн.

Even . — график прогнозной цены воды от УВП 2.

На основании этих данных BY 29 по заранее введенной программе вычисляет функции по следующим формулам:

t1 г(ОТИ ./ РМ d (г-ъ г(ГБА

r=О планируемое количество воды для нагрева

ОТИ 8 за цикл;

R у8п R Оти./ R "г.1м t - R хьА

t=0 планируемое количество воды для подготовки УВП 2 за цикл.

Температура на выходе ОТИ 8 задается по формуле

Tим пг(иЛиtT(sО:

S Т пм RYо.

R ати ям" ибм " + т "(Гбй" ггтги(Тхг(г(и юа

Т г ги.,oqq.=--— прогнозная температура на входе ОТИ 8.

По графику Едги"Р" н программа определяет интервалы времени, когда тепло от

ОТИ является наиболее дешевым. Согласно этому строится график отбора тепловой мощности OTVI 8. При избытке горячей воды от ОТИ излишки накапливаются в ГБА 11, а при ее дефиците недостаток покрывается за счет его накоплений.

Аналогично для УВП 2, по графику прог н.

Even программа определяет интервалы времени, когда вода от УВП наиболее дешевая. Согласно этому строится график подготовки воды УВП 2. При избытке суммарного количества холодной воды от УВП 2 и из ОМ

1 ее излишки сливаются в ХБА 5, а при дефиците недостаток покрывается за счет его накоплений.

Формула изобретения

40 Способ управления тепловой установкой, имеющей основной и дополнительный тепловые источники для Нагрева воды, устройство для подготовки воды, горячий и холодный баки-аккумуляторы воды, 45 включающий учет прогнозных условий подготовки, нагрева, потребления горячей и возврата холодной воды, а также определение прогнозных внешних условий, влияющих на эффективность установки, формирование программы работы тепловой установки на предстоящий цикл, управление производительностью устройства водоподготовки и тепловой мощностью основного источника в соответствии с этой программой и регулирование тепловой мощности дополнительного теплово о источника и давления в подающей магистрали, отличающийся тем, что. с целью повышения точности регулирования и эффективности тепловой установки пу егл уве1666852

ТЯЯЧЯХНМ5

Составитель А. Зосимов

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор С. Никитина

Заказ 2514 Тираж 283 Подписное

ВНИИПИ Гос а т осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издатеакскии комбинат "Патент" т. Уж р, .Г

", г. жгород, ул. агарина, 101 личения маневренности основного источника и устройства водоподготовки, дополнительно измеряют расход, давление и температуру горячей воды в подающей магистрали, температуру на выходе основного теплового источника и уровни горячей и холодной воды в баках-аккумуляторах, заданную температуру в подающей магистрали поддерживают изменением теплопроизводительности дополнительного теплового источника, давление в подающей магистрали задают по фактически измеренному расходу воды в этой магистрали и поддерживают его перераспределением расхода воды перед входом в дополнительный источник между выходом основного источника и баком-аккумулятором горячей воды, температуру воды за основным источником задают равной заданной температуре в подающей магистрали, но не выше технического максимума, уста5 новленного для этого источника, и поддерживают ее изменением расхода холодной воды на его входе эа счет перераспределения суммарного расхода воды, поступающей от устройства для подготовки воды и

10 возвращающейся от теплопотребителя между входом в источник и баком-аккумулятором холодной воды, а программу цикла работы основного теплового источника и устройства для подготовки воды корректиру15 ют так, чтобы уровни воды в баках-аккумуляторах оставались в заданных допустимых пределах.