專利名稱：一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火電機(jī)組集散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)，尤其涉及一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為一種典型的超臨界機(jī)組的給水系統(tǒng)配置，該系統(tǒng)有包括一臺(tái)電泵 C (容量為40%)、一臺(tái)第一汽動(dòng)給水泵A、一臺(tái)第二汽動(dòng)給水泵B (汽動(dòng)給水泵的容量都為 50%),除氧器E、鍋爐疏水?dāng)U容器F、高加J、省煤器I、水冷壁H及汽水分離器G，在電泵C出口設(shè)有調(diào)節(jié)閥D。鍋爐上水過(guò)程，由給水泵從除氧器E流經(jīng)高加J、省煤器I、水冷壁H進(jìn)入汽水分離器G。鍋爐冷熱態(tài)沖洗時(shí)，直接排放不合格水，水質(zhì)初步合格后，通過(guò)鍋爐疏水?dāng)U容器F回收，水質(zhì)進(jìn)一步合格后通過(guò)除氧器E回收。機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(小于35% )，汽水分離器G起到蒸汽和水的分離作用，相當(dāng)于亞臨界機(jī)組的汽包。負(fù)荷大于35%后，隨著主蒸汽汽溫、汽壓的上升，汽水分離器G的液位逐漸下降，直至轉(zhuǎn)為干態(tài)運(yùn)行，鍋爐轉(zhuǎn)為直流運(yùn)行，隨著主蒸汽汽溫、汽壓的進(jìn)一步上升，機(jī)組進(jìn)入超臨界運(yùn)行至滿負(fù)荷。超臨界直流鍋爐作為一個(gè)多輸入、多輸出的被控對(duì)象，其主要輸出量為汽溫、汽壓和蒸汽流量(負(fù)荷)，其主要的輸入量是給水量、燃燒率和汽機(jī)調(diào)門開度，由于受熱區(qū)段之間無(wú)固定界限，一種輸入量擾動(dòng)將對(duì)各輸出量產(chǎn)生作用，如單獨(dú)改變給水量或燃料量，不僅影響主汽壓與蒸汽流量，過(guò)熱器出口汽溫也會(huì)產(chǎn)生顯著的變化，所以比值控制(如給水量/蒸汽量、燃料量/給水量及噴水量/給水量等)和變定值、變參數(shù)調(diào)節(jié)是直流鍋爐的控制特點(diǎn)。這就使給水控制與常規(guī)的亞臨界機(jī)組控制有很大的區(qū)別，控制要求更高。給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制過(guò)程中主要存在如下難點(diǎn)第一、電泵控制的全程自動(dòng)； 第二、給水泵自動(dòng)并/退泵；第三、不同運(yùn)行工況，包括單電泵運(yùn)行、電泵與汽泵并列運(yùn)行、 單臺(tái)汽泵運(yùn)行、兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)控制；第四、特殊工況下的自動(dòng)控制，例如機(jī)組發(fā)生輔機(jī)故障，觸發(fā)快速甩負(fù)荷(RUNBACK)工況。針對(duì)第一個(gè)難點(diǎn)，在以往的控制中，電泵轉(zhuǎn)速控制和調(diào)閥控制往往只投入一項(xiàng)自動(dòng)。即投電泵轉(zhuǎn)速控制自動(dòng)，但調(diào)閥由操作員手動(dòng)調(diào)節(jié)；或投調(diào)閥進(jìn)行流量控制，而電泵由操作員手動(dòng)操作定速運(yùn)行。特別低負(fù)荷階段，需要電泵轉(zhuǎn)速與調(diào)閥配合調(diào)節(jié)過(guò)程中，情況更是如此。上述方案的缺點(diǎn)是手動(dòng)控制其中一種設(shè)備需要依靠操作員的經(jīng)驗(yàn)，如果操作不當(dāng)容易產(chǎn)生不良后果。例如在電泵、汽泵并列運(yùn)行中，若手操電泵出口閥不當(dāng)引起電泵出口壓力降低，導(dǎo)致電泵突然退出，會(huì)引起給水流量突變，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)給水流量鍋爐遮斷 (MFT)動(dòng)作。另一方面，手動(dòng)操作使得電泵的工作點(diǎn)隨著操作人員的不同操作而變化，沒法保證電泵工作在高效區(qū)，不利于提高系統(tǒng)的效率。針對(duì)第二個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)榻o水泵投運(yùn)或退出是在機(jī)組帶有一定負(fù)荷的工況下進(jìn)行的，超臨界機(jī)組對(duì)給水流量的穩(wěn)定性要求較高，而給水泵并泵/退泵對(duì)給水量影響較大，在以往的控制中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)并/退泵沒有實(shí)現(xiàn)，包括給水泵汽機(jī)的沖轉(zhuǎn)控制，往往由操作員手動(dòng)操作。上述方案的缺點(diǎn)是手動(dòng)并/退泵效率低、時(shí)間長(zhǎng)，而且安全性低。例如啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行電泵和汽泵轉(zhuǎn)換，首先進(jìn)行給水泵汽機(jī)升速操作，滿足并泵要求；在汽泵并電泵前， 首先需要中斷升負(fù)荷過(guò)程，將給水流量控制切手動(dòng)；然后手動(dòng)對(duì)給水泵汽機(jī)慢慢升速，在汽動(dòng)給水泵出水后(避免出水瞬間給水流量的突變)，升速的同時(shí)逐漸減少電泵轉(zhuǎn)速，直至兩臺(tái)給水泵出水流量平衡；手動(dòng)退出電泵運(yùn)行。在整個(gè)操作期間要保持總給水流量的穩(wěn)定，所以手動(dòng)操作往往要比自動(dòng)操作耗時(shí)長(zhǎng)，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定工況時(shí)，安全性較低。針對(duì)第三個(gè)難點(diǎn)，由于電泵、汽泵調(diào)節(jié)特性不同，所以全程投自動(dòng)需要考慮不同給水泵組合時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)的變化，以往因?yàn)榻o水泵投退需要手動(dòng)干預(yù)，難以做到全程自動(dòng)。上述方案的缺點(diǎn)是超臨界機(jī)組運(yùn)行需要燃料和水的比值保持為定值，操作員手動(dòng)操作安全性低。針對(duì)第四個(gè)難點(diǎn)，一旦機(jī)組發(fā)生輔機(jī)故障，觸發(fā)快速甩負(fù)荷(RUNBACK)工況，尤其是一臺(tái)汽動(dòng)給水泵跳間時(shí)，機(jī)組很容易發(fā)生汽水不平衡，影響機(jī)組運(yùn)行，以往控制系統(tǒng)往往靠操作員手操來(lái)彌補(bǔ)。上述方案的缺點(diǎn)是由于超臨界機(jī)組運(yùn)行的直流性，給水流量直接影響主蒸汽流量、溫度和壓力，而且燃料和給水等因素相互關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，靠操作員搶救工況難以維持機(jī)組正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一套提高超臨界機(jī)組操作的安全性及高效性的給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制的方案，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組級(jí)的全程自動(dòng)控制奠定基礎(chǔ)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括出口設(shè)有調(diào)節(jié)閥的電泵、第一汽動(dòng)給水泵及第二汽動(dòng)給水泵，電泵、第一汽動(dòng)給水泵及第二汽動(dòng)給水泵的一端分別連接除氧器，另一端同時(shí)連接高加，高加串聯(lián)省煤器及水冷壁，水冷壁連接汽水分離器，汽水分離器連接鍋爐疏水?dāng)U容器，鍋爐疏水?dāng)U容器連接除氧器，其特征在于，還包括
主控制器主控制器接收鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，控制總給水量滿足要求，并輸出單臺(tái)汽泵出口流量的設(shè)定值；
電泵出口調(diào)閥控制器當(dāng)汽水分離器壓力小于定值P2時(shí)，電泵運(yùn)行保持定速運(yùn)行，電泵出口調(diào)閥控制器投入自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，接受鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，與電泵配合控制總給水流量滿足要求，其輸出為調(diào)節(jié)閥的開度指令，并且當(dāng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)最大開度受電泵轉(zhuǎn)速的限制；當(dāng)汽水分離器壓力大于定值P2后，電泵投入自動(dòng)調(diào)節(jié)總給水流量狀態(tài)， 而調(diào)節(jié)閥投入定開度運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)根據(jù)給水母管壓力進(jìn)行閥位的定值運(yùn)行；
電泵轉(zhuǎn)速控制器當(dāng)汽水分離器壓力小于定值Pl時(shí)，其中Pl小于P2，電泵出口調(diào)閥控制器處于自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)下，電泵根據(jù)總給水流量設(shè)定值自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行，其輸出為電泵的轉(zhuǎn)速指令；當(dāng)汽水分離器壓力大于Pl且小于P2時(shí)，電泵出口調(diào)閥控制器處于自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，電泵根據(jù)汽水分離器自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行，其輸出為電泵的轉(zhuǎn)速指令；當(dāng)汽水分離器壓力大于定值P2時(shí)，電泵投入自動(dòng)調(diào)節(jié)總給水流量狀態(tài)，而調(diào)節(jié)閥投入定開度運(yùn)行狀態(tài)，由主控制器自動(dòng)控制總給水流量；
第一汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器及第二汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器接受主控制器輸出的設(shè)定值，分別控制相應(yīng)的汽泵出口給水流量滿足要求，它們的輸出為單臺(tái)泵轉(zhuǎn)速指令；
并泵塊根據(jù)設(shè)定的并泵速度，逐漸提高在并泵的出口流量設(shè)定值，引導(dǎo)在并泵的轉(zhuǎn)速逐漸提高，直至在并泵的出口流量設(shè)定值與主控制器輸出相等，且在并泵的實(shí)際出口流量與設(shè)定值平衡，并泵結(jié)束；
退泵塊將當(dāng)前在退泵的輸出指令從當(dāng)前值按照設(shè)定的斜率逐漸減小，直到該泵出口流量為0為止。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
第一、可以大大減少人為誤操作，提高安全性。超臨界機(jī)組對(duì)給水流量的控制要求較高，機(jī)組升負(fù)荷或降負(fù)荷過(guò)程中不同階段的操作比較復(fù)雜，操作人員只要將系統(tǒng)投入自動(dòng)備用(或自動(dòng))狀態(tài)，系統(tǒng)將根據(jù)條件選取合適的控制方式完成自動(dòng)控制。第二、提高電泵運(yùn)行效率。根據(jù)電泵運(yùn)行特性及超臨界機(jī)組運(yùn)行的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)方法通過(guò)定量設(shè)計(jì)，可以為電泵選取效率高的工作區(qū)運(yùn)行，大大提高電泵的使用效率。第三、為實(shí)現(xiàn)機(jī)組級(jí)的自動(dòng)控制奠定基礎(chǔ)。機(jī)組級(jí)自啟?？刂葡到y(tǒng)(APS)是目前熱工控制研究的熱點(diǎn)之一。它是基于DCS其它控制功能基礎(chǔ)上的完成機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)和停運(yùn)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)全程自動(dòng)控制(全負(fù)荷工況)是實(shí)現(xiàn)APS的基礎(chǔ)。給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制滿足APS控制的要求。


圖1為本發(fā)明給水系統(tǒng)流程圖； 圖2為電泵運(yùn)行安全區(qū)；
圖3為本發(fā)明給水系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖； 圖4為函數(shù)1的實(shí)施例； 圖5為函數(shù)2的實(shí)施例； 圖6為函數(shù)3的實(shí)施例； 圖7為函數(shù)4的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例本發(fā)明提供的一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)是基于如圖1所示的典型的600MW超臨界機(jī)組的給水系統(tǒng)配置，包括出口設(shè)有調(diào)節(jié)閥D的電泵C、第一汽動(dòng)給水泵A及第二汽動(dòng)給水泵B，電泵C、第一汽動(dòng)給水泵A及第二汽動(dòng)給水泵B的一端分別連接除氧器E，另一端同時(shí)連接高加J，高加J串聯(lián)省煤器I及水冷壁H，水冷壁H連接汽水分離器G，汽水分離器G連接鍋爐疏水?dāng)U容器F，鍋爐疏水?dāng)U容器F連接除氧器E。發(fā)明的依據(jù)如下
超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)要求如下機(jī)組點(diǎn)火啟動(dòng)前，要求管路(包括凝水、給水等)沖洗合格；點(diǎn)火后，系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)_洗，滿足要求后進(jìn)行升溫升壓。為保證水冷壁的溫度不超溫， 低負(fù)荷階段，系統(tǒng)保持最小流量運(yùn)行(30%左右)，隨著負(fù)荷升高，當(dāng)鍋爐主控要求的總給水流量超過(guò)最小流量時(shí)，給水流量指令跟隨鍋爐主控的函數(shù)設(shè)定運(yùn)行。因?yàn)橐话汶姳萌萘颗渲?0%左右，所以在低負(fù)荷階段(0 — 20%)，由電泵運(yùn)行，高負(fù)荷階段投入汽泵運(yùn)行。電泵C在運(yùn)行過(guò)程中，必須選擇一個(gè)工作安全區(qū)，見圖2，圖中橫坐標(biāo)為流量，縱坐標(biāo)為電泵出口壓力，陰影圍起來(lái)的區(qū)域是電泵C運(yùn)行的安全區(qū)，
‘為最高轉(zhuǎn)速，^為最低轉(zhuǎn)速，P腿為最高壓力，Pffiift為最低壓力，Q皿為上限特性，
Om為下限特性?？紤]電泵C投運(yùn)時(shí)，給水母管上的壓力從零開始有一個(gè)升壓的過(guò)程，所以在低負(fù)荷期間，必須有位于電泵C出口的調(diào)節(jié)閥D來(lái)保證電泵C工作在安全區(qū)?？梢钥紤]采用調(diào)節(jié)閥D控制電泵C出口壓力，電泵C調(diào)節(jié)流量或者電泵C定速運(yùn)行，調(diào)節(jié)閥D調(diào)節(jié)流量?jī)煞N方式。第一汽動(dòng)給水泵A及第二汽動(dòng)給水泵B在一定負(fù)荷以上投運(yùn)，一般給水泵汽機(jī)升速到安全轉(zhuǎn)速才投入使用，所以不必考慮其工作安全區(qū)問(wèn)題。綜上分析，給水系統(tǒng)全程控制可以劃分幾個(gè)階段來(lái)完成，升負(fù)荷過(guò)程包括
(1)低負(fù)荷且給水母管壓力低時(shí)，由電泵配合調(diào)閥調(diào)節(jié)給水流量；
(2)低負(fù)荷且分離器出口建立壓力后，由電泵配合調(diào)閥調(diào)節(jié)給水流量；
(3)分離器壓力進(jìn)一步增高，由調(diào)閥配合電泵調(diào)節(jié)給水流量；
(4)帶上負(fù)荷后，投運(yùn)一臺(tái)汽泵，完成汽泵并電泵，并退出電泵運(yùn)行；
(5)系統(tǒng)轉(zhuǎn)干態(tài)后，投運(yùn)第二臺(tái)汽泵。降負(fù)荷過(guò)程為上述過(guò)程的逆過(guò)程。給水系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示，對(duì)應(yīng)給水系統(tǒng)中的設(shè)備第一汽動(dòng)給水泵A、第二汽動(dòng)給水泵B、電泵C、調(diào)節(jié)閥D設(shè)有各自的控制器，再加上給水系統(tǒng)主控制器，總共有5 個(gè)控制器，都采用PI調(diào)節(jié)。下面詳細(xì)介紹方案，其中P1、P2為壓力定值，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行選擇，其中Pl比P2小。1.各控制器介紹
主控制器conl，接受鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，包括中間點(diǎn)溫度等的修正量，控制總給水流量滿足要求，其輸出為單臺(tái)汽泵出口流量的設(shè)定值。電泵出口調(diào)閥控制器Con2設(shè)計(jì)兩種工況的控制一是汽水分離器G壓力小于定值P2時(shí)，電泵C運(yùn)行保持定速運(yùn)行，電泵出口調(diào)閥控制器COn2投自動(dòng)，接受鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，與電泵C配合控制總給水流量滿足要求，其輸出為調(diào)節(jié)閥D的開度指令。為保護(hù)電泵C工作在選定的工作區(qū)范圍，調(diào)節(jié)閥D自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)最大開度受電泵C轉(zhuǎn)速的限制 (圖3中函數(shù)1)。二是在汽水分離器G壓力大于P2后，電泵C具有較寬的調(diào)節(jié)范圍后，電泵 C投自動(dòng)調(diào)節(jié)總給水流量，而調(diào)節(jié)閥D投入定開度運(yùn)行，自動(dòng)根據(jù)給水母管壓力進(jìn)行閥位的定值運(yùn)行(圖3中函數(shù)2)。電泵轉(zhuǎn)速控制器Con3設(shè)計(jì)三種工況的控制一是當(dāng)汽水分離器G壓力小于Pl時(shí)， 電泵出口調(diào)閥控制器Con2投自動(dòng)狀態(tài)下，電泵C根據(jù)總給水流量設(shè)定值自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行(圖3中函數(shù)3)，其輸出為電泵的轉(zhuǎn)速指令。二是汽水分離器G壓力大于Pl且小于P2時(shí)，電泵出口調(diào)閥控制器con2投自動(dòng)狀態(tài)，電泵C根據(jù)汽水分離器G出口壓力自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行(圖3中函數(shù)4)，其輸出為電泵C的轉(zhuǎn)速指令。三是在汽水分離器 G出口壓力大于P2時(shí)，電泵C控制投自動(dòng)，調(diào)節(jié)電泵C出口流量，而調(diào)節(jié)閥D投入定開度運(yùn)行(圖3中函數(shù)2 )，由主控制器自動(dòng)控制總給水流量。第一汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器Con4及第二汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器COn5 接受主控制器輸出的設(shè)定值，控制本泵出口給水流量滿足要求，其輸出為單臺(tái)泵轉(zhuǎn)速指令。2.自動(dòng)并泵、退泵設(shè)計(jì)
不管是汽泵并電泵、電泵并汽泵、汽泵并汽泵，關(guān)鍵難點(diǎn)是要維持總給水流量的穩(wěn)定， 中間要考慮二個(gè)因素。一是在泵出水的瞬間會(huì)出現(xiàn)流量小幅突變的擾動(dòng)，主控制器調(diào)節(jié)要避開此擾動(dòng)。二是再循環(huán)閥動(dòng)作時(shí)的擾動(dòng)。如果處理不當(dāng)，再循環(huán)閥動(dòng)作對(duì)流量的振蕩擾動(dòng)會(huì)造成泵流量控制器和主控制器之間振蕩。圖3中并泵塊的作用是根據(jù)設(shè)定的并泵速度，逐漸提高在并泵的出口流量設(shè)定值，引導(dǎo)在并泵的轉(zhuǎn)速逐漸提高，直至在并泵的出口流量設(shè)定值與主控制器輸出相等，且在并泵的實(shí)際出口流量與設(shè)定值平衡，并泵結(jié)束。假設(shè)第一汽動(dòng)給水泵A并電泵操作，一旦投入自動(dòng)并泵按鈕，第一汽動(dòng)給水泵A設(shè)定值即通過(guò)并泵塊進(jìn)入第一汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器 Con4，并泵塊的作用為根據(jù)設(shè)定的速率，將第一汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器Con4的設(shè)定值從當(dāng)前值(Ot/h)自動(dòng)拉高到主控制器conl的輸出值。當(dāng)?shù)谝黄麆?dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器Con4的設(shè)定值和測(cè)量值相等，并泵結(jié)束。退泵通過(guò)圖3中退泵塊將當(dāng)前在退泵的輸出指令從當(dāng)前值按照設(shè)定的斜率逐漸減小，直至該泵出口流量為Ot/h為止。3.全程自動(dòng)控制的過(guò)程
機(jī)組從零負(fù)荷到滿負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，給水系統(tǒng)自動(dòng)控制過(guò)程設(shè)計(jì)如下 1)調(diào)閥無(wú)壓控制。機(jī)組鍋爐上水、沖洗、點(diǎn)火運(yùn)行，且給水母管上壓力較低(汽水分離器G出口壓力小于Pl的工況下，給水控制屬于調(diào)閥無(wú)壓控制，此時(shí)總給水流量由電泵出口調(diào)閥控制器 con2投自動(dòng)進(jìn)行控制，電泵C根據(jù)總給水流量設(shè)定值選擇轉(zhuǎn)速進(jìn)行定速運(yùn)行(圖3中函數(shù) 3)。同時(shí)，為保證電泵C的運(yùn)行安全，調(diào)閥指令同時(shí)接受轉(zhuǎn)速函數(shù)決定的最大閥位的限制 (圖3中函數(shù)1)。2)調(diào)閥有壓控制。機(jī)組點(diǎn)火運(yùn)行，且當(dāng)汽水分離器G壓力大于Pl的工況下，給水控制屬于調(diào)閥有壓控制，此時(shí)總給水流量由電泵出口調(diào)閥控制器COn2投自動(dòng)進(jìn)行控制，電泵C根據(jù)汽水分離器G壓力選擇轉(zhuǎn)速進(jìn)行定速運(yùn)行(圖3中函數(shù)4)。同時(shí)，為保證電泵C的運(yùn)行安全，調(diào)閥指令同時(shí)接受轉(zhuǎn)速函數(shù)決定的最大閥位的限制(圖3中函數(shù)1)。3)電泵有壓控制。當(dāng)汽水分離器G壓力大于P2時(shí)，電泵C調(diào)節(jié)幅度增大，此時(shí)可以投電泵C自動(dòng)，由主控制器conl進(jìn)行總給水流量調(diào)節(jié)，而電泵出口調(diào)閥控制器COn2為保證電泵工作點(diǎn)而選擇定位運(yùn)行(圖3中函數(shù)2)。4)啟第一臺(tái)汽動(dòng)給水泵(以第一汽動(dòng)給水泵A為例)。超臨界機(jī)組電泵一般選擇為40%左右，所以機(jī)組帶上負(fù)荷運(yùn)行后就要考慮進(jìn)行投運(yùn)汽泵、退出電泵的操作?？紤]到超臨界在轉(zhuǎn)干態(tài)和過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)工質(zhì)特性較復(fù)雜，可以
7考慮在轉(zhuǎn)干態(tài)前(25%負(fù)荷)進(jìn)行汽泵與電泵的轉(zhuǎn)換。電泵與汽泵的轉(zhuǎn)換可以分為如下幾個(gè)階段給水泵汽機(jī)升速、并汽泵、退電泵。給水泵汽機(jī)自動(dòng)升速，當(dāng)汽泵轉(zhuǎn)速超過(guò)最低轉(zhuǎn)速且達(dá)到并泵條件后升速停止?？紤]到并泵工況的不固定性，對(duì)應(yīng)并泵條件選擇為當(dāng)該給水泵出口壓力低于母管壓力IMPa 之內(nèi)。利用邏輯圖3中的并泵塊將A汽泵并上與電泵并列運(yùn)行。利用邏輯圖3中的退泵塊退出電泵運(yùn)行。5)啟第二臺(tái)汽動(dòng)給水泵。當(dāng)負(fù)荷大于45%時(shí)，采用和啟第一臺(tái)汽泵的方法類似，啟動(dòng)第二臺(tái)汽泵投入運(yùn)行。6)機(jī)組從滿負(fù)荷到零負(fù)荷的停運(yùn)過(guò)程為上述過(guò)程的逆過(guò)程，實(shí)現(xiàn)的方法類似于升負(fù)荷工況。在實(shí)際應(yīng)用中，P1，P2可以分別選擇0. 5MPa，8MPa。函數(shù)1取值如圖4所示，橫坐標(biāo)為電泵轉(zhuǎn)速，單位rpm，縱坐標(biāo)為調(diào)閥開度，單位為％。函數(shù)2取值如圖5所示，橫坐標(biāo)為給水母管壓力，單位MPa，縱坐標(biāo)為調(diào)閥開度，單位為％。其中當(dāng)壓力大于SMI^a時(shí)，調(diào)閥即保持當(dāng)前閥位，當(dāng)壓力大于IOMPa后，按圖5中參數(shù)運(yùn)行。函數(shù)3取值如圖6所示。橫坐標(biāo)為給水流量設(shè)定值，單位t/h，縱坐標(biāo)為電泵轉(zhuǎn)速指令，單位為％。函數(shù)4取值如圖7所示，橫坐標(biāo)為分離器出口壓力，單位MPa，縱坐標(biāo)為電泵轉(zhuǎn)速指令，單位為％。并泵的速率為每分鐘40轉(zhuǎn)，退泵的速率為每分鐘20轉(zhuǎn)。系統(tǒng)從點(diǎn)火前的沖洗開始到滿負(fù)荷運(yùn)行都可以自動(dòng)控制運(yùn)行，包括給水泵之間的并泵、退泵運(yùn)行，很好地適應(yīng)了超臨界給水的要求。
權(quán)利要求
1. 一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括出口設(shè)有調(diào)節(jié)閥(D)的電泵(C)、 第一汽動(dòng)給水泵(A)及第二汽動(dòng)給水泵(B)，電泵(C)、第一汽動(dòng)給水泵(A)及第二汽動(dòng)給水泵(B)的一端分別連接除氧器(E)，另一端同時(shí)連接高加(J)，高加(J)串聯(lián)省煤器(I)及水冷壁(H)，水冷壁(H)連接汽水分離器(G)，汽水分離器(G)連接鍋爐疏水?dāng)U容器(F)，鍋爐疏水?dāng)U容器(F )連接除氧器(E )，其特征在于，還包括主控制器主控制器接收鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，控制總給水量滿足要求，并輸出單臺(tái)汽泵出口流量的設(shè)定值；電泵出口調(diào)閥控制器當(dāng)汽水分離器(G)壓力小于定值P2時(shí)，電泵(C)運(yùn)行保持定速運(yùn)行，電泵出口調(diào)閥控制器投入自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，接受鍋爐側(cè)總給水流量的設(shè)定值，與電泵(C) 配合控制總給水流量滿足要求，其輸出為調(diào)節(jié)閥(D)的開度指令，并且當(dāng)調(diào)節(jié)閥(D)自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)最大開度受電泵(C)轉(zhuǎn)速的限制；當(dāng)汽水分離器(G)壓力大于定值P2后，電泵(C)投入自動(dòng)調(diào)節(jié)總給水流量狀態(tài)，而調(diào)節(jié)閥(D)投入定開度運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)根據(jù)給水母管壓力進(jìn)行閥位的定值運(yùn)行；電泵轉(zhuǎn)速控制器當(dāng)汽水分離器(G)壓力小于定值Pl時(shí)，其中Pl小于P2，電泵出口調(diào)閥控制器處于自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)下，電泵(2)根據(jù)總給水流量設(shè)定值自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行，其輸出為電泵的轉(zhuǎn)速指令；當(dāng)汽水分離器(G)壓力大于Pl且小于P2時(shí)，電泵出口調(diào)閥控制器處于自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，電泵(2)根據(jù)汽水分離器(G)自動(dòng)選擇一安全定速進(jìn)行運(yùn)行， 其輸出為電泵(C)的轉(zhuǎn)速指令；當(dāng)汽水分離器(G)壓力大于定值P2時(shí)，電泵(C)投入自動(dòng)調(diào)節(jié)總給水流量狀態(tài)，而調(diào)節(jié)閥(D)投入定開度運(yùn)行狀態(tài)，由主控制器自動(dòng)控制總給水流量； 第一汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器及第二汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器接受主控制器輸出的設(shè)定值，分別控制相應(yīng)的汽泵出口給水流量滿足要求，它們的輸出為單臺(tái)泵轉(zhuǎn)速指令；并泵塊根據(jù)設(shè)定的并泵速度，逐漸提高在并泵的出口流量設(shè)定值，引導(dǎo)在并泵的轉(zhuǎn)速逐漸提高，直至在并泵的出口流量設(shè)定值與主控制器輸出相等，且在并泵的實(shí)際出口流量與設(shè)定值平衡，并泵結(jié)束；退泵塊將當(dāng)前在退泵的輸出指令從當(dāng)前值按照設(shè)定的斜率逐漸減小，直到該泵出口流量為0為止。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)全程自動(dòng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括主控制器，電泵出口調(diào)閥控制器，電泵轉(zhuǎn)速控制器，汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制器，并泵塊，以及退泵塊；該自動(dòng)控制系統(tǒng)可以大大減少人為誤操作，提高安全性，并提高電泵運(yùn)行效率。
文檔編號(hào)F22D5/34GK102252312SQ201110125760
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者戈黎紅, 楊景祺, 章偉杰, 肖伯樂(lè) 申請(qǐng)人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院