Turbine Control

Turbine Control

Departemen Teknik Sistem Perkapalan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Keputih, Sukolilo, Surabaya 60111

1. Introduction

Turbin uap digunakan dalam pembangkit tenaga listrik, terutama di pembangkit listrik siklus gabungan, dan juga sebagai drive kecepatan variabel atau konstan untuk peralatan putar yang lebih besar, seperti kompresor dan pompa. Kontrol mereka seringkali terintegrasi dengan generator uap, yang bisa menggunakan fosil atau bahan bakar nuklir.

Pada bagian pertama bagian ini, sifat dan operasi Prinsip turbin uap akan dibahas terlebih dahulu. Ini akan diikuti dengan deskripsi berbagai jenis turbin desain, efisiensi, dan aplikasi.

Pada bagian kedua bagian ini, kontrol uap turbin akan ditutupi. Diskusi ini akan dimulai dengan deskripsi tentang gubernur dan dasar-dasar uap tradisional kontrol turbin regulasi. Kontrol tekanan let-down dan aplikasi turbin ekstraksi dan metode menghilangkan interaksi dan decoupling juga akan dibahas. Itu bagian ini juga akan menjelaskan sistem keselamatan turbin uap dan akan diakhiri dengan deskripsi optimasi dan kontrol lanjutan.

Strategi optimasi yang dijelaskan akan mempertimbangkan sifat instalasi, yang mungkin memiliki tujuan memaksimalkan produksi tenaga listrik sambil memenuhi uap permintaan tanaman atau tujuan memaksimalkan steam langsung pemanfaatan. Diskusi tentang kontrol lanjutan akan mencakup penggunaan kontrol prediktif berbasis model dan diagnostik mandiri untuk tujuan pemeliharaan Ini juga akan menyentuh tekanan termal monitoring (TSM), proteksi turbin (TP), dan monitoring / kontrol sekuensial (MSC).

2. Daya dan Kecepatan

2.1 Kontrol daya

Untuk aplikasi generator seringkali diinginkan untuk mengendalikan turbin untuk bebandari kecepatan. Pada sebagian besar aplikasi ini, generator memberi makan listrik ke dalam sistem grid. Setelah generator turbin disinkronisasi ke grid dan pemutus tertutup, kecepatan rotasi turbin terkunci ke arah frekuensi grid Kecepatan tidak bisa lagi dipengaruhi, tapi kita bisa menggunakan kontrol kecepatan loop untuk mengendalikan beban (kW) dengan menaikkan atau menurunkan referensi kecepatan untuk membuka atau menutup katup govermen inlet dan mempengaruhi aliran uap melalui turbin. Perubahan aliran uap tidak akan berubah cepat; bagaimanapun, itu akan menghasilkan daya lebih / kurang tergantung pada perubahan arus.

Bagi sebagian besar aplikasi generator, kontrol beban merupakan pertimbangan utama. Di kasus turbin tekanan balik dan / atau ekstraksi, kontrol beban mungkin terjadi sekunder, namun tetap akan menjadi parameter pengendali. Untuk mengkondensasi muatan turbin Kontrol umumnya merupakan parameter utama. Turbin induksi juga mengontrol beban, dengan pertimbangan lain adalah penggunaan uap induksi yang efisien sebelum digunakan kembali ke sistem kondensat. Turbin uap harus dikendalikan pada mode kontrol-MW ini secara normal. Dalam hal Penurunan frekuensi grid, katup gubernur harus terbuka seketika untuk memberikan frekuensi Dukungan dalam bentuk MW tambahan. Bila mode kontrol tekanan uap utama (MSP) beroperasi, pengontrol MW ini pelacakan ke pengendali tekanan uap utama (MSP).

2.2 Kontrol kecepatan

Terlepas dari aplikasi turbin uap yang dipertimbangkan, kecepatan dan / atau beban kontrol akan diperlukan Kontrol kecepatan adalah loop kontrol utama untuk semua turbin aplikasi, industri serta utilitas. Tanpa kontrol kecepatan turbin tidak bisa dimulai atau dioperasikan dengan aman.  Turbin uap industri biasanya hanya memiliki satu alat pengukur aliran uap, dengan kecuali ekstraksi dan desain induksi. Saluran uap industri turbin akan dikontrol oleh satu katup, atau rangkaian katup (multi valve perakitan) bekerja di konser. Apakah turbin itu tunggal atau multi-katup desain, aturan dasar untuk pemerintahan berlaku:  Satu perangkat kontrol uap hanya bisa mengendalikan satu parameter.

Sekilas, ini mungkin tampak membatasi. Secara umum hanya satu parameter saja dikendalikan untuk banyak aplikasi. Fleksibilitas aplikasi meningkat saat Setpoint parameter terkontrol dipengaruhi sebagai fungsi sekunder parameter. Misalnya, katup uap inlet turbin mengontrol kecepatan turbin, Tapi tekanan knalpot bisa digunakan untuk bias setpoint kecepatan agar bisa dipertahankan beberapa tingkat tekanan buang. Ini adalah contoh bagaimana parameter selain kecepatan bisa ikut bermain, tapi akhirnya loop kontrol kecepatan adalah dasi kembali katup uap inlet (s).

Kontrol kecepatan dapat diilustrasikan dengan menggunakan konsep balok keseimbangan seperti yang diilustrasikan. Semua sistem yang membutuhkan kontrol kecepatan yang tepat membutuhkan umpan balik. Kecepatan yang sebenarnya harus ditimbang terhadap kecepatan yang diinginkan. Gambaran balok keseimbangan menunjukkan bagaimana kecepatan sebenarnya berbanding lurus dengan kecepatan yang diinginkan; penyesuaian dilakukan mencapai keseimbangan kecepatan yang merupakan setpoint.

Sistem seimbang ini adalah jantung dari setiap sistem kontrol. Dalam mekanis-hidrolik govermen musim semi yang lebih cepat memberikan kekuatan pada bantalan dorong, sementara Flyweights mengerahkan kekuatan yang berlawanan sebanding dengan kecepatan rotasi turbin. Bergantung pada kecepatan pegas pegas dan kecepatan turbin, Titik ekuilibrium terbentuk.

Dalam sebuah governor elektronik, jenis penjumlahan yang sama juga terjadi arus elektronik dan voltase dijumlahkan bukan gaya. Dalam kedua kasus tersebut, Sistem terus memberikan umpan balik kepada kontrol sehingga bisa menyesuaikan diri mencoba mempertahankan setpoint. Ini adalah lingkaran kontrol tertutup dan jantung semua sistem kontrol turbin, tidak peduli kompleksitasnya.

Dua input kecepatan diproses oleh gerbang pemilih tinggi, nilai yang lebih tinggi digunakan untuk kontrol kecepatan. Lingkaran kontrol kecepatan hanya menentukan posisi katup kontrol untuk mengatur kecepatan turbin di pengaturan nilai sebelum generator sejajar dengan sistem tenaga. Tugas seperti itu adalah dipindahkan ke loop kontrol daya atau loop kontrol MSP setelah sinkronisasi dengan Namun, sistem diletakkan pada posisi untuk perlindungan cadangan sekaligus mencegahnya dari over-speed selama operasi paralel

Sarana harus disediakan Alirkan aliran uap melalui turbin sehingga alirannya mengalir output daya dan kecepatan bisa dikontrol. Aliran uap dapat divariasikan oleh :

·       Katup throttle

·       katup throttle plus katup kontrol tangan

·       Katup angkat dan katup angkat cam

·       Bypass katup

·       Tekanan boiler yang tak terukur

2.3 Throttle valve control

Metode yang paling sederhana mengatur aliran uap adalah dengan katup throttle di suplai uap ke turbin, di ilustrasikan pada gambar 1. Jika ukurannya benar, katup akan mengalami sedikit tekanan ketika terbuka lebar. Oleh karena itu, pada daya  maksimum tekanan boiler secara keseluruhan penuh akan ada pada saluran masuk ke nozel tahap pertama. Seperti katup tertutup untuk mengurangi laju aliran uap, penurunan tekanannya meningkat. akibatnya, proses entalpi throttling atau constant enthalpy terjadi pada katup dan menyebabkan kehilangan termodinamika. Karena ada penurunan energi yang tersedia per pon uap mengilustrasikan pada gambar 2 pengurangan energi yang tersedia sebagai hasil dari throttling.

Karena melemahkan kerugian di kekuatan rendah, di iustrasikan pada kurva AA gambar 3 kontrol katup throttle saja tidak memuaskan untuk turbin di depan, tapi umumnya digunakan untuk turbin astern di mana efficiciltiy tinggi pada bagian beban tidak perlu. Katup throttle adalah teknik yang penting dan banyak digunakan perangkat untuk banyak aplikasi industri, seperti untuk tekanan kontrol pada pompa panas. Biasanya, sistem katup throttle terdiri dari katup dan aktuator. Tugas kontrol katup throttle adalah menggerakkan katup dari posisi sewenang-wenang hingga diberikan posisi yang diinginkan dengan mengatur aktuator masukan.

Mengontrol katup throttle adalah tugas yang menantang. Memiliki perilaku yang sangat dinamis. Seperti banyak yang tidak diketahui. Nonlinearities terlibat, seperti gesekan yang kompleks, akurat fisik model dinamika katup sulit didapat. Dalam prakteknya, katup perlu dikendalikan pada tingkat yang sangat tinggi, dan posisi katup yang diinginkan perlu mencapai secepat mungkin Sementara membutuhkan performa kontrol yang cepat, tidak ada overshoot Diijinkan disini, yaitu posisi katup tidak boleh melebihi posisi yang diinginkan.

Persyaratan ini penting untuk pengendalian tekanan, sebuah katup terbuka sesuai dengan akselerasi. dengan demikian, overshoot selama Kontrol katup akan menghasilkan tersentak yang tidak diinginkan torsi. Kendala ini, tidak diketahui nonlinearities dan kontrol cepat tanpa overshoot, buat throttle valve controller desainnya sulit dalam praktek. Dalam literatur, beberapa pendekatan adalah dibahas untuk mengatasi tantangan katup throttle kontrol berdasarkan metode kontrol klasik. Pendekatan ini biasanya melibatkan tunning manual pengendali parameter. Selanjutnya, pengetahuan mendalam dari sistem fisik diperlukan untuk mendapatkan parametrization yang baik dari controller dalam kasus ini. Keterbatasan ini memotivasi pendekatan yang digunakan dalam pelajaran ini. Kami menyelidiki bagaimana teknik belajar mesin, khususnya, Reinforcement Learning, dapat dipekerjakan untuk berhasil mempelajari kebijakan pengendalian dari pengalaman, sambil memasukkan batasan praktis yang dibutuhkan. Di samping Tantangan yang disebutkan di atas, beberapa masalah RL perlu ditangani, seperti pembelajaran multi target dan penanganan data yang besar selama proses pembelajaran. Menggunakan pendekatan RL yang probabilistik dan berbasis model. kesimpulan probabilitas untuk algoritma kontrol, untuk mempelajari kebijakan pengendalian. Kami memodifikasi Pilco memperhitungkan persyaratan yang dibahas. Metode diimplementasikan dan dievaluasi dalam simulasi, serta pada sistem katup throttle nyata. Evaluasi menunjukkan kelayakan pendekatan RL yang disajikan dan, dengan demikian, mengindikasikan kesesuaian RL untuk dunia nyata, aplikasi industri.

2.4 Throtle Valve Plus Hand Control Valve

Kerugian yang melorot pada kekuatan yang berkurang dapat diminimalisir jika tahap pertama adalah tipe impuls dan noesla totalnya daerah dibagi menjadi beberapa kelompok seperti yang digambarkan oleh Gambar 4. Satu kelompok nosel biasanya memiliki sekitar satu setengah dari total area nozzle dan hanya dikendalikan oleh throttle katup, sementara masing-masing kelompok yang tersisa dikontrol dengan katup throttle dan katup kontrol tangan. Jadi, jika throttle terbuka lebar, area nozzle dan karenanya aliran uap dapat bervariasi dalam serangkaian langkah dengan membuka masing-masing tangan katup kontrol dalam urutan yang tepat. Saat katup throttle dan semua katup pengatur tangan masuk. Ketegangan pada titik tertentu terbuka lebar. Throttling kerugian akan minimal. Kelancaran kurva AC di gambar 3 akan berakibat jika mungkin untuk memiliki yang tak terbatas kayu dari katup kontrol tangan.

Dengan jumlah katup yang terbatas itu praktis Untuk digunakan, ada kekuatan yang tidak bisa diperoleh Memiliki combbose dari katup terbuka lebar atau tertutup. Dua mode operasi dimungkinkan untuk intermediate ini kekuatan. Salah satu prosedurnya adalah membuka banyak kontrol katup seperti yang bisa dimanfaatkan dan kemudian terbuka sebagian Katup kontrol tambahan untuk mendapatkan daya pasti yang diinginkan. Kehilangan throttling dari katup yang dibuka sebagian menghasilkan efek bergigi (atau katup, seperti yang disebut) pada kurva AC pada gambar 3. Sebagai alternatif, kombinasi katup kontrol tangan terbesar berikutnya dapat dibuka ide dan daya dikurangi ke yang diinginkan. nilai tutup katup throttle seperlunya. Meskipun ini menghasilkan sedikit pelemahan yang sedikit lebih besar dari sebagian rentang daya dan menghasilkan efek gigi gergaji yang ditunjukkan pada gambar 3, lebih disukai karena semua metode ini dibuat pada katup throttle. Dengan daerah nosel diketahui, oleh karena itu, tekanan dada yang diamati dapat digunakan untuk menghitung aliran uap dan menentukan daya keluaran turbin.

Jumlah katup kontrol tangan yang bergantung pada pentingnya operasi yang efisien pada kekuatan yang lebih rendah. Tiga katup kontrol tangan telah diberikan pada banyak aplikasi kelautan pedagang; Namun, di mana turbin beroperasi pada daya waktu, dua katup kontrol tangan telah terbukti memuaskan. Selain lebih sederhana, sejumlah kecil katup kontrol tangan memberi masukan energi untuk menghilangkan getaran dari sebagian.

Ahead dan astern trottle, katub governor dan steam strainer dapat dikelompokkan dalam susunan manifold dan dipasang pada sekat nyaman yang berdekatan dengan titik kontrol mesin utama. Hal ini memungkinkan Agement disukai karena disain berbagai komponen dapat dikoordinasikan, flensa dieliminasi, disain perpipaan disimulasikan, dan kontrol terkonsentrasi.

2.5 Bar and cam lift control valve

Kebutuhan untuk pemilihan yang tepat dan operasi manual dari katup pengontrol tangan individu dapat dieliminasi dengan menggunakan alergen kontrol lift bar atau cam, katup kontrol angkat dan kontrol batang, seperti yang diilustrasikan oleh Gambar 5 dan 6, umumnya disediakan untuk turbin angkatan laut, dan jenis kontrol ini banyak disukai untuk turbin pedagang karena mudah menyesuaikan diri dengan operasi jarak jauh.

Katup kontrol nosel individu bergerak dalam susunan angkat bar melewati bukaan di bilah dan memiliki panjang yang berbeda sehingga ketika batang diangkat oleh dua batang, yang melewati segel pada alat katup di atas, katup nosel diangkat dalam urutan yang telah ditentukan. . Total area nosel pada tahap pertama dikontrol dengan cara ini, dan tidak ada area nosel yang tidak terkendali. Oleh karena itu, katup kontrol lift berfungsi untuk mengatur aliran uap sepanjang seluruh rentang daya, dan katup pendispersi terpisah sebelum turbin tidak diperlukan.

Urutan pembuka katup ditentukan oleh celah antara bagian atas bilah dan batang belakang katup. Bagian belakang ini adalah integral atau dapat disesuaikan dan banyak desain memiliki kontak bola untuk meningkatkan stabilitas katup. Area kontak katup pada umumnya mengeras meminimalkan erosi pakai dan uap, sering dengan menggunakan tatahan stellite atau dengan nitridasi. Katup diberi batas waktu untuk membuka hubungan yang relatif mulus dan linier antara uap sekarang dan lift bar seperti yang diilustrasikan pada Gambar 7. Bila kontrol halus dibutuhkan pada kecepatan yang sangat rendah, katup pilot kecil, yang membuka furst, dapat dibangun. ke katup nozzle awal; katup jenis ini ditunjukkan pada Gambar 8. Katup ini kadang-kadang disebut katup "angkat ganda". Pengaturan ini juga digunakan untuk mengurangi gaya yang dibutuhkan untuk menggeser katup dan untuk membatasi ukuran operator hidrolik.

Katup Cam-lift juga dapat digunakan untuk memberikan pengangkatan katup yang berurutan. Pada mesin pengangkat cam, Cams dipasang pada tabung torsi, seperti ditunjukkan oleh Gambar 6. Angkat untuk masing-masing katup memiliki rol pada satu ujung. yang naik pada Cams individu. Torsi dari silinder operasi hidrolik (tidak diperlihatkan) memutar tabung torsi dan Cams yang terpasang. Saat rotasi berlangsung, katup terbuka dalam urutan yang ditentukan.

Katup pengangkat cam digunakan paling banyak pada tekanan sekarang dan lebih tinggi sekarang. aplikasi untuk menghasilkan gaya angkat yang lebih besar yang dibutuhkan untuk tekanan yang lebih tinggi dan untuk mengurangi potensi getaran katup pada arus tinggi.

Katup katup angkat dan cam dapat dioperasikan secara manual dari mesin om cor rol station menggunakan peralatan operasi mekanis atau dengan elektro-nyir servodutor aulic Bila remote control dari jembatan diinginkan

2.6 Bypass valve

Katup bypass tekanan berfungsi untuk mengendalikan tekanan pada sistem dengan mengalihkan sebagian aliran. Biasanya mereka memotong cairan dari stopkontak pompa kembali ke reservoir.

Bypass valve adalah jenis katup pengaman yang digunakan untuk mengendalikan atau membatasi tekanan pada suatu sistem; Tekanan mungkin akan membangun dan menciptakan gangguan proses, kegagalan instrumen atau peralatan. Tekanan dilepaskan dengan membiarkan cairan bertekanan mengalir dari jalur pelengkap keluar dari sistem. Katup relief dirancang atau diatur untuk membuka pada tekanan set yang telah ditentukan untuk melindungi bejana tekan dan peralatan lainnya agar tidak mengalami tekanan yang melebihi batas disainnya. Bila tekanan yang ditetapkan terlampaui, katup pelepas menjadi "jalur yang paling tidak tahan" karena katup dipaksa terbuka dan sebagian cairan dialihkan melalui jalur tambahan. Cairan yang dialihkan (cairan, gas atau campuran gas cair) biasanya dialirkan melalui sistem perpipaan yang dikenal sebagai sundulan suar atau sundulan bantuan ke suar gas pusat dan tinggi dimana biasanya dibakar dan gas pembakaran yang dihasilkan dilepaskan ke atmosfer. Saat cairan dialihkan, tekanan di dalam kapal akan berhenti naik. Setelah mencapai tekanan reseating katup, katup akan menutup. Blowdown ini biasanya dinyatakan sebagai persentase dari tekanan yang ditetapkan dan mengacu pada berapa banyak tekanan perlu turun sebelum katup reseats. Blowdown dapat bervariasi dari sekitar 2-20%, dan beberapa katup telah disesuaikan blowdowns.

Dalam sistem gas bertekanan tinggi, disarankan agar outlet katup pelepas berada di udara terbuka. Dalam sistem dimana stop kontak terhubung ke pipa, pembukaan katup pelepas akan memberi tekanan pada sistem perpipaan di bagian hilir katup pelepas. Ini sering berarti bahwa katup pelepas tidak akan dipasang kembali begitu tekanan yang ditetapkan tercapai. Untuk sistem ini sering disebut "diferensial" katup bantuan yang digunakan. Ini berarti bahwa tekanan hanya bekerja pada area yang jauh lebih kecil dari area bukaan katup. Jika katup dibuka, tekanan harus sedikit berkurang sebelum katup tertutup dan juga tekanan outlet katup dapat dengan mudah menjaga katup tetap terbuka. Pertimbangan lain adalah jika katup relief lainnya terhubung ke sistem pipa keluar, mereka akan terbuka saat tekanan pada sistem pipa knalpot meningkat. Hal ini dapat menyebabkan operasi yang tidak diinginkan.

Dalam beberapa kasus, Katup bypass yang disebut bertindak sebagai katup pelepas dengan digunakan untuk mengembalikan semua atau sebagian cairan yang dikeluarkan oleh kompresor pompa atau gas ke reservoir penyimpanan atau saluran masuk pompa atau kompresor gas. Hal ini dilakukan untuk melindungi kompresor pompa atau gas dan peralatan terkait dari tekanan yang berlebihan. Katup bypass dan bypass path bisa bersifat internal (bagian integral dari pompa atau kompresor) atau eksternal (dipasang sebagai komponen di jalur fluida). Banyak mesin pemadam kebakaran memiliki katup pelepas seperti itu untuk mencegah overpressurisasi selang kebakaran.

Dalam kasus lain, peralatan harus dilindungi agar tidak dikenai vakum internal (yaitu, tekanan rendah) yang lebih rendah dari peralatan yang dapat menahan. Dalam kasus tersebut, katup penyedot debu digunakan untuk membuka pada batas tekanan rendah yang telah ditentukan dan untuk mengakui udara atau gas inert ke dalam peralatan sehingga mengendalikan jumlah vakum.

Katup bypass tekanan pada dasarnya adalah regulator tekanan balik. Mereka berdua mengendalikan tekanan inlet atau hulu dan fungsinya dengan membuka cukup untuk mengurangi tekanan berlebih pada port masuknya. Katup ini disebut dengan nama yang berbeda berdasarkan perbedaan halus dalam aplikasi atau industri.

Skema di sebelah kanan menunjukkan Regulator Bypass Tekanan yang digunakan untuk mengendalikan tekanan di pintu keluar pompa. Perhatikan bahwa konsep kontrol bypass tekanan bekerja dengan baik untuk semua jenis pompa (misalnya pompa sentrifugal dan juga pompa perpindahan positif).

Katup bypass tekanan khas menggunakan desain pegas dan piston, dan ini bekerja dengan baik untuk aplikasi industri yang paling umum, termasuk sistem hidrolik tradisional. Ketka tekanan full chest diterapkan ke semua nozel tahap pertama, aliran uap dibatasi oleh area nosel total dan tekanan turun di nozel. Untuk lebih meningkatkan aliran katup uap dapat dipasang, yang memungkinkan sebagian besar uap melewati tahap pertama dan memasuki tahap selanjutnya dimana area nosel cukup besar untuk melewati aliran yang diinginkan.

Bypass katup, seperti pada Gambar 9, dapat ditambahkan bila operasi yang efisien diperlukan sepanjang rentang daya yang lebih besar. Ketentuan perpotongan umumnya menggerakkan titik efisiensi optimum ke daya yang lebih rendah, seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Pada beberapa turbin, beberapa bypass dapat digunakan untuk memperpanjang rentang ekonomis. Penggunaan katup bypass biasa terjadi pada turbin angkatan laut, dan beberapa kali disediakan untuk unit pedagang di mana diperlukan kemampuan over load yang signifikan, namun jarang digunakan.

Penggunaan ketentuan bypass kompatibel dengan pertimbangan rasio kecepatan karena tahap bypass dirancang untuk beroperasi dengan rasio kecepatan optimum sekitar sebelum katup bypass dibuka. Jika, misalnya, alih-alih melewati tahap pertama, aliran tambahan diperkenalkan dengan meningkatkan area nosel tahap pertama, tekanan inlet tahap kedua akan meningkatkan proporsi, penurunan tekanan, penurunan panas, dan kecepatan uap dari lapisan pertama, nozel tahap akan dikurangi pada saat itu sedang meningkat. Konsekuensi kenaikan rasio kecepatan akan menghasilkan penurunan efisiensi, seperti yang dapat diamati dari Gambar 10.

Ketika tahap di-bypass, pengaturan harus dilakukan untuk menyediakan aliran uap yang cukup melalui tahap-tahap bypass yang menganggur agar tidak terlalu panas. Hal ini dapat dilakukan dengan membatasi ukuran bypass sehingga mempertahankan penurunan tekanan melintasi taruhan yang dilewati dan menyebabkan mengalir melewatinya.

2.7 Variable boiler pressure

Pertimbangan telah dilakukan untuk mengendalikan output daya dengan memvariasikan tekanan boiler sebanding dengan persyaratan beban. Metode ini belum digunakan karena respon sistem terlalu lambat, kurang efisien pada tingkat rendah dan pada komplikasi yang diakibatkan pada kontrol subsistem dan prosedur pemasangan tidak membenarkan penggunaannya.

3. overspeed and low oil pressure protection

Perlindungan overspeed sangat diharapkan untuk setiap turbin yang dapat mencapai kecepatan yang berbahaya pada saat kehilangan beban. Dalam kasus turbin propulsi yang diarahkan, hal ini dapat terjadi jika baling-baling hilang atau poros rusak, dan balapan berkala dapat terjadi pada cuaca yang berat saat baling-baling secara intermiten muncul dari air karena lemparan kapal. Seorang gubernur yang membatasi kecepatan paling cocok untuk tujuan ini karena ini akan mencegah kecepatan yang berlebihan sementara operasi terus berlanjut pada pengaturan gubernur maksimum (biasanya 10 sampai 15% di atas tingkat kontinu maksimum) Perangkat perjalanan, yang mematikan aliran uap sepenuhnya, adalah tidak memuaskan untuk perlindungan primer dari kecepatan mesin propulsi yang dirancang seperti itu adalah kegagalan pada penggandeng turbin, turbin tidak akan melampaui kecepatan untuk menghancurkan melebihi persyaratan penting saat penggerak listrik karena ada kemungkinan tambahan bahwa digunakan, generator mungkin kehilangan beban listriknya.

Sistem proteksi overspeed yang khas ditunjukkan pada Gambar 11. Dalam contoh ini, sensor speed adalah pompa perpindahan positif kecil yang masing-masing didorong oleh rotor turbin yang sesuai dan dipasok dari sistim minyak pelumas utama. tem. Tekanan pelepasan pompa pada kecepatan tertentu dapat divariasikan dengan penyesuaian lubang variabel. Tekanan pelepasan mengoperasikan katup pilot dengan bertindak melawan piston pegas. Katup pilot pada gilirannya mengarahkan minyak listrik ke sisi yang tepat dari torcha toromo hidrolik, yang membuka atau menutup throttle sesuai kebutuhan. Gubernur dapat diperiksa dan disesuaikan dengan servisnya dengan menutup katup uji sampai throttle mulai menutup dan mencatat tekanan pelepasan yang sesuai. Tes velve kemudian dibuka; dan kecepatan dan tekanan yang sesuai pada berbagai titik dalam kisaran kecepatan operasi dicatat. The Die oriiices disesuaikan uutii sebidang kecepatan versus tekanan yang ditunjukkan oleh ekstrapolasi bahwa throttle akan menutup pada kecepatan yang membatasi.

Sebagai alternatif, pompa sentrifugal dapat digunakan, dalam hal ini tekanan discharge bekerja terhadap piston dan pegas yang dapat diatur. Pengaturan overspeed umumnya dilakukan selama putaran turbin. Pompa sentrifugal cenderung bertindak sebagai sentrifus, dan gelembung udara tipis yang ada di minyak pelumas cenderung dikumpulkan di pusat impeller. Kecuali udara ini dilepaskan, hubungan tekanan-kecepatan akan terpengaruh.

Umumnya tidak dianggap perlu untuk memberikan perlindungan lebih cepat saat beroperasi. Bagaimanapun, ketika throttle astern adalah kekuatan yang dioperasikan untuk tujuan kontrol ulang, adalah masalah yang relatif lemah untuk memasukkan perlindungan overspeed astern.

Pasokan minyak pelumas yang terus menerus sangat penting untuk pengoperasian instalasi turbin secara aman. Tanpa pasokan minyak pelumas yang memadai, bantalan turbin mungkin gagal dalam hitungan menit. Jika tekanan sistem pelumas turun di bawah nilai yang aman, piston pegas akan menggerakkan katup pilot yang mendistribusikan minyak ke servomo tor, dan katup throttle depan akan ditutup. Kegagalan minyak dapat terjadi dengan kapal yang beroperasi pada kecepatan di depan yang lebih tinggi, dan penting bahwa uap astern tersedia untuk menghentikan pengeringan batang uu kapal yang mati di dalam air. Jika ini tidak dilakukan, periode pelepasan vesel yang paling besar begitu lama sehingga pasokan pelumas darurat minyak akan digunakan saat baling-baling diseret melalui air, dan rotasi yang dihasilkan dapat merusak bantalan roda gigi dan turbin.

4. Governor

Governor adalah sebuah peralatan mekanis yang berfungsi untuk mengatur putaran dari sebuah mesin (turbin, mesin diesel), yaitu dengan cara mengatur jumlah masuknya aliran fluida, baik itu gas, uap, maupun cair ke turbin ataupun ruang bakar.

Pada dasarnya cara kerja sebuah governor itu sederhana, hanya mengandalkan kecepatan putaran mesin itu sendiri. Sebuah governor terhubung dengan poros yang berputar.Sepasang bandul dihubungkan pada poros, bandul tersebut berputar seiring dengan adanya perputaran poros. Gaya sentrifugal yang terjadi akibat adanya putaran menyebabkan bandul terlempar. Bandul tersebut dihubungkan ke collar yang terdapat pada poros, collar akan naik sesuai dengan pergerakan keluar dari gaya berat pada bandul dan jika bandul bergerak turun maka collar akan bergerak turun. Pergerakan collar ini digunakan untuk mengoperasikan atau mengatur tuas bahan bakar (pada mesin diesel) atau aliran fluida (pada turbin gas atau uap).

Pengaturan tekanan ke turbin dilengkapi dengan Woodward 505 Governor yang diprogram dengan mikroprosesor 32 bit dengan menset parameter dari konfigurasi Woodward Governor itu sendiri yang berfungsi sebagai kontrol turbin dan proteksi keamanan turbin. Woodward 505 menggunakan digital bus Low Signal Selector (LSS) untuk menyeleksi sinyal terendah dari tiga sinyal input untuk menentukan posisi katup turbin. Ketiga sinyal yang mengontrol posisi katup governor adalah output dari blok Speed PID Controller atau Primary Controller, output dari auxiliary PID Controller dan output blok valve limiter.

Governor umumnya diberikan untuk mengendalikan unit propulsi turbin elbow. Pemancar governor dapat diatur sedemikian rupa sehingga akan beroperasi melalui rentang kecepatan dan dirancang sedemikian rupa sehingga akan menahan putaran konstan turbin konstan terlepas dari persyaratan beban pada pengaturan kecepatan yang dipilih. Pada prinsipnya gubernur semacam itu mirip dengan kontrol kecepatan generator turbin, namun memiliki rentang penyesuaian kecepatan yang jauh lebih besar. Governor jarang diberikan untuk pemasangan turbin propulsi yang diarahkan, kecuali untuk perlindungan dengan kecepatan lebih rendah.

Ada dua kategori kontrol uap turbin yang luas: "Sistem keamanan" dan "sistem proses". Keduanya akan dijelaskan dalam paragraf berikut. Sistem keamanannya adalah dimaksudkan untuk menghilangkan atau, paling tidak, untuk memperkecil kemungkinan

kerusakan pada mesin atau bahaya bagi operator. Proses sistem kontrol berfungsi untuk mengendalikan pengoperasian mesin, sehingga mengikuti beban secara stabil dan efisien.

4.1 Governor valve

Satu katup, katup governor, umum untuk semua turbin aplikasi. Ini adalah katup antara suplai uap utama dan turbin. Katup ini adalah alat utama untuk mengendalikan unit. Saat permintaan energi dari turbin berubah, ini adalah pembukaan katup ini yang berubah menjadi sesuai dengan permintaan baru dengan memperkenalkan pasokan baru uap energi. Pasokan dan permintaan energi sesuai dengan kebutuhan kecepatan turbin konstan.

Jika katup suplai terlalu terbuka, turbin akan berjalan dengan kecepatan di atas yang diinginkan. Jika katup terlalu jauh tertutup, turbin akan melambat. Intinya, katup governor mengendalikan aliran uap, umumnya diukur dalam pound per jam, ke turbin dengan asumsi inlet dan outlet kondisi konstan. Bila itu masalahnya dan porosnya Kecepatan konstan, ada keseimbangan antara aliran uap dan tenaga kuda poros.

Beberapa turbin uap hanya bisa dioperasikan dengan kecepatan konstan karena karakteristik suplai uapnya katup (katup gubernur) tidak cocok untuk throttling, karena karakteristik pembukaan cepat mereka. Steker katup pembuka cepat seperti steker bak mandi di mana sedikit angkat hasilnya hampir maksimal mengalir.

Dengan mengubah karakteristik itu, sebuah turbin kecepatan konstan bisa diubah menjadi variable speed satu. Gambar 13 mengilustrasikan bagaimana, dengan mengelas ke dalam kursi gubernur sebuah karakterisasi Cincin, karakteristik pembukaan cepat awalnya bisa diubah dan turbin dapat diubah untuk beroperasi pada kecepatan variabel

4.2 The Early speed governor

Kecepatan turbin dikendalikan oleh "governor". Governor bisa mekanis, hidrolik, dan listrik. Mereka semua termasuk katup pilot, atau pengendali yang lebih canggih, yang memodulasi katup inlet turbin agar tetap menyala kecepatan poros pada titik setel

Governor mekanik telah dikembangkan dari James governor bola terbang Watt asli ditunjukkan pada Gambar 14. Perakitan terdiri dari dua bobot di ujung lengan pendek, dengan engsel di tengah memungkinkan gerakan vertikal masing-masing. Dengan mengarahkan ke poros turbin, perakitan dibuat untuk memutar Seiring kecepatan poros meningkat, bobotnya terangkat menuju horisontal.

Sebuah hubungan mengendalikan katup throttling dengan mengakui sedikit uap saat beban naik dan semakin banyak saat jatuh. Ini sistem adalah awal dari kontrol mesin otomatis dan

Masih digunakan hampir tidak berubah dalam beberapa mekanik governor modern.

4.3 Hydraulic drop governor

Pada governor hidrolik, kecepatan poros umumnya terdeteksi oleh flyball, tapi bukannya hubungan mekanis langsung antara posisi bola terbang dan katup kontrol, Sistem hidrolik digunakan untuk memperkuat gaya yang dihasilkan oleh posisi flyball Fitur amplifikasi meningkatkan sensitivitas kontrol, karena perubahan sangat kecil pada posisi flyball, sesuai dengan perubahan kecil pada kecepatan poros, cukup untuk menghasilkan tindakan pengendalian yang efektif. Selain amplifikasi, sinyal juga bisa dicirikan sesuai kebutuhan

stabilitas.

Dua jenis gubernur dibedakan: Dalam desain "isochronous", tujuannya adalah untuk menjaga kecepatan poros. rotasi konstan terlepas dari beban, sementara di "terkulai" Desainnya, kecepatan mesinnya sengaja mengalami penurunan kenaikan beban (Gambar 15). Droop governor adalah pengontrol proporsional saja, yang tidak dapat mengubah kontrol outputnya. Sinyal tanpa terlebih dahulu mengembangkan kesalahan. Istilah "offset" dan "droop" saling dipertukarkan.

Pada kecepatan yang meningkat, bola terbang dari gubernur terkulai Bergerak keluar, yang menaikkan batang pada katup pilot. Gerakan ini ditentang oleh musim semi. Tekanan diaplikasikan dari katup pilot ke bagian atas aktuator; bagian bawah aktuator mengalir ke bah melalui katup pilot. Ini menurunkan pengaturan throttle. Saat keterkaitan bergerak turun, gaya pegas meningkat dan kekuatan yang diberikan oleh flyballs benar-benar ditentang. Ini menggerakkan katup pilot kembali ke posisi nol, yang mempertahankan kecepatan rendah yang baru.

Governor Droop bisa menjadi keuntungan dalam beberapa aplikasi. Misalnya, jika dua turbin uap digunakan untuk mengemudi dua generator listrik yang terhubung secara elektrik secara paralel, karakteristik terkulai akan memungkinkan generator untuk berbagi total beban, sedangkan governor isochronous tidak akan. Jika kedua generator berjalan dengan kecepatan yang sama persis, pembagian beban di antara mereka hanya akan bergantung pada karakteristik listrik dari generator. Jika tidak tepatnya identik, yang selalu terjadi, pembagian

Beban di antara mereka akan menjadi tidak setara. Jika kecepatannya tidak sangat cocok, satu mungkin membawa semua beban.

Governor drop akan menyebabkan satu turbin dengan beban yang lebih berat cenderung melambat. Saat beban yang dibawa oleh generator pertama sesuai dengan unit lainnya dan mulai mengunggulinya, unit pertama akan melambat. Sebuah ekuilibrium akan cepat terbentuk dengan masing-masing unit membawa bagian beban.

Masalah yang membutuhkan kompensasi umumnya termasuk ketidakstabilan yang terjadi saat terjadi perubahan kecepatan. Dalam gain tinggi sistem kontrol, buffering digunakan untuk meminimalkan ketidakstabilan. Di Kasus ini, gubernur mengenalkan droop pada semua perubahan kecepatan dan mengontrol tingkat di mana sifat droop sementara dihapus. Dengan cara ini, kecepatan transisi bisa lancar dibuat Droop karena buffering bisa dibangun

ke gubernur apakah perangkat itu tipe droop atau tidak.

4.4 Electronic governor

Governor elektronik melakukan fungsi yang sama dengan mekanik-hidrolik, namun dengan cara yang agak berbeda. Bola terbang digantikan oleh tachometer elektronik Masukan yang biasanya dihasilkan oleh sensor magnetik. Itu Sensor bisa dipicu saat gigi gigi dihubungkan

ke poros mesin yang melewatinya (Gambar 16).

Keengganan rangkaian magnetik yang beragam digunakan untuk menghasilkan fungsi periodik dengan frekuensi yang proporsional ke kecepatan putaran poros. Katup kontrol paling banyak mencekik secara hidraulik, meski aktuatornya juga bisa menjadi elektronik atau pneumatik Karakteristik pengendali ditentukan oleh fungsi transfernya, yang biasanya

memberikan kinerja yang sama dengan desain sebelumnya.

Perbedaan utamanya adalah fitur yang lebih luas dibangun menjadi satu unit, dan desain yang sama bisa dengan mudah disesuaikan dengan berbagai aplikasi. Misalnya, di samping itu untuk mempercepat kontrol, governor bisa menjaga saluran masuk atau tekanan buang atau bisa mengendalikan atau memanipulasi lainnya kondisi proses Selanjutnya, secara otomatis bisa paralel generator set, memberikan proteksi overspeed, dan monitor lainnya perangkat pengaman mesin sehingga shutdown dapat dilakukan di kejadian kondisi yang tidak aman governor elektronik menyediakan fleksibilitas daripada peningkatan kinerja.

4.5 Governor tingkat lanjut

Sistem kontrol yang canggih melakukan kontrol kecepatan, kontrol beban, kontrol tekanan uap, pengujian katup, remote control, dan perlindungan turbin Operasi normal, selain kecepatan, beban, dan kontrol modulasi tekanan uap, juga mencakup pengujian katup dan remote control (autodispatch, autosynchronizer, dan sebagainya). Bahkan kontrol lanjutan biasanya beroperasi tekanan tinggi dan tekanan rendah melalui katup yang ada kontrol elektrohidraulika turbin.

Informasi lebih lanjut tentang kinerja turbin uap dan kontrol kecepatan dapat ditemukan di API Standard 611, "GeneralPurpose Steam Turbines for Refinery Services," Standar API 612, "Turbin Uap Khusus untuk Jasa Kilang," NEMA Standard SM21, "Turbin Uap Multistage untuk Mechanical Drive Service "(Tabel 8.38k), dan NEMA Standard SM22," Turbin Tunggal untuk Drive Mekanik Sistem. "Tujuan kinerja gubernur ditutupi di NEMA Standard SM22-3.13. Sistem gubernur diklasifikasikan sebagai A, B, C, atau D, tergantung pada tujuan kinerja. Tabel 8.38k merangkum dasar klasifikasi ini.

5. Desain Valve

Tiga jenis katup biasa mengendalikan uap sekarang ke turbin. Katup aingle yang ditunjukkan pada Gambar 17 (a) sederhana, namun membutuhkan gaya angkat yang besar karena presaare yang tidak seimbang melintasi katup saat dalam posisi tertutup.

Untuk mengurangi kekuatan yang dibutuhkan untuk membuka katup, katup dengan satu kursi dan seimbang yang memiliki katup pilot internal digunakan. Gambar 17 (b) menunjukkan desain ini dalam bentuk diagram. Bila katup pilot B ditutup, tekanan di area bertitik sama dengan tekanan masuk, dan katup utama dan pilot dipegang di atas tempat duduk mereka. Bila katup buram diangkat, katup pilot terbuka terlebih dahulu, dan tekanan di dalam daerah bertitik tetes. Hal ini diperlukan untuk mengendalikan tekanan di ruang keseimbangan dengan membatasi katup efektor penggerak sehingga daya uap yang cukup diberikan ke bawah pada disk untuk mencegah berceloteh, yang dapat disebabkan oleh ketidakstabilan uap sekarang karena katup utama mulai menyala. Buka. Jenis katup ini banyak digunakan dengan turbin laut.

Mungkin untuk mengganti katup bypass yang dioperasikan tangan eksternal untuk pilot irasional, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17 (c). Meskipun bisa lebih seimbang karena disk katup utama dipasang pada batang vahve, dan karena itu tidak rentan terhadap obrolan, bypass yang dioperasikan dengan tangan membutuhkan kontrol yang terpisah, dan mungkin saja opera tersebut. Mungkin Anda lupa menutupnya.

Katup seimbang double-seat dapat digunakan untuk meminimalkan gaya yang dibutuhkan untuk membuka katup, namun jarang digunakan dengan lapisan laut bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi di lokasi di mana kedua kursi harus ketat di bawah semua kondisi operasi. Katup desain ini ditunjukkan dalam bentuk diagram pada Gambar 17 (d).

5.1 Present valve design

Katup yang digunakan saat ini adalah katup poppet yang terpasang langsung ke inlet turbin. Tekanan tinggi uap memasuki katup dari kiri dan keluar Turun ke turbin. Jumlah uap yang mengalir melalui turbin adalah tergantung seberapa banyak kerucut itu diangkat dari tempat duduk dan diameter tenggorokan. Kerucut diangkat (membuat katup terbuka) dengan servo hidrolik yang menempel pada kerucut dengan tangkai. Di sekeliling batang ada kemasan grafit yang mencegah uap dari bocor keluar dari katup menuju servo. Pengepakan grafit dikompres dengan tekanan yang diaplikasikan dari kelenjar. Akhirnya ada sekumpulan besar pegas yang digunakan untuk menutup katup untuk mengatur tujuan sekaligus mematikan darurat. Penutup memegang semua komponen di tempat dalam casing.

6. Kontrol dan optimasi

Sejumlah sistem kontrol akan dijelaskan di sini dalam sebuah perintah meningkatkan kecanggihan. Ini termasuk kontrol untuk kontrol tekanan let-down dan ekstraksi turbin. Kontrol Sistem juga akan dijelaskan untuk decoupling interaksi antara loop kontrol dan untuk tujuan optimasi.

6.1 Dasar pengontrol turbin

Aplikasi yang paling sederhana adalah aplikasi dimana turbin digunakan mengoperasikan beban mekanis dengan kecepatan konstan. Di sini, uap dipasok dari sebuah header dan dikondensasi dalam turbin (Gambar 18). Dalam hal ini, speed controller (governer) indera kecepatan poros dan memanipulasi suplai uap katup untuk menjaga kecepatan pada set point.

Variasi beban, yang disebabkan oleh pemuatan batang atau variasi tekanan header penawaran, mempengaruhi keseimbangan antara energi yang dipasok ke turbin dari sistem steam dan Pekerjaan dikeluarkan dari poros turbin. Jika lebih banyak energi tersedia dari yang digunakan, poros akan mempercepat. Governor akan mendeteksi peningkatan kecepatan ini dan bertindak untuk menghilangkannya. Cara kerjanya adalah mengurangi energi yang dipasok ke turbin dengan menutup katup suplai.

Jika perubahan bersih dalam neraca energi negatif, poros akan melambat dan gubernur akan merespon dengan membuka katup suplai.

6.2 Menurunkan tekanan kontrol

Turbin nonkondensasi umumnya lebih murah untuk dibeli dan untuk beroperasi dari pada kondensasi, karena energinya diekstrak dari uap sementara memiliki entalpi lebih tinggi, dan

Oleh karena itu, ia memiliki volume per unit energi yang lebih kecil. Ini mempunyai efek yang diinginkan untuk mengurangi ukuran turbin dan, sering, juga meningkatkan efisiensinya.

Karena tanaman biasanya memiliki kebutuhan akan tekanan rendah uap untuk berbagai beban, seperti pemanasan, tekanan rendah uap yang dihasilkan oleh turbin nonkondensasi sering dapat digunakan untuk keuntungan. mengilustrasikan sistem kontrol digunakan jika tanaman juga memiliki persyaratan untuk tekanan tinggi uap, dan karena itu total uap HP harus dibagi antara pengguna uap HP dan turbin uap.

Dalam merancang kontrol turbin uap let-down, itu penting untuk mengevaluasi jumlah relatif dari knalpot aliran uap dari turbin dan permintaan tekanan rendah uap di pabrik dan pastikan yang telah dipertimbangkan semua kombinasi yang mungkin.

a.Optimized electricity recovery.

Jika tanaman itu Permintaan uap bertekanan rendah bervariasi, sangat diharapkan kirimkan jumlah variabel uap melalui turbin let-down dan untuk memulihkan kandungan energinya dalam bentuk listrik. Di sisi lain, seseorang seharusnya tidak mengirim lebih banyak tekanan tinggi uap ke turbin dari pada jumlah uap bertekanan rendah dituntut oleh prosesnya. Kedua tujuan ini bisa dikonversi menjadi dua loop kontrol seperti ditunjukkan pada Gambar 19.

Dalam konfigurasi kontrol ini, pressure controller (PC) berfungsi untuk memastikan semua pengguna uap bertekanan rendah di Tanaman selalu kenyang, karena jika tekanan uap LP. membuka bypass turbin ke header uap HP. Jika pengguna uap LP tidak dapat mentolerir superheating uapnya, bypass harus dilengkapi dengan desuperheater.

Tugas flow controller (FC) adalah memastikannya Apapun yang terjadi pada permintaan uap LP pabrik, Sebagian besar dipuaskan oleh knalpot, dari mana kelebihannya energi sudah pulih dalam bentuk listrik.

Pengontrol aliran melakukan itu dengan menjaga arus di bypass pada tingkat minimum dan meningkatkan aliran HP ke turbin segera setelah aliran bypass mulai meningkat. Konfigurasi kontrol pada Gambar 19 hanya bisa digunakan saat beban pada turbin tidak ditentukan oleh prosesnya, namun bebas variabelnya, seperti pada tanaman dimana kelebihan energi uap digunakan untuk kogenerasi listrik. Sementara konservasi energi mendikte aliran melalui tekanan let-down line diminimalkan, dinamika kontrol menunjukkan bahwa hal itu seharusnya tidak sepenuhnya dihilangkan. Ini adalah karena kecepatan respon dari sebuah let-down valve yang banyak lebih cepat dari turbin. Oleh karena itu, kontrolnya yang peka

Tekanan uap LP diberikan oleh tekanan let-down pengontrol, sedangkan sebagian besar uap melewati turbin dan digunakan untuk membuat listrik.

Di bawah diskusi kontrol turbin ekstraksi di kemudian hari paragraf, menjelaskan konfigurasi kontrol diperlukan jika beban LP pabrik bisa melebihi kapasitas penuh dari turbin atau saat permintaan uap LP bisa turun di bawah aliran uap dari bagian let-down turbin

b. Valve position based optimization

Hal ini dicatat sehubungan dengan Gambar 19 bahwa jika sundulan tekanan rendah dipasok hanya dengan mencekik uap bertekanan tinggi melalui katup kontrol, sejumlah besar energi hilang. Dulu menunjukkan bahwa jika uap LP dipasok oleh nonkondensasi Turbin, apalagi energi hilang. Dalam konfigurasi itu, Header bertekanan rendah dipasok secara istimewa oleh uap turbin.

Gambar 20 menggambarkan sistem kontrol untuk instalasi dimana flow controller (FC) menentukan kecepatan turbin Pengendali dan tujuannya adalah untuk menjaga kecepatan poros yang relatif konstan. Dalam kasus seperti itu, jumlah uap LP Tersedia dari turbin tergantung pada muatannya. Karena itu, jika Permintaan LP melebihi kemampuan turbin untuk memasoknya, uap tambahan harus dipasok melalui tekanan let-down Katup di bypass turbin. Katup bypass ini dikendalikan oleh LP header pressure controller (PC).

Jika hanya pengguna uap bertekanan tinggi di pabrik adalah turbin ditunjukkan pada Gambar 8.20, maka pengendali tekanan HPS (tidak ditunjukkan) titik setel dapat disesuaikan untuk menjaga uap gubernur selalu buka katup (90%). Ini dilakukan oleh sebuah pengontrol posisi katup integral (VPC) yang mengurangi pengendali tekanan HPS set point kapanpun gubernur Katup kurang dari, katakanlah, 90% terbuka.

Seiring tekanan suplai HPS berkurang, lebih banyak uap HP akan dibutuhkan untuk memenuhi beban listrik yang sama pada turbin, dan karena itu, katup gubernur akan terbuka. Strategi pengendalian ini, yang membuat katup gubernur hampir terbuka, adalah strategi pengoptimalan, karena beban yang sama dipenuhi dengan yang kurang tekanan turun melalui katup gubernur, dan karena itu dipenuhi dengan efisiensi yang lebih tinggi.

Pengontrol aliran di bypass turbin, seperti yang dijelaskan sehubungan dengan Gambar 19, berfungsi untuk memastikannya Sebagian besar uap dikirim melalui turbin. Karena itu, kapanpun jumlah uap berlebihan melewati let-down Katup, flow controller (FC) meningkatkan kecepatan set point dan dengan demikian meningkatkan jumlah uap yang lewat turbin

6.3 Ekstraksi Turbin Kontrol

Selain katup gubernur, pada turbin ekstraksi, kedua katup diperlukan. Ini mengendalikan laju alir uap yang diekstrak dari tahap pertama turbin dan dikirim ke tahap kedua Tingkat ekstraksi dapat dikontrol Pertahankan tekanan dari header LP konstan, tapi bisa juga jadilah fungsi kecepatan poros, atau kombinasi keduanya.

Jika turbin menggabungkan kontrol sebagai fitur built-in, turbin disebut sebagai "ekstraksi otomatis" mengetik. Turbin semacam itu umumnya dirancang untuk menghasilkan 100% poros dan untuk memberikan ekstraksi uap hanya jika beban persyaratan izin Ini adalah jenis mesin ekstraksi yang paling umum.

Turbin ekstraksi dapat divisualisasikan sebagai unit dua tahap dari mana uap dapat dilepas pada tekanan antara itu dari pasokan dan pembuangan. Saat permintaan Pekerjaan (beban) pada turbin kecil, tahap tekanan tinggi mungkin cukup untuk memenuhi "beban kerja", dan akibatnya, sejumlah besar uap ekstraksi mungkin tersedia untuk dipasok sundulan bertekanan rendah. Seiring beban kerja meningkat, yang kedua tahap menjadi perlu untuk memenuhi permintaan akan pekerjaan tambahan dan mulai bersaing untuk mendapatkan uap sebelumnya diekstrak Sistem kontrol harus memungkinkan hal ini terjadi, jika memenuhi beban kerja merupakan prioritas pertama.

Paling tidak jumlah uap minimal harus dijaga melalui tahap kedua untuk mencegah kepanasan. Persyaratan ini mungkin memerlukan ekstraksi yang membatasi, tapi juga bisa memerlukan pemeliharaan debit tahap kedua yang spesifik tekanan. Persyaratan ini diberikan di pabrik pembuatnya spesifikasi operasi.

a. Permintaan LPS Melebihi Knalpot Tahap I

Turbin ekstraksi dalam aplikasi let-down tekanan. Dalam contoh ini, knalpot tahap pertama digunakan untuk memasok Header bertekanan rendah, sedangkan tahap kedua kondensasi.

Pengontrol kecepatan (governor) diatur oleh hidrolik atau keterkaitan mekanis untuk menutup (atau hampir menutup) ekstraksi Katup, jika kecepatan turbin bisa dipertahankan oleh gubernur mencekik katup pasokan uap HP ke tahap pertama (katup masuk uap).

Jika kecepatan tidak bisa dipertahankan pada tahap pertama saja, katup ekstraksi mulai terbuka, menambahkan lebih banyak uap ke tahap kedua (kondensasi) dan, akibatnya, kelaparan header bertekanan rendah Bila uap ekstraksi yang tersedia Tidak mencukupi, sama seperti pengaturan pada angka sebelumnya, katup bypass tekanan-dikendalikan digunakan untuk mempertahankan tekanan di sundulan bertekanan rendah.

b. Permintaan LPS Kurang dari Loncatan Tahap I

Sejauh ini, sudah ada diasumsikan bahwa header bertekanan rendah dapat menggunakan semua uap yang tersedia dari turbin. Jika ini bukan suplai uap interstage melebihi persyaratan header lowpressure kelebihan uap harus kental atau dilepas untuk melindungi dari overpressuring LPS header menggambarkan kontrol yang akan melindungi terhadap kondensasi atau pemborosan yang tidak perlu air dengan melampiaskan uap.

Pada konfigurasi kontrol ini, jika low-pressure header tidak membutuhkan uap, aliran suplai uap HP ke Tahap pertama turbin berkurang. Karena ini mengurangi Energi yang tersedia mulai tahap pertama, katup ekstraksi dibuka untuk tahap kondensasi untuk memasok tambahan tenaga kuda dibutuhkan untuk menjaga kecepatan poros. Perbedaan utama dengan kontrol pada adalah bahwa pressure controller (PC) yang mempertahankan tekanan di LPS Header tidak memodulasi katup bypass, karena ada tidak ada bypass Sebagai gantinya, ia mengurangi pasokan uap HP ke Turbin jika tekanan LPS naik, dengan mengirimkan bias negatif ke penjumlahan penjumlahan (PY).

Pengontrol kecepatan (SC) dalam konfigurasi konfigurasi ini katup ekstraksi untuk mempertahankan kecepatan poros. Kecepatan output controller ke katup suplai HPS dikirim ke masukan positif dari relay penjumlahan (PY). Dengan tidak adanya sinyal dari PC ke input negatif PY, skema ini akan beroperasi dengan cara yang sama.

Pengontrol tekanan pada header LPS adalah direct-acting, sehingga outputnya akan meningkat saat LPS Tekanan header meningkat. Sinyal kontrol yang meningkat ini akan dikurangkan dari output pengendali kecepatan dan akan menyebabkan FC inlet valve untuk menutup sedikit. Hal ini, pada gilirannya, akan menyebabkan turbin untuk memperlambat

Seiring kecepatan poros turun, pengendali kecepatan akan mencoba untuk membuka katup inlet dengan meningkatkan sinyal outputnya, namun Perubahan lagi akan dilawan oleh pressure controller. Sebagai kecepatan jatuh, pengontrol kecepatan balik bertindak akan terbuka katup ekstraksi. Sebagai konsekuensinya, tekanan dalam Header LPS akan menurun. Hal ini akan menyebabkan pressure controller mengurangi outputnya, yang pada gilirannya akan sedikit terbuka katup pasokan HPS, yang akan meningkatkan kecepatan poros, dan karena itu, pengontrol kecepatan akan menutup ekstraksi agak katup Akhirnya, setelah banyak interaksi, baru ekuilibrium akan tercapai.

c. Meningkatkan Dinamika Kontrol

Dinamika sistem kontrol tekanan bergantung pada dinamika sistem kontrol ekstraksi turbin. Itu Karakteristik katup ekstraksi seringkali tidak sesuai kontrol throttling dan dapat ditingkatkan dengan menggunakan positioning karakterisasi.

Cara lain untuk meningkatkan respon dinamik Sistem kontrol adalah untuk memberikan tekanan letpass bypass line, seperti yang ditunjukkan pada. Ini, pressure controller (PC) memberikan sensitivitas yang dibutuhkan Respon cepat, sedangkan flow controller (FC) menjaga arus di jalur bypass minimal, karena perlahan membuka HPS katup suplai ke turbin setiap kali aliran di bypass garis melebihi titik setelnya.

d. Fleksibilitas oleh Controller Sequencing

Jika ukuran relatif dari beban kerja pada turbin dan permintaan pengguna akan LPS tidak dapat diprediksi, sistem kontrol yang telah dijelaskan sebelumnya Tidak akan berhasil. menggambarkan strategi pengendalian itu menggunakan sekuens set-point pengendali untuk memungkinkan dioptimalkan dan operasi yang stabil di bawah kombinasi beban relatif ukuran.

Jika permintaan LPS melebihi jumlah knalpot uap tersedia, oleh pengontrol tekanan (PC) yang menyediakan tambahan uap melalui jalur bypass pressure let-down. Perbedaan utama antara kedua sistem kontrol adalah penambahan kontroler pengoptimasi FC-3, yang diatur pada laju alir bypass sedikit melebihi titik setel dari FC-1.

Karena itu, jika pressure controller (PC) membuka bypass dan laju alir let-down melebihi titik setel FC-1, FC-3 yang sebelumnya tidak aktif (jenuh) menjadi aktif dan mulai mengurangi aliran uap LPS ke boiler preheater air umpan dan, dengan demikian, mengurangi permintaan tanaman untuk LPS. Ini adalah respon hemat energi karena energi pulih dari LPS yang dipasok ke air umpan Preheater kurang dari kandungan energi dari uap HP itu dibutuhkan untuk menghasilkan LPS tersebut.

Jika beban relatif terbalik dan ketersediaan LPS melebihi permintaan LPS, ini akan menyebabkan tekanan masuk header LPS untuk naik dan pengontrol tekanan (PC) ke kurangi aliran bypass. Bila arus let-down ini turun di bawah titik setel FC-1, FC-2 yang sebelumnya tidak aktif (jenuh) menjadi aktif dan mengakui bahwa bagian dari LP uap yang tidak dibutuhkan di header LPS ke detik, tahap kondensasi turbin. Sejumlah pengendali aliran bypass semacam itu bisa digunakan untuk secara berurutan menanggapi perubahan ukuran relatif dari bekerja dan beban uap LP. Kontroler ini harus disediakan hanya dengan tindakan integral, sehingga mereka akan jenuh (dan mereka katup kontrol ditutup) sampai titik setelnya tercapai

e. Decoupling Interaksi

Jika turbin bersifat nonautomatic jenis ekstraksi, dan oleh karena itu seseorang dapat mengirim sinyal kontrol ke katup, Interaksi antara pengendali kecepatan tekanan dan turbin dapat dipisahkan. Pada konfigurasi sistem kontrol, penurunan kecepatan poros terbuka baik katup masuk dan katup ekstraksi, dan peningkatan kecepatan poros menutup keduanya.

Pada sistem kontrol ini, saat tekanan header LPS naik, output pressure controller (PC) naik, dan oleh karena itu output PY-1 turun dan katup suplai ditutup. Pada Saat bersamaan, peningkatan output PC meningkatkan output dari PY-2, yang membuka katup ekstraksi. Saat LPS Tekanan header turun, sebaliknya adalah responnya: Katup suplai terbuka dan katup ekstraksi menutup.

Jika menimbang kombinasi algoritma (PY-1 dan PY-2) benar (jika mereka benar mempertimbangkan fitur dari katup dan konstanta waktu dari komponen loop), respon terhadap perubahan kondisi tekanan, pasokan, dan Katup ekstraksi akan saling melengkapi

Oleh karena itu, jika model kontrol benar disetel dan keuntungan dari musim panas PY-1 dan PY-2 ditetapkan dengan benar, di sana tidak akan ada interaksi antara kecepatan dan kontrol tekanan, dan kontrol kecepatan tidak akan terpengaruh oleh tanggapan terhadap gangguan tekanan, dan sebaliknya. Kecepatan Dari respon sistem ini juga dapat ditingkatkan oleh penambahan kontrol letload bypass. Di sisi lain, jika kecepatan respon turbin adalah cukup untuk merespon variasi tekanan, stasiun let-down dapat dihilangkan.

Aspek yang menarik dari konfigurasi kontrol ini adalah kemungkinan menghilangkan kebutuhan untuk mencekik uap sepenuhnya, jika kapasitas operasi turbin cukup sesuai permintaan header tekanan rendah untuk LPS. Dalam hal ini katup pasokan tetap terbuka penuh, seperti yang terjadi pada kontrol konfigurasi ditunjukkan pada Gambar 8.38n, dan kontrol tekanan dari header LPS menentukan distribusi yang diekstraksi uap antara tahap kedua turbin dan header LPS. Jelas, konfigurasi ini hanya layak jika ukuran dan karakteristik turbin dipilih dengan benar