干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法技术

本发明专利技术涉及一种干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，转速传感器采集汽轮机主轴转速信号，做为汽轮机转速的监测值进行显示；通过DCS控制系统，对汽轮机进、排汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽进/排汽压力，副回路为蒸汽进/排汽流量；DCS控制系统输出电流控制信号，使主汽阀及排汽调节阀达到对应的开度；通过位移传感器调节电液伺服阀的输出，控制汽轮机实际转速与目标转速相符。本发明专利技术在常规汽轮机控制系统的基础上，基于DCS控制系统对汽轮机进、排汽压力分别进行PID串级调节，使汽轮机进汽压力和排汽压力保持稳定，汽轮机增加或减小负荷时受到的扰动更少，保证了汽轮机的平稳运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蒸汽发电
，尤其涉及一种干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法。
技术介绍
汽轮机是发电厂的原动机，驱动同步发电机旋转产生电能，向电网输送符合数量和供电品质(电压与频率)要求的电力。由同步发电机的运行特性已知，发电机的端电压决定于无功功率，而无功功率决定于发电机的励磁；电网的频率(或称周波)决定于有功功率，即决定于原动机的驱动功率。因此，电网的电压调节归发电机的励磁系统，频率调节归汽轮机的功率控制系统。这样，机组并网运行时，根据转速偏差改变调节汽门的开度，调节汽轮机的进汽量及焓降，改变发电机的有功功率，满足外界电负荷的变化要求。由于汽轮机调节系统是以机组转速为调节对象，故习惯上将汽轮机调节系统称为调速系统。申请号为201220468503.8(申请日为2012年9月14日)的中国专利，公开了一种“凝汽式汽轮机向高炉供风的转速控制装置”，包括安装在凝汽式汽轮机主轴上的测速齿轮，相对于测速齿轮的位置设有转速传感器，转速传感器通过脉冲信号变送器与PLC运算器连接，同步电机上设有位移传感器，位移传感器通过位移信号变送器与PLC运算器连接；PLC运算器通过伺服放大器连接凝汽式汽轮机的同步电机，并对其进行控制。随着现代化工业的飞速发展，越来越多的蒸汽发电机组采用了集散控制系统，集散控制系统(Distributed control system)是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。集散控制系统中所有设备分别处于四个不同的层次，自下而上分别为：现场级、控制级、监控级和管理级。现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中各种物理量转换为电信号。控制级主要由过程控制站和数据采集站组成。过程控制站接收由现场设备来的信号，按一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。数据采集站与过程控制站类似，也接收由现场设备来的信号，但是它不直接完成控制功能，而是将经转换处理后的信号送到监控级设备中去。监控级的主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。计算站的主要任务是实现对生产过程的监督控制。管理级包含的内容比较广泛，一般来说，它可能是一个发电厂的厂级管理计算机，也可能是若干个机组的管理计算机。在现有的汽轮机转速调节系统中，大多只采集汽轮机的转速作为系统反馈值，通过位移传感器测量油动机输出端的位移量较准主汽阀的开度，而没有考虑汽轮机进、排汽压力，但是由于干熄焦余热回收发电系统为小型发电机组，而余热动力资源存在蒸汽压力波动大的特点，因此蒸汽压力对汽轮机发电稳定性造成了较大干扰。
技术实现思路
本专利技术提供了一种干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，在常规汽轮机控制系统的基础上，基于DCS控制系统对汽轮机进、排汽压力分别进行PID串级调节，使汽轮机进汽压力和排汽压力保持稳定，汽轮机的进汽流量稳定，汽轮机增加或减小负荷时受到的扰动更少，保证了汽轮机的平稳运行。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，包括如下步骤：1)转速传感器采集汽轮机主轴转速信号，并将转速信号传送到DCS控制系统，做为汽轮机转速的监测值进行显示；2)通过DCS控制系统，对汽轮机进汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽进汽压力，副回路为蒸汽进汽流量；具体过程为：主回路将进汽压力的设定值与进汽压力的测量值在控制器1中进行比较，两者的偏差转换为进汽流量调节值作为控制副回路的输入，然后在控制器2中与进汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给电液伺服阀一个指令信号，电液伺服阀输出流量控制主汽阀油动机输出位移，使主汽阀达到对应的开度；3)通过DCS控制系统，对汽轮机排汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽排汽压力，副回路为蒸汽排汽流量；具体过程为：主回路将排汽压力的设定值与排汽压力的测量值在控制器3中进行比较，两者的偏差转换为排汽流量调节值作为控制副回路的输入，并在控制器4中与排汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给排汽压力调节阀一个指令信号，使排汽压力调节阀达到对应的开度；4)进汽压力和排汽压力进行PID运算的计算公式为：U(t)＝Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Td×de(t)/dt]式中：Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，U(t)为控制系统输出给电液伺服阀/排汽压力调节阀的开度值，e(t)为进汽压力/排汽压力与对应压力设定值的偏差值；5)主汽阀油动机前设有位移传感器，其检测到的油动机位移信号与DCS控制系统输出的位移信号进行比较，通过两者的差值调节电液伺服阀的输出，控制汽轮机实际转速与目标转速相符，从而保证汽轮机的稳定运行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在常规汽轮机控制系统的基础上，基于DCS控制系统对汽轮机进、排汽压力分别进行PID串级调节，使汽轮机进汽压力和排汽压力保持稳定，汽轮机的进汽流量稳定，汽轮机增加或减小负荷时受到的扰动更少，保证了汽轮机的平稳运行。附图说明图1是本专利技术所述干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法的原理图。图2是本专利技术所述汽轮机进汽压力PID串级调节原理图。图3是本专利技术所述汽轮机排汽压力PID串级调节原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，本专利技术所述干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)转速传感器采集汽轮机主轴转速信号，并将转速信号传送到DCS控制系统，做为汽轮机转速的监测值进行显示；2)如图2所示，本专利技术通过DCS控制系统，对汽轮机进汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽进汽压力，副回路为蒸汽进汽流量；具体过程为：主回路将进汽压力的设定值与进汽压力的测量值在控制器1中进行比较，两者的偏差转换为进汽流量调节值作为控制副回路的输入，然后在控制器2中与进汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给电液伺服阀一个指令信号，电液伺服阀输出流量控制主汽阀油动机输出位移，使主汽阀达到对应的开度；3)如图3所示，本专利技术通过DCS控制系统，对汽轮机排汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽排汽压力，副回路为蒸汽排汽流量；具体过程为：主回路将排汽压力的设定值与排汽压力的测量值在控制器3中进行比较，两者的偏差转换为排汽流量调节值作为控制副回路的输入，并在控制器4中与排汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给排汽压力调节阀一个指令信号，使排汽压力调节阀达到对应的开度；4)进汽压力和排汽压力进行PID运算的计算公式为：U(t)＝Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Td×de(t)/dt]式中：Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，U(t)为控制系统输出给电液伺服阀/排汽压力调节阀的开度值，e(t)为进汽压力/排汽压力与对应压力设定值的偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】
干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)转速传感器采集汽轮机主轴转速信号，并将转速信号传送到DCS控制系统，做为汽轮机转速的监测值进行显示；2)通过DCS控制系统，对汽轮机进汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽进汽压力，副回路为蒸汽进汽流量；具体过程为：主回路将进汽压力的设定值与进汽压力的测量值在控制器1中进行比较，两者的偏差转换为进汽流量调节值作为控制副回路的输入，然后在控制器2中与进汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给电液伺服阀一个指令信号，电液伺服阀输出流量控制主汽阀油动机输出位移，使主汽阀达到对应的开度；3)通过DCS控制系统，对汽轮机排汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽排汽压力，副回路为蒸汽排汽流量；具体过程为：主回路将排汽压力的设定值与排汽压力的测量值在控制器3中进行比较，两者的偏差转换为排汽流量调节值作为控制副回路的输入，并在控制器4中与排汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给排汽压力调节阀一个指令信号，使排汽压力调节阀达到对应的开度；4)进汽压力和排汽压力进行PID运算的计算公式为：U(t)＝Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Td×de(t)/dt]式中：Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，U(t)为控制系统输出给电液伺服阀/排汽压力调节阀的开度值，e(t)为进汽压力/排汽压力与对应压力设定值的偏差值；5)主汽阀油动机前设有位移传感器，其检测到的油动机位移信号与DCS控制系统输出的位移信号进行比较，通过两者的差值调节电液伺服阀的输出，控制汽轮机实际转速与目标转速相符，从而保证汽轮机的稳定运行。...

【技术特征摘要】
1.干熄焦余热回收蒸汽发电汽轮机进、排汽控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)转速传感器采集汽轮机主轴转速信号，并将转速信号传送到DCS控制系统，做为汽轮机转速的监测值进行显示；2)通过DCS控制系统，对汽轮机进汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽进汽压力，副回路为蒸汽进汽流量；具体过程为：主回路将进汽压力的设定值与进汽压力的测量值在控制器1中进行比较，两者的偏差转换为进汽流量调节值作为控制副回路的输入，然后在控制器2中与进汽流量的测量值进行比较，两者偏差的转换量作为副回路的输出；输出的电流控制信号经放大器给电液伺服阀一个指令信号，电液伺服阀输出流量控制主汽阀油动机输出位移，使主汽阀达到对应的开度；3)通过DCS控制系统，对汽轮机排汽压力进行PID串级调节；采用双回路控制系统，主回路为蒸汽排汽压力，副回路为蒸汽排汽流量；具体过程为：主回路将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵楠，赵建东，
申请(专利权)人：鞍钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21