一种快速响应的蓄热器系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种蓄热器系统及其控制方法，包括蒸汽蓄热器、控制器、流量计、锅炉压力控制阀、用汽压力控制阀、蒸汽输送管路和连接线；蒸汽输送管路一端连接于锅炉，另一端连接于用汽设备，蒸汽蓄热器连接于蒸汽输送管路上，流量计、锅炉压力控制阀和用汽压力控制阀设置于蒸汽输送管路上，且锅炉压力控制阀处于锅炉和蒸汽蓄热器之间，流量计和用汽压力控制阀处于蒸汽蓄热器和用汽设备之间，且用汽压力控制阀处于蒸汽蓄热器和流量计之间，控制器连接于流量计、锅炉压力控制阀和用汽压力控制阀。本发明专利技术的蓄热器系统同时基于管路蒸汽压力和蒸汽流量来精确控制阀门开度，以适应用汽负荷的快速变化，有效改善了蓄热器系统的动态响应特性和负荷适应能力。

A Fast Response Regenerator System and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的蓄热器系统及其控制方法
本专利技术涉及一种蓄热器，具体涉及一种快速响应的蓄热器系统及其控制方法，尤其是一种快速响应的变压式蒸汽蓄热器系统及其控制方法。
技术介绍
蓄热器又叫作蒸汽蓄热器，是一种以水为储热介质的蒸汽容器。它是提高蒸汽使用可靠性和经济性的一种高效节能减排设备。蒸汽蓄热器的用途广泛，可应用于钢铁、冶金、纺织印染、化纤、制浆造纸、酿酒、制药、食品加工、发电等行业。蓄热器系统的作用是用于缓解用汽量大幅波动对蒸汽供给系统(如锅炉)的影响，减少供汽管网压力的波动，确保用汽设备的正常工作，提高供汽系统运行效率。现有技术中的蓄热器系统通常都采用如附图1所示的变压式蒸汽蓄热器系统结构，蒸汽蓄热器连接于锅炉的蒸汽输出管路，锅炉压力控制阀V1设置于锅炉和蒸汽蓄热器之间，用汽压力控制阀V2置于蒸汽蓄热器和用汽设备之间，所述控制阀为基于蒸汽压力的自动调节阀门，当锅炉输出压力增大时锅炉压力控制阀V1开度增大，来自锅炉的多余的蒸汽进入蒸汽蓄热器1中储存，当用汽设备用汽量增大时用汽压力控制阀V2开度增大，来自蒸汽蓄热器的蒸汽进入用汽管路。现有的这种蓄热器系统主要基于其中的自调节控制阀实现自适应控制，控制精度非常有限，尤其是当用汽设备负荷突然大幅增大、致使管网压力大幅下降时，需要迅速增加控制阀的开度，使蓄热器迅速向外放热满足设备用汽，而现有的这种蓄热器系统的自适应控制阀根本无法满足这种用汽量大幅波动所要求高响应速率，其控制阀的开度增加速率无法跟上用汽设备负荷突然增大带来的管路汽量变化。再者现有多数工况下，受各种因素的制约，用气量的变化速率之大使得单纯依靠控制阀的自适应动作速度难以跟上用汽负荷变化的速度，而且单纯依靠供气管路气压的波动来控制气路阀门的开度也难以跟上用汽负荷变化的速度，严重影响用汽设备的正常工作。
技术实现思路
本专利技术基于上述现有技术问题，提出一种能够快速响应用汽变化的蓄热器系统及其控制方法，所述蓄热器系统同时基于控制阀所在管路的蒸汽压力值和蒸汽流量变化率来精确控制控制阀的开度，以适应各种工况下用汽负荷的快速变化，有效改善了蒸汽蓄热器的动态响应特性，在用汽负荷剧烈变化时仍能够保证系统运行的稳定性，有效地提高了蒸汽供应系统的负荷适应能力，是对现有蓄热器设备的重要改进。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种蓄热器系统，包括：蒸汽蓄热器1、控制器2、流量计3、锅炉压力控制阀V1、用汽压力控制阀V2、蒸汽输送管路和连接线；所述蒸汽输送管路的一端连接于锅炉，所述蒸汽输送管路的另一端连接于用汽设备，所述蒸汽蓄热器1连接于所述蒸汽输送管路上，所述流量计3、锅炉压力控制阀V1和用汽压力控制阀V2设置于所述蒸汽输送管路上，且所述锅炉压力控制阀V1处于所述锅炉和蒸汽蓄热器1之间，所述流量计3和用汽压力控制阀V2处于所述蒸汽蓄热器1和用汽设备之间，且所述用汽压力控制阀V2处于所述蒸汽蓄热器1和流量计3之间，所述控制器2通过连接线连接于所述流量计3、锅炉压力控制阀V1和用汽压力控制阀V2。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中所述蒸汽输送管路分为锅炉蒸汽供应管路部分、蓄热调节控制管路部分和用汽设备连接管路部分，所述锅炉的蒸汽输出端连接于锅炉蒸汽供应管路部分，所述锅炉压力控制阀V1设置于锅炉蒸汽供应管路部分和蓄热调节控制管路部分之间，所述用汽压力控制阀V2设置于蓄热调节控制管路部分和用汽设备连接管路部分之间，所述流量计3设置于所述用汽设备连接管路部分上，所述用汽设备连接于用汽设备连接管路部分。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中还包括有第一蒸汽压力传感器和第二蒸汽压力传感器，所述第一蒸汽压力传感器设置于所述锅炉蒸汽供应管路部分上，所述控制器2通过传感信号线连接于所述第一蒸汽压力传感器，所述控制器2通过控制信号线连接于所述锅炉压力控制阀V1的开度控制端，所述控制器2基于锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力控制所述锅炉压力控制阀V1的开度；所述第二蒸汽压力传感器设置于所述用汽设备连接管路部分上，所述控制器2通过传感信号线连接于所述第二蒸汽压力传感器，所述控制器2通过控制信号线连接于所述用汽压力控制阀V2的开度控制端，所述控制器2基于用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力控制所述用汽压力控制阀V2的开度。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中所述流量计3在所述用汽设备连接管路部分上处于所述第二蒸汽压力传感器和用汽设备之间。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中所述控制器2基于第一蒸汽压力传感器检测的锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力信号和所述流量计检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽流量信号控制所述锅炉压力控制阀V1的开度；所述控制器2基于第二蒸汽压力传感器检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力信号和所述流量计检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽流量信号控制所述用汽压力控制阀V2的开度。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中当所述控制器2通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率小于预设标准值时，所述控制器2基于第一蒸汽压力传感器检测的锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力信号控制所述锅炉压力控制阀V1的开度，并基于所述第二蒸汽压力传感器检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力信号控制所述用汽压力控制阀V2的开度；当所述控制器2通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率大于等于预设标准值时，所述控制器2生成正比于蒸汽流量变化量和变化速率的调节信号，并基于所述调节信号和第一蒸汽压力传感器检测的蒸汽压力信号的叠加信号来控制所述锅炉压力控制阀V1的开度，同时基于所述调节信号和第二蒸汽压力传感器检测的蒸汽压力信号的叠加信号来控制所述用汽压力控制阀V2的开度。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中在所述控制器2通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率小于预设标准值的情况下，当所述控制器2通过所述第一蒸汽压力传感器检测到锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力值大于预设值时，所述控制器控制锅炉压力控制阀V1的开度以正比于锅炉蒸汽供应管路部分内蒸汽压力值的方式增大，当所述控制器2通过所述第二蒸汽压力传感器检测到用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力值小于预设值时，所述控制器控制用汽压力控制阀V2的开度以反比于用汽设备连接管路部分内蒸汽压力值的方式增大；在所述控制器2通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率大于等于预设标准值的情况下，所述控制器2生成正比于蒸汽流量变化量和变化速率的调节信号值，并当所述控制器2通过所述第一蒸汽压力传感器检测到锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力值大于预设值时，所述控制器控制锅炉压力控制阀V1的开度以正比于锅炉蒸汽供应管路部分内蒸汽压力值和所述调节信号值的叠加值的方式增大，当所述控制器2通过所述第二蒸汽压力传感器检测到用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力值小于预设值时，所述控制器控制用汽压力控制阀V2的开度以反比于用汽设备连接管路部分内蒸汽压力值和所述调节信号值的差值的方式增大。进一步的根据本专利技术所述的蓄热器系统，其中所述蒸汽蓄热器1为变压式蒸汽蓄热器。一种本专利技术所述蓄热器系统的快速响应控制方法，包括如下步骤：步骤一、所述控制器2通过第一蒸汽压力传感器实时获取锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力信号，通过第二蒸汽压力传感器实时获取用汽设备连接管路部分内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄热器系统，其特征在于，包括：蒸汽蓄热器(1)、控制器(2)、流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)、用汽压力控制阀(V2)、蒸汽输送管路和连接线；所述蒸汽输送管路的一端连接于锅炉，所述蒸汽输送管路的另一端连接于用汽设备，所述蒸汽蓄热器(1)连接于所述蒸汽输送管路上，所述流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)和用汽压力控制阀(V2)设置于所述蒸汽输送管路上，且所述锅炉压力控制阀(V1)处于所述锅炉和蒸汽蓄热器(1)之间，所述流量计(3)和用汽压力控制阀(V2)处于所述蒸汽蓄热器(1)和用汽设备之间，且所述用汽压力控制阀(V2)处于所述蒸汽蓄热器(1)和流量计(3)之间，所述控制器(2)通过连接线连接于所述流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)和用汽压力控制阀(V2)。

【技术特征摘要】
1.一种蓄热器系统，其特征在于，包括：蒸汽蓄热器(1)、控制器(2)、流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)、用汽压力控制阀(V2)、蒸汽输送管路和连接线；所述蒸汽输送管路的一端连接于锅炉，所述蒸汽输送管路的另一端连接于用汽设备，所述蒸汽蓄热器(1)连接于所述蒸汽输送管路上，所述流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)和用汽压力控制阀(V2)设置于所述蒸汽输送管路上，且所述锅炉压力控制阀(V1)处于所述锅炉和蒸汽蓄热器(1)之间，所述流量计(3)和用汽压力控制阀(V2)处于所述蒸汽蓄热器(1)和用汽设备之间，且所述用汽压力控制阀(V2)处于所述蒸汽蓄热器(1)和流量计(3)之间，所述控制器(2)通过连接线连接于所述流量计(3)、锅炉压力控制阀(V1)和用汽压力控制阀(V2)。2.根据权利要求1所述的蓄热器系统，其特征在于，所述蒸汽输送管路分为锅炉蒸汽供应管路部分、蓄热调节控制管路部分和用汽设备连接管路部分，所述锅炉的蒸汽输出端连接于锅炉蒸汽供应管路部分，所述锅炉压力控制阀(V1)设置于锅炉蒸汽供应管路部分和蓄热调节控制管路部分之间，所述用汽压力控制阀(V2)设置于蓄热调节控制管路部分和用汽设备连接管路部分之间，所述流量计(3)设置于所述用汽设备连接管路部分上，所述用汽设备连接于用汽设备连接管路部分。3.根据权利要求2所述的蓄热器系统，其特征在于，还包括有第一蒸汽压力传感器和第二蒸汽压力传感器，所述第一蒸汽压力传感器设置于所述锅炉蒸汽供应管路部分上，所述控制器(2)通过传感信号线连接于所述第一蒸汽压力传感器，所述控制器(2)通过控制信号线连接于所述锅炉压力控制阀(V1)的开度控制端，所述控制器(2)基于锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力控制所述锅炉压力控制阀(V1)的开度；所述第二蒸汽压力传感器设置于所述用汽设备连接管路部分上，所述控制器(2)通过传感信号线连接于所述第二蒸汽压力传感器，所述控制器(2)通过控制信号线连接于所述用汽压力控制阀(V2)的开度控制端，所述控制器(2)基于用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力控制所述用汽压力控制阀(V2)的开度。4.根据权利要求3所述的蓄热器系统，其特征在于，所述流量计(3)在所述用汽设备连接管路部分上处于所述第二蒸汽压力传感器和用汽设备之间。5.根据权利要求3或4所述的蓄热器系统，其特征在于，所述控制器(2)基于第一蒸汽压力传感器检测的锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力信号和所述流量计检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽流量信号控制所述锅炉压力控制阀(V1)的开度；所述控制器(2)基于第二蒸汽压力传感器检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力信号和所述流量计检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽流量信号控制所述用汽压力控制阀(V2)的开度。6.根据权利要求5所述的蓄热器系统，其特征在于，当所述控制器(2)通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率小于预设标准值时，所述控制器(2)基于第一蒸汽压力传感器检测的锅炉蒸汽供应管路部分内的蒸汽压力信号控制所述锅炉压力控制阀(V1)的开度，并基于所述第二蒸汽压力传感器检测的用汽设备连接管路部分内的蒸汽压力信号控制所述用汽压力控制阀(V2)的开度；当所述控制器(2)通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率大于等于预设标准值时，所述控制器(2)生成正比于蒸汽流量变化量和变化速率的调节信号，并基于所述调节信号和第一蒸汽压力传感器检测的蒸汽压力信号的叠加信号来控制所述锅炉压力控制阀(V1)的开度，同时基于所述调节信号和第二蒸汽压力传感器检测的蒸汽压力信号的叠加信号来控制所述用汽压力控制阀(V2)的开度。7.根据权利要求6所述的蓄热器系统，其特征在于，在所述控制器(2)通过所述流量计检测到蒸汽流量变化速率小于预设标准值的情况下，当所述控制器(2)通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，张前明，熊新社，任学梅，曹劲松，王刚，杨玉英，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53