專利名稱：工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，尤其是一種工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝
置及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，能源消費(fèi)需求急速增加，人們對能源利用效率提出了很高的要 求。對沖動式工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)可調(diào)抽汽可有效地保證抽汽點(diǎn)壓力和供熱量的 穩(wěn)定性，提高機(jī)組效率。沖動式工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)自身的結(jié)構(gòu)決定了轉(zhuǎn)子具有跨距偏大，撓 性較大的特點(diǎn)，且臨界轉(zhuǎn)速難以過關(guān)。常規(guī)汽輪機(jī)采用現(xiàn)有內(nèi)部提板式調(diào)節(jié)抽汽裝置，該調(diào) 節(jié)抽汽裝置占用空間大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸承跨距進(jìn)一步增大，進(jìn)而導(dǎo)致 汽輪機(jī)臨界轉(zhuǎn)速難以過關(guān)，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本上升，機(jī)組運(yùn)行安全系數(shù)下 降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供的一種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小、 保證抽汽點(diǎn)壓力和供熱量穩(wěn)定的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，它包 括溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，所述的溢流抽汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置在溢流管路上，并與一壓力變送器信號連 接，壓力變送器設(shè)置在抽汽總管路上，溢流管路與抽汽總管路連通，所述壓力變送器位于溢 流管路的前端。在工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)中，通過在汽缸內(nèi)部設(shè)置分隔板將汽缸分為高壓缸與 低壓缸，抽汽總管路與高壓缸連通，溢流管路與低壓缸連通，所述壓力變送器則位于高壓缸 與溢流管路的之間，本調(diào)節(jié)裝置使得該氣路系統(tǒng)形成一個抽汽壓力的閉環(huán)控制系統(tǒng)，若熱 用戶抽汽量增大，則溢流抽汽調(diào)節(jié)閥開度關(guān)小，反之則溢流抽汽調(diào)節(jié)閥開度增大，保證抽汽 點(diǎn)壓力的穩(wěn)定。 為了保證蒸汽的穩(wěn)定性，本工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置還可包括設(shè)置在 主進(jìn)汽管路上的主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，該主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥與至少一個用于測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn) 速傳感器信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器為主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所依據(jù)的轉(zhuǎn)速信號，形成根據(jù) 保證被驅(qū)動機(jī)負(fù)荷的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中轉(zhuǎn)速傳感器可以為多個，數(shù)據(jù)采集時(shí)可保證 數(shù)據(jù)的可靠性。 為了實(shí)現(xiàn)良好的自動控制，優(yōu)選的方案是所述壓力變送器和轉(zhuǎn)速傳感器與調(diào)節(jié)器 信號連接，所述主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和溢流抽汽調(diào)節(jié)閥為液動調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)器通過相應(yīng)的電 液轉(zhuǎn)換器分別與主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和溢流抽汽調(diào)節(jié)閥電連接。除了這種電液調(diào)節(jié)方式以外，還 可采用氣動調(diào)節(jié)技術(shù)或電動調(diào)節(jié)技術(shù)。調(diào)節(jié)器可以是PLC，也可以是以單片機(jī)、DSP等各種 以微處理器為核心的調(diào)節(jié)器。 為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機(jī)的安全，本工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流 抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法還可包括設(shè)置在主進(jìn)汽管路和抽汽總管路上的速關(guān)閥。明所設(shè)計(jì)的上述工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置的控制方法，它采用調(diào)
節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，其特征是在溢流管路上設(shè)置溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，通過溢流抽汽調(diào)節(jié)閥控制
流經(jīng)溢流管路的蒸汽量，以此保證抽汽總管路中去熱用戶的蒸汽的穩(wěn)定性。 為了更好地控制流經(jīng)溢流管路的蒸汽量，優(yōu)選的方案是以抽汽總管路內(nèi)的壓力信
號為調(diào)節(jié)閥控制信號，形成閉環(huán)控制。 為了保證進(jìn)汽壓力的穩(wěn)定，優(yōu)選的方案是在主進(jìn)汽管路上設(shè)置主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，并 以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制，可使得抽汽總管路內(nèi)蒸汽波動 較小。 本發(fā)明所得到的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法，解決了常規(guī) 內(nèi)部提板式抽汽調(diào)節(jié)汽閥占用空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，克服了結(jié)構(gòu)缺陷所導(dǎo)致的汽輪機(jī) 臨界轉(zhuǎn)速難以過關(guān)的問題，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)驅(qū)動汽輪機(jī)的可調(diào)抽汽，大流量抽汽時(shí)的抽汽壓力 和抽汽流量均得到有效控制，最大限度滿足了工藝流程對蒸汽平衡的要求，提高了整個蒸 汽系統(tǒng)的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中主進(jìn)汽管路1、高壓缸2、低壓缸3、抽汽總管路4、溢流管路5、電液轉(zhuǎn)換器6、 溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7、壓力變送器8、主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9、轉(zhuǎn)速傳感器10、調(diào)節(jié)器11、速關(guān)閥12。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)施例所描述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方 法，它包括溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7，所述的溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7設(shè)置在溢流管路5上，并與一壓力變 送器8信號連接，壓力變送器8設(shè)置在抽汽總管路4上，溢流管路5與抽汽總管路4連通，所 述壓力變送器8位于溢流管路5的前端，具體說是位于高壓缸2與溢流管路5的之間。在工 業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)中，抽汽總管路4與高壓缸2連通，溢流管路5與低壓缸3連通，從而可形成 一個抽汽壓力的閉環(huán)控制系統(tǒng)。為了保證蒸汽的穩(wěn)定性，本工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào) 節(jié)裝置及其控制方法還包括設(shè)置在主進(jìn)汽管路1上的主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9，該主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9與 兩個用于測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器10信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器10為主進(jìn)汽調(diào)節(jié) 閥9提供調(diào)節(jié)所依據(jù)的轉(zhuǎn)速信號，形成根據(jù)保證被驅(qū)動機(jī)負(fù)荷的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力 變送器8和轉(zhuǎn)速傳感器10與W00DWARD505E調(diào)節(jié)器11信號連接，具體的說是W00DWARD505E 調(diào)節(jié)器11的兩個轉(zhuǎn)速信號輸入通道"sensortl"及"sensort2"與兩個轉(zhuǎn)速傳感器相連接， 模擬量輸入通道"Analoglnputftl"與壓力變送器8相連。所述主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9和溢流抽汽 調(diào)節(jié)閥7為液動調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)器11通過相應(yīng)的電液轉(zhuǎn)換器6分別與主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9和 溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7電連接。為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機(jī)的安全，本工業(yè)驅(qū) 動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法還包括設(shè)置在主進(jìn)汽管路1和抽汽總管路4上 的速關(guān)閥12。 上述工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置的控制方法，它采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，其特征是在溢流管路5設(shè)置溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7，通過溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7控制流經(jīng)溢流管 路5的蒸汽量，以此保證抽汽總管路4中去熱用戶的蒸汽的穩(wěn)定性。流經(jīng)溢流管路5的蒸 汽量的控制是以抽汽總管路4內(nèi)的壓力信號為調(diào)節(jié)閥控制信號形成的閉環(huán)控制，并且采用 在主進(jìn)汽管路1上設(shè)置主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥9，并以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn)行 閉環(huán)控制，保證進(jìn)汽壓力的穩(wěn)定，也使得抽汽總管路4內(nèi)蒸汽波動較小。
工作時(shí)，主蒸汽由主進(jìn)汽管路1進(jìn)入，經(jīng)過汽輪機(jī)高壓缸2做功后，從汽輪機(jī)高壓 缸2的抽汽總管路4流出，一路經(jīng)過抽汽總管路4及抽汽速關(guān)閥12去熱用戶，一路經(jīng)過溢 流抽汽調(diào)節(jié)閥7，從汽輪機(jī)的溢流管路5回流至低壓缸3繼續(xù)做功。W00DWARD505E調(diào)節(jié)器 11將壓力信號與汽輪機(jī)抽汽壓力設(shè)定值進(jìn)行比較后，輸出控制信號4 20mA，經(jīng)電液轉(zhuǎn)換 器6轉(zhuǎn)換成對應(yīng)二次油壓0. 15 0. 45Mpa， 二次油壓信號控制溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7開度，從 而控制抽汽流量和抽汽壓力。當(dāng)熱用戶抽汽量增大時(shí)，溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7開度關(guān)小，保證 抽汽壓力不下降；當(dāng)熱用戶抽汽量減小時(shí)，溢流抽汽調(diào)節(jié)閥7開度增大，保證抽汽壓力不提 高；W00DWARD505E調(diào)節(jié)器11同時(shí)接收汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)給定要求信號調(diào)節(jié)主進(jìn)汽 調(diào)節(jié)閥9開度，控制蒸汽的穩(wěn)定性，保證功率的要求。 本實(shí)施例描述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置及其控制方法在作為外部 管路的溢流管路上配置抽汽調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)的抽汽壓力可調(diào)，占用空間小，解決了 常規(guī)內(nèi)部提板式抽汽調(diào)節(jié)汽閥占用空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，克服了結(jié)構(gòu)缺陷所導(dǎo)致的汽 輪機(jī)臨界轉(zhuǎn)速難以過關(guān)的問題，大流量抽汽時(shí)的抽汽壓力和抽汽流量得到控制，實(shí)現(xiàn)了工 業(yè)驅(qū)動汽輪機(jī)的可調(diào)抽汽，最大限度地滿足了工藝流程對蒸汽平衡的要求，提高了整個蒸 汽系統(tǒng)的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。
權(quán)利要求
一種工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，它包括溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，其特征是所述的溢流抽汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置在溢流管路上，并與一壓力變送器信號連接，壓力變送器設(shè)置在抽汽總管路上，溢流管路與抽汽總管路連通，所述壓力變送器位于溢流管路的前端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，其特征是還包括設(shè)置 在主進(jìn)汽管路上的主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，該主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥與至少一個用于測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的 轉(zhuǎn)速傳感器信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器為主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所依據(jù)的轉(zhuǎn)速信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述壓力 變送器和轉(zhuǎn)速傳感器與調(diào)節(jié)器信號連接，所述主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和溢流抽汽調(diào)節(jié)閥為液動調(diào)節(jié) 閥，所述調(diào)節(jié)器通過相應(yīng)的電液轉(zhuǎn)換器分別與主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和溢流抽汽調(diào)節(jié)閥電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，其特征是還 包括設(shè)置在主進(jìn)汽管路和抽汽總管路上的速關(guān)閥。
5. —種如權(quán)利要求1所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置的控制方法，它采用 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，其特征是在溢流管路上設(shè)置溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，通過溢流抽汽調(diào)節(jié)閥控 制流經(jīng)溢流管路的蒸汽量，以此保證抽汽總管路中去熱用戶的蒸汽的穩(wěn)定性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特征是 以抽汽總管路內(nèi)的壓力信號為調(diào)節(jié)閥控制信號，形成閉環(huán)控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特 征是在主進(jìn)汽管路上設(shè)置主進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn) 行閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明所公開的工業(yè)驅(qū)動用汽輪機(jī)溢流抽汽調(diào)節(jié)裝置，它包括溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，所述的溢流抽汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置在溢流管路上，并與一壓力變送器信號連接，壓力變送器設(shè)置在抽汽總管路上，溢流管路與抽汽總管路連通，所述壓力變送器位于溢流管路的前端。其控制方法采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，在溢流管路上設(shè)置溢流抽汽調(diào)節(jié)閥，通過溢流抽汽調(diào)節(jié)閥控制流經(jīng)溢流管路的蒸汽量，以此保證抽汽總管路中去熱用戶的蒸汽的穩(wěn)定性。本發(fā)明解決了常規(guī)內(nèi)部提板式抽汽調(diào)節(jié)汽閥占用空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，克服了結(jié)構(gòu)缺陷所導(dǎo)致的汽輪機(jī)臨界轉(zhuǎn)速難以過關(guān)的問題，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)驅(qū)動汽輪機(jī)的可調(diào)抽汽最大限度滿足了對蒸汽平衡的要求，并達(dá)到節(jié)能的目的。
文檔編號F01D17/02GK101701531SQ20091025225
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者徐俊杰, 葛存飛, 錢小東, 陳晨 申請人:杭州中能汽輪動力有限公司