專利名稱：純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機調(diào)節(jié)裝置，尤其是一種純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機
調(diào)節(jié)裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
水泥、玻璃、冶金等行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種不同參數(shù)的余熱蒸汽，一些低品位蒸汽，尤其是低壓飽和蒸汽往往得不到充分利用，直接排空不僅是能源的浪費，而且還造成環(huán)境污染。隨著科技的發(fā)展，人們對能源的利用率要求越來越高，將余熱回收并予以利用進行發(fā)電已成為上述行業(yè)推行節(jié)能減排的重要手段，純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機作為該過程中的余熱回收裝置起著非常重要的作用?，F(xiàn)有的余熱利用補汽凝汽式汽輪機不能有效調(diào)節(jié)蒸汽，導致蒸汽的不穩(wěn)定，未能完全實現(xiàn)補汽式汽輪機的性能，從而影響汽輪機運行的穩(wěn)定性和余熱利用的效率。

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有效調(diào)節(jié)蒸汽，保證蒸汽穩(wěn)定性的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置及其控制方法。 為了達到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝
置，它主要包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在汽輪機進汽管路上的進汽調(diào)節(jié)閥，以及設(shè)置
在汽輪機補汽管路上的補汽調(diào)節(jié)閥，所述進汽調(diào)節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)
速傳感器信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器為進汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速信號；從而形成一個
閉環(huán)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)速傳感器可以為多個，數(shù)據(jù)采集時可保證數(shù)據(jù)的可靠性。所述
補汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接，該補汽壓力變送器為補汽調(diào)
節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的壓力信號。可有效保證補汽口的蒸汽穩(wěn)定性，通過對兩個調(diào)節(jié)閥控制，
汽輪機組在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦可實現(xiàn)進汽、補汽的自動控制。 為了充分利用蒸汽并達到更好的蒸汽控制效果，優(yōu)選的方案是所述轉(zhuǎn)速傳感器的
信號輸入一控制單元，該控制單元控制進汽調(diào)節(jié)閥工作，組成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)；所述進汽調(diào)節(jié)
閥與設(shè)置在進汽管路上的進汽壓力變送器信號連接，該進汽壓力變送器的信號輸入所述控
制單元組成前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)內(nèi)。進汽管路內(nèi)的壓
力信號與蒸汽的穩(wěn)定性直接相關(guān)，并直接影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以此作為串級控制的輸入信號效
果更佳。控制單元可以是PLC、單片機、DSP等各種微電腦處理器。 為了獨立于進汽控制，所述補汽壓力變送器的信號可輸入第二控制單元，該第二控制單元控制補汽調(diào)節(jié)閥工作，組成補汽控制系統(tǒng)，從而可有效防止電氣干擾，即使進汽控制的控制單元發(fā)生異常時，也能有效保證補汽系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，以保證汽輪機最大化的正
常工作。 優(yōu)選的方案是所述的調(diào)節(jié)閥為液動調(diào)節(jié)閥，其與相配合的液動執(zhí)行機構(gòu)相連接，所述控制單元與第二控制單元通過電液轉(zhuǎn)換器與液動執(zhí)行機構(gòu)電連接，并控制相應的調(diào)節(jié)閥工作。液動控制方式穩(wěn)定性較好，適用于汽輪機。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)。 為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機的安全，本調(diào)節(jié)裝置還包括設(shè)置在進汽管路和補汽管路上的速關(guān)閥，速關(guān)閥可為液動閥。 所述的補汽管路上設(shè)有離心螺旋式汽水分離器，在新蒸汽進入速關(guān)閥前，先經(jīng)過
該疏水裝置，蒸汽在該裝置中旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，先進行汽水分離，然后將管道中的
凝結(jié)水排出，可有效減少蒸汽對轉(zhuǎn)子(特別是對葉片)產(chǎn)生的沖擊和水蝕。 本發(fā)明所設(shè)計的上述純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(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，其特征是在進汽管路上設(shè)置進汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速
為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設(shè)置補汽調(diào)節(jié)閥，并以補汽管路內(nèi)
的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。 為了獲得更好控制效果，在進汽管路上可設(shè)置進汽壓力變送器檢測進汽管路內(nèi)的壓力信號，并與給定壓力信號對比處理后作為轉(zhuǎn)速的給定信號，對進汽調(diào)節(jié)閥進行串級控制。 本發(fā)明所得到的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置及其控制方法，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現(xiàn)了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，從而使余熱利用效率達到最高。


圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中進汽管路1、補汽管路2、進汽調(diào)節(jié)閥3、補汽調(diào)節(jié)閥4、轉(zhuǎn)速傳感器5、進汽壓力變送器6、補汽壓力變送器7、控制單元8、第二控制單元9、電液轉(zhuǎn)換器10、液動執(zhí)行機構(gòu)11、離心螺旋式汽水分離器12、速關(guān)閥13。
具體實施例方式
下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
實施例1 如圖1所示，本實施例所描述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，它主要包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在汽輪機進汽管路1上的進汽調(diào)節(jié)閥3，以及設(shè)置在汽輪機補汽管路2上的補汽調(diào)節(jié)閥4，所述進汽調(diào)節(jié)閥3與兩個測量汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器5信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器5為進汽調(diào)節(jié)閥3提供調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速信號，轉(zhuǎn)速傳感器5的信號輸入一控制單元8，該控制單元8控制進汽調(diào)節(jié)閥3工作，組成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)；進汽調(diào)節(jié)閥3還與設(shè)置在進汽管路1上的進汽壓力變送器6信號連接，該進汽壓力變送器6的信號輸入所述控制單元8組成前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)內(nèi)。補汽調(diào)節(jié)閥4與設(shè)置在補汽管路2上的補汽壓力變送器7信號連接，該補汽壓力變送器7為補汽調(diào)節(jié)閥4提供調(diào)節(jié)所需的壓力信號，補汽壓力變送器7的信號輸入第二控制單元9，該第二控制單元9控制補汽調(diào)節(jié)閥4工作，組成補汽控制系統(tǒng)，從而可有效防止電氣干擾，即使進汽控制的控制單元8發(fā)生異常時，也能有效保證補汽系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，以保證汽輪機最大化的正常工作。其中上述的調(diào)節(jié)閥都為液動調(diào)節(jié)閥，其上連接有相配合的液動執(zhí)行機構(gòu)ll，控制單元8與第二控制單元9通過電液轉(zhuǎn)換器10與液動執(zhí)行機構(gòu)11電連接，并控制相應的調(diào)節(jié)閥工作。為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機的安全，本調(diào)節(jié)裝置還包括設(shè)置在進汽管路1和補汽管路2上的速關(guān)閥13。所述的補汽管路2上設(shè)有離心螺旋式汽水分離器12，汽水分離效果更好，可有效防止水蝕。 上述純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(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，其特征是在進汽管路1上設(shè)置進汽調(diào)節(jié)閥3，并以汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路2上設(shè)置補汽調(diào)節(jié)閥4，并以補汽管路2內(nèi)的壓力作為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。為了獲得更好控制效果，在進汽管路1上設(shè)置進汽壓力變送器6檢測進汽管路1內(nèi)的壓力信號，并與給定壓力信號對比處理后作為轉(zhuǎn)速的給定信號，對進汽調(diào)節(jié)閥3進行串級控制。 工作時，來自工廠的兩路余熱蒸汽，一路為進汽管路1上的主蒸汽，其經(jīng)進汽速關(guān)閥13進入進汽調(diào)節(jié)閥3，工作時，控制單元8接收兩個轉(zhuǎn)速傳感器5信號并與轉(zhuǎn)速設(shè)定值比較，輸出執(zhí)行電流信號，該信號經(jīng)進汽電液轉(zhuǎn)換器io轉(zhuǎn)換成二次油壓，二次油壓通過進汽液動執(zhí)行機構(gòu)11操縱進汽調(diào)節(jié)閥3，該部分為轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。前壓調(diào)節(jié)作為串級控制在前述的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，控制單元8將接收到的進汽進汽壓力變送器6信號與壓力設(shè)定值比較后輸出控制電流信號，該信號作為轉(zhuǎn)速控制的給定信號控制進汽調(diào)節(jié)閥3的開度。如進汽壓力增大時，進汽調(diào)節(jié)閥3開大，負荷隨之增大，進汽壓力回到設(shè)定值；反之，當進汽壓力減小時，進汽調(diào)節(jié)閥3關(guān)小，負荷隨之減小，進汽壓力回到設(shè)定值。本實施例中涉及的電液轉(zhuǎn)換器10等液壓油路控制技術(shù)為該領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，在此不加累述。
另一路為補汽蒸汽，經(jīng)離心螺旋式汽水分離器12、補汽速關(guān)閥13進入汽輪機補汽口 ，工作時，第二控制單元9接收補汽壓力變送器7信號，并與補汽壓力設(shè)定值比較輸出控
制電流信號，該信號經(jīng)補汽電液轉(zhuǎn)換器io轉(zhuǎn)換成二次油壓，二次油壓通過補汽液動執(zhí)行機構(gòu)11操縱補汽調(diào)節(jié)閥4的開度。當補汽壓力上升或下降時，補汽調(diào)節(jié)閥4相應開大或關(guān)小，使補汽壓力回到設(shè)定值。從而有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現(xiàn)了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，從而使余熱利用效率達到最高。
權(quán)利要求
一種純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，它主要包括調(diào)節(jié)閥，其特征是所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在汽輪機進汽管路上的進汽調(diào)節(jié)閥，以及設(shè)置在汽輪機補汽管路上的補汽調(diào)節(jié)閥，所述進汽調(diào)節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器為進汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速信號；所述補汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接，該補汽壓力變送器為補汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的壓力信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸入一控制單元，該控制單元控制進汽調(diào)節(jié)閥工作，組成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)； 所述進汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在進汽管路上的進汽壓力變送器信號連接，該進汽壓力變送器的信 號輸入所述控制單元組成前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 補汽壓力變送器的信號輸入第二控制單元，該第二控制單元控制補汽調(diào)節(jié)閥工作，組成補 汽控制系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 的調(diào)節(jié)閥為液動調(diào)節(jié)閥，其與相配合的液動執(zhí)行機構(gòu)相連接，所述控制單元與第二控制單 元通過電液轉(zhuǎn)換器與液動執(zhí)行機構(gòu)電連接，并控制相應的調(diào)節(jié)閥工作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置， 其特征是還包括設(shè)置在進汽管路和補汽管路上的速關(guān)閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 的補汽管路上設(shè)有離心螺旋式汽水分離器。
7. —種如權(quán)利要求1所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(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，其特征是在進汽管路上設(shè)置進汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設(shè)置補汽調(diào)節(jié)閥，并以補汽管路 內(nèi)的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其 特征是在進汽管路上設(shè)置進汽壓力變送器檢測進汽管路內(nèi)的壓力信號，并與給定壓力信號 對比處理后作為轉(zhuǎn)速的給定信號，對進汽調(diào)節(jié)閥進行串級控制。
全文摘要
本發(fā)明所公開的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)裝置，它主要包括設(shè)置在汽輪機進汽管路上的進汽調(diào)節(jié)閥，以及設(shè)置在汽輪機補汽管路上的補汽調(diào)節(jié)閥，進汽調(diào)節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器信號連接，補汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接。其控制方法采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，在進汽管路上設(shè)置進汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設(shè)置補汽調(diào)節(jié)閥，并以補汽管路內(nèi)的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。本發(fā)明在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現(xiàn)了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，提高使余熱利用效率。
文檔編號F01D17/02GK101701532SQ20091025282
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)明者徐靜霞, 戴偉偉, 朱恒, 陳登華 申請人:杭州中能汽輪動力有限公司