主電機(jī)、液力偶合器、給水泵。如圖1所示，前置泵從除氧器取水，然后前置泵對(duì)所取得水增壓并輸送至給水泵。所述前置泵軸聯(lián)至主電機(jī)，該主電機(jī)的另一端軸聯(lián)到液力偶合器，然后該液力耦合器進(jìn)一步軸聯(lián)到給水泵，給水泵輸出的水通過給水調(diào)節(jié)閥、減溫器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，并經(jīng)由減溫器輸送到鍋爐。鍋爐分布式控制系統(tǒng)DCS對(duì)供水量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0052]如圖1所示，鍋爐給水系統(tǒng)通過液力偶合器進(jìn)行機(jī)械調(diào)速。液力耦合器是液力傳動(dòng)元件，其可以在電機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，無級(jí)調(diào)節(jié)負(fù)載的轉(zhuǎn)速。但是，液力耦合器是一種損耗較大、調(diào)速精度差，轉(zhuǎn)速波動(dòng)大的低效調(diào)速設(shè)備。由于大型電廠的液力偶合器造價(jià)較高，整體鍋爐給水系統(tǒng)規(guī)模較大，改造代價(jià)較大，因此期望能夠在不對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改變的情況下引入變頻調(diào)速。
[0053]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鍋爐給水系統(tǒng)的框圖。該鍋爐給水系統(tǒng)包括變頻器、主電機(jī)、液力偶合器以及給水泵。變頻器安裝在主電源進(jìn)線與主電機(jī)之間，主電機(jī)、液力耦合器和給水泵之間的連接保持不變。其中變頻器被配置用于連接到主電機(jī)，并且在正常工作狀態(tài)時(shí)執(zhí)行電氣調(diào)速，液力偶合器被配置用于在檢修或故障狀態(tài)時(shí)執(zhí)行機(jī)械調(diào)速。
[0054]在本實(shí)施例應(yīng)用至電廠時(shí)，可選地，變頻器為高壓變頻器。高壓變頻器調(diào)速范圍寬，達(dá)到10:1以上，甚至達(dá)到100:1以上。高壓變頻器調(diào)速精度可以達(dá)到0.1Hz，而且穩(wěn)定性高，意味著所傳動(dòng)的水泵的壓力和流量穩(wěn)定，這對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)工藝過程是很重要的。例如，對(duì)于火力發(fā)電廠的鍋爐輔機(jī)(例如給水泵)都需要保持壓力的恒定，而高壓變頻器能夠滿足這個(gè)要求。而且，高壓變頻器效率高，無轉(zhuǎn)差損耗，其效率達(dá)0.95以上，并且不隨調(diào)速的范圍而變化。
[0055]本發(fā)明的實(shí)施例在正常工作狀態(tài)采用變頻器的變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)使系統(tǒng)的損耗最小，并且可精確調(diào)控。在變頻器故障或進(jìn)行檢修時(shí)，可以使用液力偶合器進(jìn)行機(jī)械調(diào)速，從而維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
[0056]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的鍋爐給水系統(tǒng)的框圖。本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于配置有前置泵的電廠的給水系統(tǒng)等大型鍋爐給水系統(tǒng)以及不包含前置泵的小型鍋爐給水系統(tǒng)。對(duì)于大型鍋爐給水系統(tǒng)，通常配置有前置泵用以提高給水泵的入口壓力，從而防止給水泵發(fā)生汽蝕、提高汽蝕余量。如圖3所示的鍋爐給水系統(tǒng)中包括前置泵、主電機(jī)、變頻器、液力偶合器以及給水泵。
[0057]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的前置泵與主電機(jī)連接方式的系統(tǒng)原理圖。如圖4所示，該鍋爐給水系統(tǒng)包括前置泵1、主電機(jī)2、供電電源3、高壓變頻器4、液力偶合器5以及給水泵6。前置泵I通過軸聯(lián)器連接至主電機(jī)2，主電機(jī)的另一端通過軸聯(lián)器連接至液力偶合器5，并且液力偶合器5的另一端通過軸聯(lián)器連接至給水泵6。變頻器4連接在供電電源3與主電機(jī)2之間。
[0058]當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在原有給水系統(tǒng)中增加變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)之后，如果調(diào)速后的前置泵的出口壓力滿足給水泵最小汽蝕裕量的要求，則前置泵利用所述主電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前置泵采用主電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可以與主電機(jī)同軸。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前置泵采用主電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可以與主電機(jī)不同軸。
[0060]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的前置泵與主電機(jī)連接方式的系統(tǒng)原理圖。如圖5所示，該鍋爐給水系統(tǒng)包括前置泵1、主電機(jī)2、供電電源3、高壓變頻器4、液力偶合器5、給水泵6以及前置泵電機(jī)7。
[0061]當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在原有給水系統(tǒng)中增加變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)之后，如果前置泵出口壓力達(dá)不到給水泵最小汽蝕裕量要求，則需要將前置泵從主電機(jī)的主軸上斷開。
[0062]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該前置泵與所述主電機(jī)不同軸時(shí)，利用單獨(dú)的前置泵電機(jī)7驅(qū)動(dòng)所述前置泵。
[0063]在另外一個(gè)實(shí)施例中，該前置泵與所述主電機(jī)不同軸時(shí)，利用單獨(dú)的變頻器調(diào)速驅(qū)動(dòng)所述前置泵。
[0064]圖6示出現(xiàn)有技術(shù)中液力偶合器的系統(tǒng)組成圖?，F(xiàn)有技術(shù)中液力偶合器內(nèi)部系統(tǒng)包括增速齒輪系統(tǒng)11和12、內(nèi)部工作油系統(tǒng)13、內(nèi)部潤(rùn)滑油系統(tǒng)14、輔助油系統(tǒng)15、液偶傳動(dòng)系統(tǒng)16以及其它輔助系統(tǒng)。內(nèi)部工作油系統(tǒng)13以及內(nèi)部潤(rùn)滑油系統(tǒng)14分別對(duì)液力偶合器提供工作油以及潤(rùn)滑油。
[0065]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行變頻驅(qū)動(dòng)的情況下，需要對(duì)原液力偶合器內(nèi)部油路系統(tǒng)進(jìn)行改造，以適應(yīng)在低轉(zhuǎn)速下維持工作油及潤(rùn)滑油的供油量，保證給水系統(tǒng)正常工作。
[0066]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液力偶合器的油泵的示意圖。該實(shí)施例中的液力偶合器包括增速齒輪系統(tǒng)11和12、輔助油系統(tǒng)15、液偶傳動(dòng)系統(tǒng)16以及外部油泵系統(tǒng)17。
[0067]在該實(shí)施例中，拆除液力偶合器內(nèi)部原工作油泵13及潤(rùn)滑油泵14，保留原輔助油泵15，將外部油泵17聯(lián)接至內(nèi)部供油管路。該鍋爐給水系統(tǒng)中的所述液力偶合器包括外部油泵和內(nèi)部油泵。該鍋爐給水系統(tǒng)中的所述外部油泵17由電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所述外部油泵的其中一個(gè)被配置用于連接至所述液力偶合器的內(nèi)部供油管路，以向所述液力偶合器提供工作油及潤(rùn)滑油，所述外部油泵的另一個(gè)被配置用作工作油的備用油泵，并且所述內(nèi)部油泵為輔助油泵。
[0068]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的液力偶合器的油泵的示意圖。該實(shí)施例中的液力偶合器包括增速齒輪系統(tǒng)11和12、內(nèi)部工作油系統(tǒng)13、內(nèi)部潤(rùn)滑油系統(tǒng)14、輔助油系統(tǒng)15、液偶傳動(dòng)系統(tǒng)16、外部潤(rùn)滑油泵19以及外部工作油泵20。
[0069]在該實(shí)施例中，液力偶合器的原有內(nèi)部工作油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)不變，增加外部潤(rùn)滑油泵19以及外部工作油泵20。外部工作油泵20與內(nèi)部工作油泵13聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施例中，該聯(lián)接采用串聯(lián)的方式。在另一個(gè)實(shí)施例中，該聯(lián)接采用并聯(lián)的方式。在其他實(shí)施例中，該聯(lián)接還采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他方式。而且，外部潤(rùn)滑油泵19與內(nèi)部潤(rùn)滑油泵14聯(lián)接。類似地，該聯(lián)接包括串聯(lián)、并聯(lián)連接方式或其它合適的方式。外部潤(rùn)滑油泵19以及外部工作油泵20均由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且采用油溫自動(dòng)控制，根據(jù)液力偶合器內(nèi)的工作油以及潤(rùn)滑油的油溫控制外部油泵的啟動(dòng)及停止。
[0070]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的液力偶合器的油泵的示意圖。該實(shí)施例中的液力偶合器包括增速齒輪系統(tǒng)11和12、內(nèi)部工作油系統(tǒng)13、輔助油系統(tǒng)15、液偶傳動(dòng)系統(tǒng)16、外部潤(rùn)滑油泵18。
[0071]在該實(shí)施例中，原液力偶合器的內(nèi)部工作油泵保留，并保持原有的工作方式，拆除內(nèi)部潤(rùn)滑油泵，增加外部潤(rùn)滑油泵并且利用電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
[0072]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，該給水自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)主電機(jī)、主電機(jī)所配置的變頻調(diào)速器、液力偶合器以及相關(guān)閥門進(jìn)行控制，并與鍋爐分布式控制系統(tǒng)(DCS)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，與DCS系統(tǒng)的連接方式可以為無縫連接。
[0073]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，該給水自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)主電機(jī)、主電機(jī)所配置的變頻調(diào)速器、液力偶合器以及相關(guān)閥門進(jìn)行控制，并與鍋爐分布式控制系統(tǒng)(DCS)連接。圖中示出的控制系統(tǒng)的實(shí)施例適用于具有配置有單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)前置泵的鍋爐給水系統(tǒng)。
[0074]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，該給水自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)前置泵、前置泵電動(dòng)機(jī)配置的變頻調(diào)速器、主電機(jī)、主電機(jī)配置的變頻調(diào)速器、液力偶合器以及相關(guān)閥門進(jìn)行控制，并與鍋爐分布式控制系統(tǒng)(DCS)連接。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鍋爐給水系統(tǒng)的前置泵和給水泵為泵串聯(lián)系統(tǒng)，其主要針對(duì)給水泵解決入口壓頭問題。由于管路系統(tǒng)是密封的，前置泵的流量決定給水泵的流量，需要保證流量控制空間使得前置泵及給水泵兩者都在其性能曲線的安全區(qū)工作。液力耦合器可以調(diào)節(jié)給水泵的轉(zhuǎn)數(shù)但其能源消耗大并且不能實(shí)現(xiàn)精確控制，而采用高壓變頻技術(shù)之后可以通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確控制。
[0076]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將前置泵、變頻器、液力偶合器等控制集中在一起形成鍋爐給水自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用系統(tǒng)優(yōu)化方式對(duì)給水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，在滿足供水量需求的條件下動(dòng)態(tài)調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速、液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速及油路系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)整體效率最高，能耗最低。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鍋爐給水自動(dòng)控制系統(tǒng)與鍋爐分布式控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行無縫連接，在鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，鍋爐給水系統(tǒng)接收DCS傳來的信號(hào)，并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，并根據(jù)前置泵、給水泵和液力耦合器的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)其三部分進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到給水流量和壓力的無級(jí)調(diào)節(jié)。
[0078]改造后的給水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)使液力耦合器確定其轉(zhuǎn)速比，從而是用變頻器對(duì)給水泵采用變頻調(diào)速，在此期間，當(dāng)檢修或故障時(shí)變頻器退出，液力偶合器可重新投入進(jìn)行機(jī)械調(diào)速，根