專利名稱：三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)組控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的三角 閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置。
背景技術(shù)：
大部分工業(yè)余熱、地?zé)?、太陽熱機(jī)生物質(zhì)能都屬于低溫能源，其由于壓力、溫度等 參數(shù)的品位較低，回收發(fā)電的技術(shù)難度較大。目前主要有閃蒸式和雙循環(huán)式兩種方式，簡(jiǎn)述 如下其一，為閃蒸式(也稱擴(kuò)容法)。即一定壓力的汽水混合物，首先進(jìn)入汽水分離器， 將蒸汽與熱水分離；分離后的一次蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)；而分離后的熱水進(jìn)入減壓器(也稱閃 蒸器或稱擴(kuò)容器)，壓力下降，一部分熱水變?yōu)槎握羝?壓力比一次蒸汽低)，然后將其引 入汽輪機(jī)低壓段。一次蒸汽和二次蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，推動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。其二，為雙循環(huán)式(也稱中間介質(zhì)法)。即熱水進(jìn)入換熱器，在換熱器中將熱量傳 給低沸點(diǎn)介質(zhì)，放熱后溫度降低了的熱水排入回灌井或作其它應(yīng)用；低沸點(diǎn)介質(zhì)在換熱器 中吸熱后變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ恼羝?，推?dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；從汽輪機(jī)排出的汽體， 在冷凝器中凝結(jié)成液體，用泵將液體送入換熱器，重新吸熱蒸發(fā)變成汽體。如此周而復(fù)始， 熱水的熱量不斷傳給低沸點(diǎn)介質(zhì)，便可連續(xù)發(fā)電。結(jié)合上述兩種技術(shù)的特點(diǎn)，申請(qǐng)人實(shí)用新型雙循環(huán)螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)技術(shù)，有關(guān)細(xì) 節(jié)具體可參見02230217. 4,03123341. 4,03261678. 3等中國(guó)專利文獻(xiàn)。這種螺桿膨脹動(dòng)力 機(jī)(以下簡(jiǎn)稱螺桿動(dòng)力機(jī))，對(duì)蒸汽參數(shù)和品質(zhì)要求不高，不僅適用于過熱蒸汽和飽和蒸 汽，也可以直接利用熱水或汽水兩相高效率地產(chǎn)生蒸汽，以下對(duì)其熱力系統(tǒng)及熱力過程簡(jiǎn) 要進(jìn)行說明。圖1為雙循環(huán)螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電機(jī)組的熱力系統(tǒng)，設(shè)置高溫、低溫兩個(gè)循環(huán)通 路，其中分別設(shè)有螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)8、10，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6、5發(fā)電。為控制系統(tǒng)運(yùn)行，螺桿膨 脹動(dòng)力機(jī)8、10的進(jìn)出管路上設(shè)置多個(gè)控制閥，如調(diào)節(jié)閥、快速關(guān)斷閥(快關(guān)閥)、排空閥、安 全閥等；同時(shí)，設(shè)置壓力表、溫度表等儀表，以保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程安全。上述雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)十分緊湊，其采用從熱源流體取熱、低沸點(diǎn)介質(zhì)在螺 桿動(dòng)力機(jī)內(nèi)做功的雙循環(huán)發(fā)電原理，和汽輪機(jī)相比，在同樣熱源溫度范圍內(nèi)，排汽的容積流 量可以大大降低，系統(tǒng)管路及設(shè)備緊湊、投資少、效益高。該雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括三種工作 模式在高溫模式下，關(guān)閉控制閥2、7、15，打開控制閥11，熱水沿管路流經(jīng)螺桿膨脹動(dòng) 力機(jī)8、冷凝蒸發(fā)器3、預(yù)熱器4、蓄水罐13，再由水泵9將蓄水罐13里的凝結(jié)水泵入熱源體 1。由此，熱水循環(huán)進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)8內(nèi)做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電。在低溫模式下，關(guān)閉控制閥7、11、15，打開控制閥2，熱水流經(jīng)冷凝蒸發(fā)器3、預(yù)熱 器4、蓄水罐13，再由凝結(jié)水泵9泵入熱源體1 ；低沸點(diǎn)工質(zhì)流經(jīng)冷凝蒸發(fā)器3、螺桿膨脹動(dòng) 力機(jī)10、蒸發(fā)器12、蓄工質(zhì)罐18，再由工質(zhì)泵16泵入預(yù)熱器4預(yù)熱。熱水流經(jīng)冷凝蒸發(fā)器3時(shí)，對(duì)低沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)行加熱，使其質(zhì)溫度升高，達(dá)到飽和溫度，生成飽和氣或氣液兩相；而 被加熱工質(zhì)進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)10做功，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電。做功后的低沸點(diǎn)工質(zhì)從螺 桿膨脹動(dòng)力機(jī)10流入冷凝器12，通過冷水泵17從冷水源體14泵入的冷卻水冷凝，最后進(jìn) 入蓄工質(zhì)罐18。在高溫-低溫聯(lián)動(dòng)模式下，關(guān)閉控制閥2、7、11、15，熱水流經(jīng)第一螺桿膨脹動(dòng)力機(jī) 8、冷凝蒸發(fā)器3、預(yù)熱器4、蓄水罐13，再由凝結(jié)水泵9泵入熱源體1 ；由此，熱水循環(huán)進(jìn)入螺 桿膨脹動(dòng)力機(jī)8做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電。同時(shí)，低沸點(diǎn)工質(zhì)流經(jīng)冷凝蒸發(fā)器3、螺桿膨脹 動(dòng)力機(jī)10、蒸發(fā)器12、蓄工質(zhì)罐18，再由工質(zhì)泵16泵入預(yù)熱器4預(yù)熱；熱水從螺桿膨脹動(dòng) 力機(jī)8流出后流經(jīng)冷凝蒸發(fā)器3，對(duì)低沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)行加熱，使低沸點(diǎn)工質(zhì)溫度升高，達(dá)到飽 和溫度，生成飽和氣或氣液兩相；而從冷凝蒸發(fā)器3流出的被加熱的工質(zhì)進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng) 力機(jī)10做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電；做功后的低沸點(diǎn)工質(zhì)從螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)10流出進(jìn)入冷凝 器12，通過冷卻水冷凝后進(jìn)入蓄工質(zhì)罐18內(nèi)。上述螺桿動(dòng)力機(jī)可以構(gòu)成一般蒸汽動(dòng)力循環(huán)或汽液兩相動(dòng)力循環(huán)，還可構(gòu)成有機(jī) 介質(zhì)雙循環(huán)。而有機(jī)介質(zhì)雙循環(huán)或構(gòu)成有機(jī)蒸汽朗肯循環(huán)(ORC)，或構(gòu)成汽液兩相三角形循 環(huán)(0TFC)，兩者熱力循環(huán)過程分別如圖2a、圖2b所示。研究表明，和直接降壓閃蒸或ORC 相比，采用三角形閃蒸循環(huán)可以從熱源回收近兩倍的電力。三角形閃蒸循環(huán)系統(tǒng)前景良好，但目前在發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用還不夠廣泛，特別是對(duì)螺 桿脹動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制不夠完善。有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種高效、使用方便的三角 形閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，以便高效、方 便地監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的 控制裝置，適于螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程控制，其包括現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊、報(bào)警及自動(dòng) 保護(hù)模塊、輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊；所 述輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊構(gòu)成機(jī)組運(yùn) 行調(diào)節(jié)單元；所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊的一輸出端連接所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊，另一輸出 端連接所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元。較優(yōu)地，所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元設(shè)置有手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行模式切換模塊。較優(yōu)地，在自動(dòng)運(yùn)行模式下，所述動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊包括I段轉(zhuǎn)速控制單 元、II段轉(zhuǎn)速控制單元及III段轉(zhuǎn)速控制單元。較優(yōu)地，在自動(dòng)運(yùn)行模式下，所述發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊包括合閘并網(wǎng)單元、 步進(jìn)功率調(diào)節(jié)單元及額定功率調(diào)節(jié)單元。較優(yōu)地，所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊包括超速保護(hù)單元、潤(rùn)滑油機(jī)冷卻水保護(hù)單元 溫度保護(hù)單元。較優(yōu)地，所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊包括聲光報(bào)警器。較優(yōu)地，所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元設(shè)置有人機(jī)交互界面。本實(shí)用新型可高效、方便地對(duì)螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)，具體而言并網(wǎng)前，可實(shí)行轉(zhuǎn)速控制，以保證發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的安全；并網(wǎng)后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨電網(wǎng)頻率波動(dòng)，通 過并聯(lián)PID調(diào)節(jié)模式，控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥的開度，保證機(jī)組功率的輸出，即蒸汽不足 時(shí)打開閥門盡量多發(fā)電，而蒸汽富余時(shí)控制在額定功率。特別地，本實(shí)用新型可在自動(dòng)控制 方式與手動(dòng)控制方式之間實(shí)現(xiàn)無擾相互切換；還設(shè)置多套保護(hù)裝置，其中任一項(xiàng)發(fā)生故障， 都能及時(shí)報(bào)警，必要時(shí)自動(dòng)停機(jī)，確保設(shè)備安全。

圖1是雙循環(huán)螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)熱力系統(tǒng)的示意圖；圖2a是朗肯循環(huán)的熱力過程圖，其中，T為溫度，S為熵值，1_4為工質(zhì)狀態(tài)；圖2b是三角形閃蒸循環(huán)的熱力過程圖，其中的有關(guān)符號(hào)與圖2a相同；圖3是本實(shí)用新型三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)控制裝置的組成圖；圖4是圖3中動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊在自動(dòng)運(yùn)行模式下的組成圖；圖5是圖3中發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊控制裝置在自動(dòng)運(yùn)行模式下的組成圖。圖6是圖3所示三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)控制裝置的運(yùn)行過程圖；圖7是圖3中報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊的運(yùn)行過程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置的功能是，作為同步發(fā)電機(jī)并入電 網(wǎng)的控制屏，以及作為螺桿動(dòng)力機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。具體而言，其主要作用是(1)采集螺桿動(dòng)力機(jī)各傳感器的參數(shù)；(2)以通訊方式 采集發(fā)電機(jī)電量參數(shù)；(3)控制螺桿動(dòng)力機(jī)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥的開度，從而控制螺桿動(dòng)力機(jī)蒸汽 的進(jìn)氣量，達(dá)到控制螺桿動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速及調(diào)節(jié)功率的目的；(4)判斷并執(zhí)行相關(guān)螺桿動(dòng)力機(jī) 保護(hù)(停機(jī)、跳閘等系列動(dòng)作)；(5)操作發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。為更進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的基本原理，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)用新型控制裝置采用電動(dòng)調(diào)速控制器，電氣部分可采用西門子可編程控制器 (PLC)。同時(shí)，由PLC與HMI (Human Machine Interface，人機(jī)接口)組成友好的人機(jī)接面， 操作簡(jiǎn)單，可以方便地與上位機(jī)通信。一般地，報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊設(shè)置有聲光報(bào)警器，可用聲、光報(bào)警觸發(fā)，其要求: 聲、光報(bào)警觸發(fā)后，必須在故障接觸后程序自動(dòng)復(fù)位；(2)當(dāng)“機(jī)組故障停機(jī)信號(hào)”和“機(jī)組 緊急停機(jī)信號(hào)觸發(fā)后，必須進(jìn)行人工復(fù)位；(3)其它故障解除后，自動(dòng)復(fù)位報(bào)警輸出及“聲、 光報(bào)警輸出”。參見圖3，本實(shí)用新型三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)的控制裝置適于螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn) 行過程控制，其由初始化模塊301、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊302、報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊303、輔機(jī) 設(shè)備控制模塊304、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊305、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊306、手動(dòng)/ 自動(dòng)運(yùn)行模式切換模塊307、人機(jī)交互界面308等部分組成，其中所述輔機(jī)設(shè)備控制模塊 304、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊305及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊306構(gòu)成機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單 元；所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊302的一輸出端連接所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模303塊，另一輸出端 連接所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元。具體地，該控制裝置各模塊的功能為[0037]初始化模塊301，用于初始化I/O接口及相應(yīng)數(shù)據(jù)；現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊302，用于判斷現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集是否正常，獲得一判斷結(jié)果；報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊303，包括超速保護(hù)單元、潤(rùn)滑油機(jī)冷卻水保護(hù)單元溫度保護(hù) 單元等，用于在所述判斷結(jié)果表征現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)；輔機(jī)設(shè)備控制模塊304，用于在所述判斷結(jié)果表征現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集正常時(shí)開啟所有 控制輔機(jī)設(shè)備；動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊305，用于調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速；發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊306，用于螺桿動(dòng)力機(jī)并網(wǎng)并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的額定功率。手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行模式切換模塊307，在滿足手動(dòng)/自動(dòng)條件下，可將控制裝置無擾 切換到手動(dòng)運(yùn)行模式或自動(dòng)運(yùn)行模式。人機(jī)交互界面308，方便操作并與上位機(jī)通信。參見圖4，在自動(dòng)運(yùn)行模式下的動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊305，包括I段轉(zhuǎn)速控制 單元3051、II段轉(zhuǎn)速控制單元3052、III段轉(zhuǎn)速控制單元3053，其中I段轉(zhuǎn)速控制單元3051用于產(chǎn)生I段指令，調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的I段轉(zhuǎn)速；II段轉(zhuǎn)速控制單元3052用于產(chǎn)生II段指令，調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的II段轉(zhuǎn)速；III段轉(zhuǎn)速控制單元3053用于產(chǎn)生III段指令，PID控制螺桿動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。參見圖5，在自動(dòng)運(yùn)行模式下的發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊306，包括合閘并網(wǎng)單 元3061、步進(jìn)功率調(diào)節(jié)單元3062、額定功率調(diào)節(jié)單元3063，其中合閘并網(wǎng)單元3061，用于發(fā)電機(jī)自動(dòng)并網(wǎng)；步進(jìn)功率調(diào)節(jié)單元3062，用于實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率；額定功率調(diào)節(jié)單元3063，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)PID控制發(fā)電的額定功率。這樣，在自動(dòng)運(yùn)行模式下可以高效、方便地監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行 過程。其可實(shí)現(xiàn)“一鍵式”啟動(dòng)，采用流程為啟動(dòng)油泵一按啟動(dòng)(運(yùn)行條件滿足)一自動(dòng) 運(yùn)行開機(jī)流程自動(dòng)合閘一自動(dòng)運(yùn)行到額定工況一故障自動(dòng)停機(jī)。其中，部分過程的操作方 式為啟動(dòng)油泵可通過按觸摸屏按鈕完成當(dāng)油泵停止工作時(shí)，則按下啟動(dòng)；當(dāng)油泵工 作時(shí)，則按下停止。在任何情況下(除非緊急保護(hù))，設(shè)備均可手動(dòng)開機(jī)。但若有故障發(fā)生，仍執(zhí)行保 護(hù)動(dòng)作；而在非停機(jī)、急停、報(bào)警保護(hù)情況下，均可自動(dòng)開機(jī)。本實(shí)用新型控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，其閥門控制及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制均可手 動(dòng)/自動(dòng)，且切換無擾；而機(jī)組調(diào)試完成后，正常情況下“一鍵啟動(dòng)”，閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī) 并網(wǎng)；出現(xiàn)故障自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)停機(jī)保護(hù)；所有運(yùn)行參數(shù)均有記錄，數(shù)據(jù)保留時(shí)間不少于一 個(gè)月；且所有數(shù)據(jù)可下載或在線打印。為了對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步深入了解，以下對(duì)三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)控制裝置的運(yùn)行過 程進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。參見圖6，三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)控制裝置的運(yùn)行過程包括手動(dòng)運(yùn)行模式和自動(dòng)運(yùn)行 模式，以下著重對(duì)自動(dòng)運(yùn)行模式進(jìn)行說明。S601、初始化I/O接口及相應(yīng)數(shù)據(jù)。在設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行的首個(gè)掃描周期，必須對(duì)化I/O接口及相應(yīng)數(shù)據(jù)或提示進(jìn)行初始化。S602、判斷現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集是否正常，若是，進(jìn)入步驟S603 ；若否，進(jìn)入步驟S609。在系統(tǒng)啟動(dòng)后，對(duì)設(shè)備各信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、判斷，若檢測(cè)到相應(yīng)地故障信號(hào)，則可根 據(jù)故障的級(jí)別進(jìn)行相應(yīng)的處理措施。S603、發(fā)出手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行指令。本實(shí)用新型包括手動(dòng)運(yùn)行模式與手動(dòng)運(yùn)行模式，并能實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換，從而控制 裝置手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行，以下對(duì)兩種運(yùn)行模式分別說明。其中，在自動(dòng)運(yùn)行模式下，控制過程為S604A、自動(dòng)開啟所有控制輔機(jī)設(shè)備。在并網(wǎng)前，實(shí)行轉(zhuǎn)速控制程序，以保證發(fā)電機(jī)并網(wǎng)安全，具體分三個(gè)階段進(jìn)行控 制S6051A、產(chǎn)生I段指令，調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的I段轉(zhuǎn)速；S6052A、產(chǎn)生II段指令，調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的II段轉(zhuǎn)速；S6053A、產(chǎn)生III段指令，PID控制螺桿動(dòng)力機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速信號(hào)曲子螺桿輸出軸測(cè)速傳感器的調(diào)節(jié)參數(shù)，采用并聯(lián)PID調(diào)節(jié)模式，控制 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥的開度，從而保證螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)按設(shè)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。之后再進(jìn)行功率 控制，具體是S6061A、自動(dòng)合閘并網(wǎng)，步進(jìn)式調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率；S6062A、PID控制發(fā)電機(jī)的額定功率。并網(wǎng)后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨電網(wǎng)頻率波動(dòng)，流體對(duì)機(jī)組的影響表現(xiàn)為功率輸出的大小。 因此，可采用RS-485通迅并采集發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)，以發(fā)電機(jī)功率輸出反饋?zhàn)鳛檎{(diào)節(jié)參 數(shù)，并聯(lián)PID調(diào)節(jié)模式，控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥的開度，從而保證螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的功 率輸出。蒸汽不足時(shí)，打開閥門盡量多發(fā)電；反之，蒸汽富余時(shí)，控制在額定功率。需指出的是，自動(dòng)運(yùn)行模式需滿足以下要求(1)自動(dòng)運(yùn)行必須在自動(dòng)啟動(dòng)允許 的條件下進(jìn)行，若不滿足自動(dòng)運(yùn)行條件，則無法切入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；(2)切入方法為按自動(dòng) 啟動(dòng)按鈕3秒鐘，系統(tǒng)切入自動(dòng)運(yùn)行。而在手動(dòng)運(yùn)行模式下的過程與此類似，具體包括以下步驟S604B、手動(dòng)開啟所有控制輔機(jī)設(shè)備；S605B、手動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥門開度大小，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速；S606B、手動(dòng)并網(wǎng)并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的額定功率。需注意的是，手動(dòng)運(yùn)行模式需滿足一定要求(1)手動(dòng)運(yùn)行模式必須在手動(dòng)條件 允許下進(jìn)行；(2)手動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)無擾切換；(3)在任何情況(非停機(jī)保護(hù))下，可 以通過按預(yù)先在觸摸屏設(shè)置的按鈕切入手動(dòng)；(4)參考調(diào)節(jié)閥門的行程時(shí)間，設(shè)計(jì)合理的 手動(dòng)控制速度，一般情況下，按住“開閥門”或“關(guān)閥門”閥門動(dòng)作，松開按鈕閥門停止動(dòng)作。S607、判斷是否進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換，若是，進(jìn)入步驟S603，發(fā)出自動(dòng)/手動(dòng)運(yùn)行指令后，進(jìn)入該運(yùn)行模式的相應(yīng)步驟；若否，按當(dāng)前運(yùn)行模式正常運(yùn)行步驟S608。S608、正常運(yùn)行。S609、報(bào)警并進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)過程。
7[0086]這個(gè)過程包括超速保護(hù)、潤(rùn)滑油機(jī)冷卻水保護(hù)、溫度保護(hù)等，其中任一保護(hù)裝置發(fā) 生故障都能同時(shí)發(fā)出光報(bào)警，必要時(shí)能自動(dòng)停機(jī)，確保設(shè)備安全。參見圖7，運(yùn)行過程中的報(bào)警及保護(hù)過程分為一般性保護(hù)/或緊急性保護(hù)。因此， 需根據(jù)故障信號(hào)的種類，選擇進(jìn)入一般性保護(hù)/或緊急性保護(hù)。具體說明如下在一般性保護(hù)時(shí)，S701、判斷為保護(hù)性報(bào)警信號(hào)。S702、保護(hù)延時(shí)2 3分鐘。S703、停機(jī)按鈕觸發(fā)之下。S704、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，并打開排空閥。在緊急性保護(hù)時(shí)，S705、判斷為緊急保護(hù)信號(hào)。S706、信號(hào)濾波 100 150ms。S707、急停按鈕觸發(fā)之下。S708、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉快關(guān)閥，打開排空閥，發(fā)電機(jī)解列，并勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR)滅磁。即緊急停機(jī)時(shí)，快速切斷閥動(dòng)作，同時(shí)立即解列發(fā)電機(jī)。以上三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)控制裝置，可高效、方便地對(duì)螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè) 及調(diào)節(jié)，并可在自動(dòng)控制方式與手動(dòng)控制方式之間實(shí)現(xiàn)無擾相互切換。同時(shí)，其還設(shè)置多套 保護(hù)裝置，其中任一項(xiàng)發(fā)生故障，都能及時(shí)報(bào)警，必要時(shí)自動(dòng)停機(jī)，從而確保設(shè)備安全。以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視 為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干 改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，適于螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程控制，其特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊、報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊、輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊；所述輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊構(gòu)成機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元；所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊的一輸出端連接所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊，另一輸出端連接所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，所述機(jī)組運(yùn) 行調(diào)節(jié)單元設(shè)置有手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行模式切換模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，在自動(dòng)運(yùn)行 模式下，所述動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊包括I段轉(zhuǎn)速控制單元、II段轉(zhuǎn)速控制單元及III段 轉(zhuǎn)速控制單元。
4.如權(quán)利要求2所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，在自動(dòng)運(yùn)行 模式下，所述發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊包括合閘并網(wǎng)單元、步進(jìn)功率調(diào)節(jié)單元及額定功 率調(diào)節(jié)單元。
5.如權(quán)利要求1所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，所述報(bào)警及 自動(dòng)保護(hù)模塊包括超速保護(hù)單元、潤(rùn)滑油機(jī)冷卻水保護(hù)單元溫度保護(hù)單元。
6.如權(quán)利要求1所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，所述報(bào)警及 自動(dòng)保護(hù)模塊包括聲光報(bào)警器。
7.如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，所 述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元設(shè)置有人機(jī)交互界面。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種三角閃蒸循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置，包括現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊、報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊、輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊；所述輔機(jī)設(shè)備控制模塊、動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)模塊及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)模塊構(gòu)成機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元；所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)判斷模塊的一輸出端連接所述報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)模塊，另一輸出端連接所述機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)單元。本實(shí)用新型可以高效、方便地監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)螺桿動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程。
文檔編號(hào)F01C13/00GK201747410SQ20102027354
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者羅欣, 胡亮光, 胡達(dá) 申請(qǐng)人:江西華電電力有限責(zé)任公司