Система автоматического регулирования скорости паровой турбины со статическим регулятором скорости непрямого действия

Страницы работы

Содержание работы

1. Конструктивная схема

1.1 Конструктивная схема системы автоматического управления заданным параметром.

Проектирование САУ следует начинать с выбора принципиальной схемы регулятора. На практике, на тепловых электрических станциях, находят применение статические регуляторы или регуляторы с жесткими местными обратными отрицательными связями. Местные обратные отрицательные связи жесткие и гибкие могут быть либо кинематическими, либо силовыми.


Конструктивная схема САР скорости паровой турбины как объекта регулирования со статическим регулятором скорости непрямого действия с местной обратной отрицательной жесткой кинематической связью представлена на рисунке 1.


1 - груз центробежного измерителя скорости; 2 - муфта датчика; 3 - настроечная пружина; 4 - верхняя подвижная опора пружины регулятора; АВ – местная прямая связь от датчика к усилителю; ВС - местная обратная отрицательная жесткая кинематическая связь; 5 - гидравлический золотниковый усилитель; 6 - двуполостной поршневой исполнительный механизм; 7 - регулирующий орган регулятора; 8 – автономная масляная система; 9 - главная прямая положительная связь - паропровод свежего пара; 10 – паровая турбина; 12 - главная обратная отрицательная связь.

Рисунок 1 - Система автоматического регулирования скорости паровой турбины со статическим регулятором скорости непрямого действия

1.2 Описание работы САР.

В равновесном состоянии окна усилителя перекрыты и, как следствие, поршень исполнительного механизма и паровой клапан находятся в положении, обеспечивающие подачу пара к турбине, в соответствии с моментом сопротивления генератора при заданной скорости турбины. При выведении системы из равновесия, например, в следствии уменьшении нагрузки генератора, число оборотов турбины возрастает, грузы расходятся и муфта датчика идет вверх. И, следовательно, рычаг АВС занимает положение А`В`С. Таким образом, золотник усилителя идет вверх, открывая окна усилителя. Верхняя полость исполнительного механизма соединяется с напорной магистралью масляного насоса, а нижняя полость – со всасывающей. Под действием перепада давлений, поршень исполнительного механизма идет вниз, уменьшая посредством парового клапана расход пара на турбину. При этом точка С так же идет вниз. Новое равновесное положение системы и регулятора при данной конструктивной схеме может поступать только в том случае, когда окна усилителя будут вновь прикрыты. А это возможно только тогда, когда точка В` вернется в положение точки В. Обратим внимание на то, что не все равновесные положения при новой подачи пара поступают при условии, что точка А` не возвращается в положение точки А, а занимает некоторое новое положение точки А``.    

1.3 Функциональная схема САР.

Функциональная схема САР показывает, какие по функциональному назначению элементы входят в состав системы и как они связаны между собой. На рисунке 2 представлена функциональная схема статического регулятора скорости непрямого действия с местной обратной отрицательной жесткой кинематической связью.

Рисунок 2 – Функциональная схема САР со статическим РНД с жесткой кинематической МООС

1.4 Структурная схема САР

Структурная схема САР представляет собой блок-схему математической модели САР, т.е. показывает, какие типовые динамические звенья входят в состав САР и как они связаны между собой.

Рисунок 3 – Структурная схема САР со статическим РНД с жесткой кинематической МООС

2. Составление уравнения свободного движения САР

2.1 Уравнение динамики объекта регулирования.

Поскольку динамика объекта регулирования, а именно паровой турбины, как объекта регулирования скорости, описывается апериодическим звеном 1-ого порядка, то в общем виде дифференциальное уравнение (д.у.) записывается:

   где  Т0 = 7 [с]  -  Постоянная времени объекта;

х1 = Dwд - приращение частоты вращения объекта регулирования, с-1;

х3 = Df - приращение выходной координаты сервомеханизма, мм;

Приведём уравнение (1) к безразмерному виду, для чего входные и выходные координаты отнесём к их номинальным значениям, а также введём новые переменные.

-    безразмерная угловая скорость турбины;

где  n = nном/60 = 10000/60 = 166,67 [об/с]

Откуда находим

К0 = 1/δ0  -  статический передаточный коэффициент усиления объекта регулирования;

δ0  =  0,3  -  коэффициент самовыравнивания объекта регулирования;

К0 = 1/0,3 = 3,33 

λ = Δφ/φном    -  безразмерная выходная координата сервомеханизма;

φном  =  200 [мм]  -  номинальный ход главного парового клапана (для всех вариантов);

λ = Δφ/200

Похожие материалы

Информация о работе