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(11) | EP 0 684 366 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung und Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerksblocks |
| (57) Die Erfindung bezieht sich eine Weiterentwicklung eines aus der DE 36 32 041 C2 bekannten
Verfahrens zur modellgestützten Steuerung und Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerksblocks.
Zur Verbesserung der Leistungsregelung, insbesondere im Fall von Heizstörungen, wird
der Einbezug einer Vordruckregelung vorgschlagen, wobei dies in solcher Weise erfolgt,
daß ein vorwiegend gesteuerter Übergang auf ein neues Leistungsniveau und unter Einhaltung
von DVG-Anforderungen erreicht wird. Einem vom Prozeßmodell (100) gelieferten Dampfdruck-Sollwert
(ps) für den Vordruckregler (101) wird additiv die Regelabweichung (Pd) des Leistungsreglers (2) aufgeschaltet. |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur modellgestützten Steuerung und Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerksblocks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Ein solches verfahren ist aus DE 36 32 041 C2 bekannt. Dieses Verfahren, einschließlich einer Ergänzung, die sich auf ein Verfahren zur Wiederherstellung der Turbinenstellreserve nach dem Ausregeln einer Leistungs-Sollwertänderung bezieht, ist außerdem aus DE 41 24 678 C2 bekannt. Das bekannte Verfahren ist insbesondere geeignet zur Frequenzregelung mittels Leistungs-Sollwertänderung in einem Dampfkraftwerksblock, beispielsweise aufgrund eines Netzfrequenzeinbruchs, und zwar unter Einhaltung von Anforderungen an die Leistungs-Dynamik, die von der Deutschen Verbundgesellschaft eV, Heidelberg, (DVG) in der Druckschrift "Das versorgungsgerechte Verhalten der thermischen Kraftwerke", DVG, Oktober 1991, veröffentlicht sind. Den DVG Anforderungen, insbesondere der definierten Dynamik bei einer Leistungsänderung soll auch das erfindungsgemäße Verfahren genügen.
[0003] Beim bekannten Verfahren wird mit einem Prozeßmodell gearbeitet, das Signale für einen steuernden Eingriff in die Dampferzeugung und Turbineneinlaßventil-Stellung liefert, so daß nur kleinere Abweichungen vom Leistungsregler auszuregeln sind. Das Verfahren stellt im Fall einer vorgegebenen sprungförmigen Leistungserhöhung einen streng monotonen oder zumindest monotonen Übergang auf das neue Leistungsniveau sicher.
[0004] Die in DE 41 24 678 C2 beschriebene Abwandlung und Ergänzung des Verfahrens gemäß DE 36 32 041 C2 bewirkt, daß in den gesamten Regelvorgang auch die modellgestützte Wiederherstellung der Androsselung der Turbineneinlaßventile einbezogen wird.
[0005] Die aus den genannten Druckschriften bekannten Verfahren lassen sowohl die Betriebsarten "Kessel führt, Turbine folgt", als auch "Turbine führt, Kessel folgt" zu.
[0006] Allerdings arbeiten die aus den genannten Druckschriften bekannten Verfahren allein im Gleitdruckbetrieb, sind also nicht für Festdruckbetrieb geeignet.
[0007] Außerdem besteht Bedarf an einer weiteren Verbesserung bezüglich Geschwindigkeit und Stabilität der Ausregelung von Heizstörungen, die insbesondere bei Braunkohle-befeuerten Kesseln aufgrund der Kohlebeschaffenheit auftreten.
[0008] Aus EP-A2-0100 532 ist ein Verfahren zur Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerksblocks mit einem Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger bekannt. Die Brennstoffzufuhr zum Dampferzeuger wird durch einen Leistungsregler geregelt; eine zur Regelung parallele Steuerung der Brennstoffzufuhr erfolgt nicht. Auch nicht eine direkte oder indirekte Steuerung der Turbineneinlaßventile.
[0009] Das Verfahren arbeitet mit einer Vordruck-Regelung. Dabei wird der vorgegebene Drucksollwert von einem Druck-Korrektursignal beeinflußt. Die Turbineneinlaßventile werden damit so verfahren, daß je nach Bedarf Dampf aus- oder eingespeichert wird. Das Korrektursignal wird mit einer modellmäßigen elektrischen Nachbildung des Dampferzeugerverhaltens gebildet. Der Nachbildung ist als Eingangssignal das Stellsignal des Leistungsreglers zugeführt. Damit ist jedoch nur ein geringer Grad der Koordination von Drucksollwert und Brennstoffzufuhr zu erreichen. Das dynamische Verhalten des Leistungsregler-Ausgangssignals ist nämlich nicht nur von dem Leistungsverhalten der Regelstrecke abhängig, sondern auch von den Parametern des Leistungsreglers.
[0010] Die in der EP-A2-0100 532 verwendete elektrische Nachbildung des Dampferzeugers und deren Verwendung ist nicht gleichzusetzen mit dem Prozeßmodell des Verfahrens gemäß DE 36 32 041 C2 oder DE 41 24 678 C2. Ein Regelverhalten im Sinne der eingangs genannten DVG-Anforderungen kann mit dem Verfahren nach EP-A2-0100 532 nicht vollständig erreicht werden, weil eine auszuspeichernde Leistungskomponente nicht explizit vorliegt. Es ist keine klare Trennung in der Erfassung der Wirkungen der Brennstoffzufuhr und der Turbinenregelventilstellung möglich. Das zur Bildung des Druckkorrektursignals benutzte Ausgangssignal des Leistungsreglers wird nämlich von der Regelabweichung "Leistung" beeinflußt, ist also von der elektrischen Leistung abhängig und somit von der Summe der brennstoff- und der ventilstellungsabhängigen Leistungskomponenten, deren Größe jedoch nicht bekannt ist. Eine zur Erfüllung der eingangs beschriebenen Anforderungen exakte gezielte Ansteuerung des Drucksollwertes ist daher nicht möglich.
[0011] Der Erfindung liegt ausgehend von dem Verfahren gemäß DE 36 32 041 C2 die Aufgabe zugrunde, eine Weiterentwicklung anzugeben, die eine schnellere Ausregelung von Heizstörungen ermöglicht und auch eine Variante für Festdruckbetrieb zuläßt. Eine Einhaltung der DVG-Anforderungen einschließlich eines mindestens monotonen Übergangs auf ein neues Leistungsniveau soll ebenso weiterhin gegeben sein wie auch ein vorwiegend gesteuerter Eingriff in den Prozeß. Außerdem soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
[0012] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Steuerung und Regelung der Leistung eines Dampfkraftwerksblocks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
[0013] Vorteilhafte Ausgestaltungen und geeignete Steuer- und Regel-Einrichtungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
[0014] Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen unter anderem darin, daß durch den Einbezug der Vordruckregelung eine sehr schnelle und stabile Ausregelung und damit auch stabile Haltung des FD-Druckes, der den Heizstörungen unterliegt, und durch eine gut an die jeweilige Betriebsart angepaßte Nachbildung des Regelstrekkenverhaltens ein praktisch nur gesteuerter Übergang auf ein neues Leistungsniveau erreicht wird. Durch die Aufschaltung der Leistungsregelabweichung auf den Dampfdrucksollwert wird nicht nur der Fehler des Prozeßmodells praktisch eliminiert, sondern die ganze Blockregelung stabiler.
[0015] Das Verfahren kann sowohl mit einer universell für mehrere wählbare Betriebsarten eingerichtete Einrichtung, als auch mit einer vereinfachten, für eine bestimmte Betriebsart ausgestattete Steuer-und Regeleinrichtung durchgeführt werden.
[0016] Eine ausführliche Beschreibung der Erfindung erfolgt nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 Gesamtanordnung einer Steuer- und Regeleinrichtung mit einem universellen Prozeßmodell für unterschiedliche Betriebsarten,
Fig. 2 Blockschema des universellen Prozeßmodells der Anordnung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 Abwandlung der Anordnung gemäß Fig. 1 oder 2 für einen Fall, in dem die Summationsstelle für ein vom Prozeßmodell geliefertes Ventilstellungs-Steuersignal und das Ausgangssignal des Vordruckreglers nicht zur Verfügung steht,
Fig. 4 vereinfachte Ausführung der Steuer-und Regeleinrichtung für einen Dampfkraftwerksblock mit Vordruckregelung und für Gleitdruckbetrieb,
Fig. 5 vereinfachte Ausführung der Steuer-und Regeleinrichtung für einen Dampfkraftwerksblock mit Vordruckregelung und für Festdruckbetrieb.
[0017] Die Fig. 1 und 2 zeigen eine universell für unterschiedliche Betriebsarten einstellbare Steuer-und Regeleinrichtung, wobei in Fig. 1 eine Gesamtanordnung dargestellt ist, deren Prozeßmodell in Fig. 2 im einzelnen gezeigt ist.
[0018] Einem in den Fig. 1 und 2 dargestellten, als universelles Prozeßmodell oder Universal-Prädiktor 100 bezeichneten Modell sind als Eingangssignale zugeführt:
Ein Brennstoff-Steuersignal B, die Leistungsregelabweichung Pd und ein vorgegebener Leistungs- sollwert Pv. Ausgangssignale sind - abhängig von Betriebsarten-Umschaltern 115 bis 119 - ein Turbineneinlaßventil-Steuersignal S, ein Leistungssollwert Ps, ein Drucksollwertsignal D, ein Dampfdrucksollwert ps und eine Drucksollwert-Komponente Ds.
[0019] Die Gesamtanordnung enthält noch weitere Betriebsartenumschalter 118 bis 120 und 125 bis 129, die mit Hilfe einer Betriebsarten-Wahleinrichtung 121 betätigt werden können. Die Betriebsarten-Wahleinrichtung 121 enthält zwei Zeilen mit Tasten, wobei je Zeile eine Wahl durch Tastendruck getroffen werden muß.
[0020] Wie eingangs dargelegt ist, bezieht sich die Erfindung auf eine Weiterentwicklung des Verfahrens und der Einrichtung, die bereits aus der DE 36 32 041 C2 bekannt sind. Einrichtungskomponenten, die bereits dort beschrieben sind und auch in der erfindungsgemäßen Einrichtung wieder verwendet sind, sind zur Erleichterung des Veständnisses mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Auch Signalbezeichnungen wurden übernommen.
[0021] Das Brennstoff-Steuersignal B wird in einem Funktionsbildner 33a, 33b in Abhängigkeit von geforderten Leistungsänderungen und mit einer angepaßten Übersteuerung gebildet.
[0022] Die als weiteres Eingangssignal dem Prozeßmodell 100 zugeführte vorgegebene Leistung Pv ist Ausgangssignal eines Funktionsbildners 19b, der einen mindestens monotonen Anstieg der Blockleistung P sicherstellt. Das Eingangssignal des Funktionsbildners 19b ist eine Sprungamplitude X, die von einem Leistungsanstiegsbegrenzer geliefert wird, der jeweils den durch Androsselung gegebenen Energievorrat berücksichtigt.
[0023] Das Prozeßmodell 100 enthält mehrere Funktionsbildner, nämlich einen Funktionsbildner 30 mit einer Übertragungsfunktion zwischen Dampfdruck und Brennstoff, einen Funktionsbildner 22 mit einer Übertragungsfunktion zwischen elektrischer Leistung und Brennstoff, einen Funktionsbildner 28 mit einer Übertragungsfunktion zwischen Dampfdruck und Ventilstellung, einen Funktionsbildner 102 mit einer Übertragungsfunktion zwischen Ventilstellung und Dampfdruck, einen Funktionsbildner 103 mit einer Übertragungsfunktion zwischen Ventilstellung und elektrischer Leistung und einen Funktionsbildner 21 mit ebenfalls einer Übertragungsfunktion zwischen Turbinenventilstellung und elektrischer Leistung. Weitere Komponenten des Prozeßmodells 100 sind ein P-Regler 63, Additionsstellen 20, 29, 106 bis 109, 104 und 114, ein Auswahlglied 105 und einen Multiplikator 111.
[0024] Außerhalb des Prozeßmodells 100 sind neben den obengenannten Komponenten ein Leistungsregler 2, ein Stellungsregler 3, ein Druckregler 4 und ein Vordruckregler 101 und Additionsstellen 8 bis 10, 12, 13, 31, 64, 110, 122 bis 124 angeordnet.
[0025] Die elektrische Schaltung der Komponenten und die Arbeitsweise der Einrichtung wird durch die Schalterstellungen festgelegt.
[0026] Durch Betätigung der Tasten a und G der Betriebsarten-Wahleinrichtung 121 werden die Schalter in die dem jeweils angegebenen Buchstaben entsprechende Position gebracht, wodurch eine Betriebsart "Turbine führt, Kessel folgt, Gleitdruck" festgelegt ist. Das in dieser Schaltung durchgeführte Steuer- und Regelverfahren ist bereits aus DE 36 32 041 bekannt. In dieser Betriebsweise wirkt der Leistungsregler 2 korrigierend auf die Turbinen-Regelventile, der Stellungsregler 3 wirkt mittels des Druckreglers 4 korrigierend auf den Brennstoff. Durch das Drucksollwertsignal D ist der Druckregler 4 während des Steuerprozesses praktisch inaktiv. Die Schaltungsanordnung ist festgelegt durch die Schalterstellungen 120/a, 119/a, 118/a, 127/a, 129/G und 128/a.
[0027] Durch Betätigung der Tasten a und F wird eine Betriebsart "Turbine führt, Kessel folgt, Festdruck" gewählt. Im Festdruckbetrieb erhält der Druckregler 4 seinen Sollwert von der Additionsstelle 124, wobei das im Prozeßmodell 100 gebildete Kopplungssignal Ds bewirkt, daß der Druckregler 4 inaktiv wird. Der Stellungsregler 3 ist abgeschaltet. Der Leistungsregler 2 und der Druckregler 4 wirken korrigierend auf den Brennstoff.
[0028] Durch Betätigung der Tasten b und G wird die Betriebsart "Kessel führt, Turbine folgt, Gleitdruck" festgelegt. Auch in dieser Betriebsart erfolgt eine Steuerung durch die Steuersignale B und S. Das Ventil-Steuersignal S wirkt mittels des Sollwertes des Stellungsreglers 3 (Schalter 127/b, 125/b) auf die Turbinenregelventile. Der Leistungsregler 2 wirkt korrigierend auf den Durcksollwert (Schalterstellungen 120/b, 119/b, 126/b, 129/G) und der Druckregler 4 (Schalter 128/b) über die Additionsstelle 8 auf den Brennstoff. Diese Betriebsweise ist - abgesehen von einer Aufschaltung der Regelabweichung Pd auf den Leistungsregler 2 mittels Additionsstelle 121 auf den Sollwert des Stellungsreglers 3 - aus der DE 36 32 041 bekannt. Erfinderisch sind die nachstehend beschriebenen Verfahrensvarianten VG und VF.
[0029] Durch Betätigung der Tasten V und G wird die Betriebsweise "Kessel führt, Turbine folgt, Gleitdruck, Vordruckregelung" gewählt. Eine Beschreibung des Verfahrens erfolgt weiter unten anhand der Fig. 4 und 5.
[0030] Die angestrebte Inaktivhaltung des Vordruckreglers 101 während der Steuerung durch den vom Prozeßmodell 100 gelieferten Drucksollwert ps wird - abweichend von der Anordnung gemäß Fig. 4 - durch die direkte Steuerung der Turbinenventile mittels Ventilsteuersignal S und der Aufschaltung an der Additionsstelle 9 erreicht. Da der Drucksollwert ps den gleichen zeitlichen Verlauf, wie der Istdruck hat, ist die Regelabweichung an der Additionsstelle 110 praktisch Null.
[0031] Durch Betätigung der Tasten V und F wird die Betriebsweise "Kessel führt, Turbine folgt, Festdruck, Vordruckregelung" gewählt. Analog zur vorgenannten Betriebsart VG werden auch hier die Trubinenregelventile direkt durch das Steuersignal S angesteuert.
[0032] Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Anordnung für den Fall, daß die Realisierung der Summationsstelle 9 nicht möglich ist. Die Turbinenregelventile können dann nur indirekt, d. h. mittels der gezielten Verstellung des jeweiligen Reglers 101 bzw. 2 angesteuert werden. Hierfür wird ein Schalter 140 in die der Betriebsart entsprechende Position gebracht und das Ventilsteuersignal S durch Funktionsbildner 141 bzw. 142 dynamisch verformt additiv auf den jeweiligen Sollwert über Additionsstellen 143 bzw. 144 aufgeschaltet. Die dynamische Verformung durch die Funktionsbildner 141 bzw. 142 erfolgt mit der Inversübertragungsfunktion des jeweiligen Reglers 101 bzw. 2.
[0033] Fig. 5 zeigt eine mit Bezugszeichen 133F versehene vereinfachte Ausführung des Prozeßmodells für ein Festdruckbetrieb mit Vordruckregelung. Abweichend von der Anordnung gemäß Fig. 1 wird hier eine Regelstrecke 1 b betrachtet, die außer dem Kraftwerksblock 1 den Vordruckregler 101 umfaßt. Das dynamische Verhalten der Regelstrekke 1 wird durch einen Funktionsbildner 131 nachgebildet. Die Funktionsweise der Anordnung gemäß Fig. 5 ist nachstehend beschrieben.
[0034] Der Brennstoff wird durch Steuersignal B angesteuert. Seine Auswirkung auf die Leistungserhöhung bei eingeschaltetem Vordruckregler 101 wird durch den Funktionsbildner 131 nachgebildet. An der dem Funktionsbildner 131 nachgeschalteten Additionsstelle 20 wird durch Subtraktion der vom Funktionsbildner 131 gelieferten Leistungskomponente PB von der vorgegebenen Leistung Pv ein Leistungsteil Pps gebildet, der aus dem Kessel auszuspeichern ist durch gezielte Ansteuerung des Drucksollwertes ps. Der dazu benötigte zeitliche Verlauf des Drucksollwertes ps wird durch einen Funktionsbildner 132 als Komponente ps,v ermittelt. Diese Drucksollwertkomponente ps,v wird an der Additionsstelle 109 zum festen Drucksollwert, dem Nenn-Drucksollwert ps,N addiert. Im Idealfall der Steuerung, d. h. bei exakter Nachbildung des Regelstreckenverhaltens durch die Signale B und ps bleibt die Leistungsregelabweichung Pd Null. Bei Abweichungen von diesem Idealfall wirkt der Leistungsregler 2 über die Additionsstelle 8 korrigierend auf den Brennstoffmassenstrom mB. Zur Verbesserung der Leistungsdynamik wird die Regelabweichung über die Additionsstelle 108 nach einer Verstärkung durch den Multiplikator 111 dem Drucksollwert aufgeschaltet.
[0035] Da im Beharrungszustand das Ausgangssignal der Additionsstelle 108 Null sein muß, wird diese Bedingung durch eine Rückführung Rv des Ausgangssignals der Additionsstelle 108 über einen Multiplikator 113 und die Additionsstelle 64 auf das Brennstoffsteuersignal B sichergestellt.
[0036] Fig. 4 zeigt eine ganz ähnliche Anordnung wie Fig. 5, jedoch für einen Gleitdruckbetrieb mit Vordruckregelung. Dem Drucksollwert ps wird in diesem Fall statt dem Nenn-Drucksollwert ps,N an der Additionsstelle 109 ein Steuersignal DB aufgeschaltet. Das Steuersignal DB wird in einem Funktionsbildner 136 gebildet; sein zeitlicher Verlauf entspricht der Änderung des Frischdampfdruckes als Anwort auf den durch die Steuerung (B) veränderten Brennstoffmassenstrom mB. Die Leistungskomponente PB wird in einem an den Gleitdruckbetrieb angepaßten Funktionsbildner 134 gebildet.
[0037] Während die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Prozeßmodelle 133G, 133F jeweils für eine bestimmte Betriebsart eingerichtet sind, können mit dem universellen Prozeßmodell 100 gemäß Fig. 3 alle oben beschriebenen Betriebsarten gefahren werden. Die Nachbildung der Leistungskomponente PB für Gleitdruck und Festdruck erfolgt dabei unterschiedlich, je nach Stellung des Schalters 115.
[0038] Solange man sich im Leistungsregelbereich mit gleitendem FD-Druck befindet, sind - beim Schalter 115 in G-Position - die Signale aus den Funktionsbildner 102 und 103 Null. Wenn der durch den Funktionsbildner 30 nachgebildete FD-Druck nach einer Leistungserhöhung durch das Brennstoffsteuersignal B den Nenn-Drucksollwert ps,N übersteigt, wird die anstehende Differenz mittels des Auswahlglieds 105 und der Additionsstelle 106 erfaßt. Mittels der Funktionsbildner 102, 103 und der Additionsstelle 104 werden erstens die Nachbildung der Leistungskomponente PB für den Festdruck aktiviert und zweitens die Turbinenregelventile durch das Signal Sp weiter geöffnet. Nach der Einspeicherung der Wärmeenergie im Kessel wird nur das Signal Sy am Ausgang des Funktionsbildners 20 zu Null und zwar auf Grund der Wirkung der Rückführung R, ,2 (oder RV bei entsprechender Stellung des Schalters 117). Wenn der Betrieb mit dem Vordruckregler erfolgt, steht der Schalter 116 in G-Position; im Leistungsregelbereich, in dem das Ausgangssignal der Additionsstelle 106 nicht Null ist, wird das ursprünglich vom Funktionsbildner 30 gelieferte Signal DB durch das Signal von 106 in 107 für den Festdruck eingestellt, d. h. das Signal DB entspricht dem Nenn-Drucksollwert ps,N.
[0039] Für die Betriebsweise mit Festdruck im ganzen Leistungsregelbereich des Kraftwerksblockes ist der Schalter 115 in F-Position zu bringen und hierbei werden die Ausgangssignale der Funktionsbildner 102 und 103 leistungsmäßig verändert.
[0040] Durch das Signal Sy wird die Leistung aus dem Kessel ausgepeichert und durch die Wirkung der jeweiligen obengenannten Rückführung wird das Signal Sy wiederum zu Null gebracht.
Bezugszeichenliste
[0041]
1 Kraftwerksblock
2 Leistungsregler
3 Stellungsregler
4 Druckregler
8 Brennstoffwerte-Additionsstelle
9 erste Stellwerte- Additionsstelle
10 zweite Stellwerte-Additionsstelle
11 Ventilstellungs-Sollwertsteller
12 Druckwerte-Additionsstelle
13 Leistungswerte-Additionsstelle
19b Funktionsbildner (nichtlineares Glied erster Ordnung dessen Zeitkonstante T abhängig ist von der Sprungamplitude X)
20 Additionsstelle (Bildung des fehlenden Leistungsteils Pps)
21 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen Turbinenventilstellung und elektrischer Leistung)
22 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen elektrischer Leistung und Brennstoff)
28 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen Dampfdruck und Ventilstellung)
29 Additionsstelle
30 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen Dampfdruck und Brennstoff)
31 Additionsstelle
33a,b Funktionsbildner (Übersteuerung des Signals Pf2,unterschiedlich für sprungförmige oder rampenförmige Leistungsänderung)
63 P-Regler
64 Additionsstelle
100 Universal-Prädiktor
101 Vordruck-Regler
102 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen Ventilstellung und Dampfdruck)
103 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen Ventilstellung und elektrischer Leistung)
104 Additionsstelle
105 Auswahlglied
106 Additionsstelle
107 Additionsstelle
108 Additionsstelle
109 Additionsstelle
110 Additionsstelle
111 Multiplikator
112 Multiplikator
113 Multiplikator
114 Additionsstelle
115 Schalter
116 Schalter
117 Schalter
118 Schalter
119 Schalter
120 Schalter
121 Betriebsarten-Wahleinrichtung (zwei Parameter müssen festgelegt werden)
122 Additionsstellen
123 Additionsstellen
124 Additionsstellen
125 Schalter
126 Schalter
127 Schalter
128 Schalter
129 Schalter
131 Funktionsbildner (bildet Auswirkung der Brennstoffzufuhr auf die Leistungserhöhung nach)
132 Funktionsbildner (Nachbildung des zeitlichen Verlaufs des Drucksollwertes)
133F Prädiktor für Festdruckbetrieb
133G Prädiktor für Gleitdruckbetrieb
134 Funktionsbildner (Übertragungsfunktion zwischen elektrischer Leistung und Brennstoff)
135 Umsetzer (Übertragungsfunktion zwischen Drucksollwert und elektrischer Leistung)
140 Schalter
141 Funktionsbildner (inverse Übertragungsfunktion des Vordruckreglers)
142 Funktionsbildner (inverse Übertragungsfunktion des Leistungsreglers)
143 Additionsstelle
144 Additionsstelle
Signalbezeichnungen
[0042]
B Brennstoff-Steuersignal
D Drucksollwertsignal
DB Drucksollwert-Komponente
Ds Drucksollwert-Komponente (Entkopplungssignal für Druckregler)
K Korrekturfaktor
mB Brennstoff Massenstrom
mB Brennstoff-Massenstrom-Änderung
p Dampfdruck-Istwert
ps Dampfdruck-Sollwert
ps,N Dampfdruck-Sollwert bei Nennleistung (max. Dampfdruck)
Ps,v Dampfdruck-Sollwert-Komponente
P Blockleistung elektrisch
Pf2 Leistungssollwertkomponente (von Netzfrequenzabweichung abhängig)
Pd Leistungsregelabweichung
Pps
Ps Leistungs-Sollwert
(PB)F,G nachgebildete Brennstoff abhängige Leistungskomponente im F- oder G-Betrieb
Pv vorgegebener Leistungssollwert
R1,2 Rückführung
Rv Rückführung
S Ventil-Steuersignal
Sy Ausgangssignal des Funktionsbildners 20
Sp Ausgangssignal des Funktionsbildners 102
T Zeitkonstante
X Sprungamplitude
Y Turbinenventilstellung
Betriebsarten-Bezeichnungen
a) ein durch Androsselung der Turbineneinlaßventile gegebener Energievorrat erfaßt und mit einer Leistungskomponente eingesetzt wird, die eine Leistungserhöhung mit streng monotonem oder monotonem Übergang auf ein höheres Leistungsniveau sicherstellt, und
b) ein Übergang auf ein neues Leistungsniveau mit Hilfe von Signalen (B,S) für einen gesteuerten Eingriff in die Brennstoffzufuhr und die Turbinenventilstellung im wesentlichen gesteuert erfolgt, so daß die Regeleinrichtung weitgehend inaktiv bleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Vordruckreglers (101) eine Frischdampf-Vordruckregelung einbezogen ist, wobei
c) das Prozeßmodell (100, 133) einen Dampfdruck-Sollwert (ps) für den Vordruck- regler (101) bildet, und wobei dieser bewirkt, daß auch der Vordruckregler (101) weitgehend inaktiv bleibt,
d) der Dampfdruck-Sollwert (ps) für Gleit- bzw. Festdruckbetrieb auf unterschiedliche Weise gebildet wird,
e) dem Dampfdruck-Sollwert (ps) additiv (108) die Regelabweichung (Pd) des Leistungsreglers (2), der unmittelbar und korrigierend auf die Brennstoffzufuhr wirkt, aufgeschaltet wird, und
f) das Ausgangssignal des Vordruckreglers (101) additiv (9) auf das Steuersignal (S) zur Bildung des Stellsignals (Y) für die Turbineneinlaßventile aufgeschaltet wird.
a) ein Prozeßmodell (100), das auf Grund einer Leistungssollwertvorgabe (Pv), die eine Leistungserhöhung mit streng monotonem oder mindestens monotonem Verlauf bewirkt, Steuersignale (B,S) bildet füer eine Steuerung der Brennstoffzufuhr (mB) und der Turbineneinlaßventilstellung (Y),
b) einen Leistungsregler (2),
c) einen Turbineneinlaßventil-Stellungsregler (3), und
d) einen Dampfdruckregler (4),
dadurch gekennzeichnet, daß
e) außerdem ein Frischdampf-Vordruckregler (101) angeordnet ist,
f) das Prozeßmodell (100) als universelles Modell mit Einstellmöglichkeit auf je eine der in den Merkmalen g) und h) genannten Betriebsarten (F,G,V,a,b) ausgeführt ist,
g) Mittel (115, 116, 121, 129) vorhanden sind zur wahlweisen Umschaltung auf eine der Betriebsarten Gleitdruck (G) oder Festdruck (F), und
h) Mittel (117 bis 121, 125 bis 128) vorhanden sind zur wahlweisen Umschaltung auf eine der Betriebsarten "FD-Vordruckregelung" (V) oder "Turbine führt, Kessel folgt" (a) oder "Kessel führt, Turbine folgt" (b).
a) ein Prozeßmodell (133F, 133G), das auf Grund einer Leistungssollwertvorgabe (Pv), die eine Leistungserhöhung mit streng monotonem oder mindestens monotonem Verlauf bewirkt, ein Steuersignal (B) für eine Steuerung der Brennstoffzufuhr (mB) bildet, und
b) einen Leistungsregler (2)
dadurch gekennzeichnet, daß
c) im Dampfkraftwerksblock (1 d) ein FD-Vordruckregler (101) angeordnet ist, der eine Stellgröße (Y) zur Einstellung der Turbineneinlaßventile liefert, und
d) das Prozeßmodell (133F, 133G) Mittel (131, 20, 132, 108, 109) für Festdruckbetrieb, bzw. (134 bis 135, 20, 108, 109, 111) für Gleitdruckbetrieb) aufweist, zur Bildung eines Wärme-/Leistungs- oder Brennstoffabhängigen FD-Drucksollwertes (ps), der dem Vordruckregler (101) als Sollwert zugeführt ist.