一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置，該凝結(jié)水系統(tǒng)包括凝結(jié)水泵和除氧器，所述控制裝置包括：調(diào)速裝置，與所述凝結(jié)水泵連接，用于調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速；以及控制器，用于通過(guò)控制所述調(diào)速裝置來(lái)調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，以使得所述凝結(jié)水泵出口壓力與所述除氧器出口壓力的壓力差符合其之間的理想壓力差ΔPtarget，從而保證凝結(jié)水泵出口的水流量，通過(guò)該裝置能夠節(jié)約能源，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及凝結(jié)水系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，1000MW機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)通常配置有3臺(tái)凝結(jié)水泵，其中一臺(tái)凝結(jié)水泵為備用水泵，這3臺(tái)凝結(jié)水泵都是工頻泵，其與凝汽器、除氧器等構(gòu)成凝結(jié)水系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽在凝汽器冷卻凝結(jié)后，集中在熱水井中，凝結(jié)水泵將凝結(jié)水及時(shí)地輸送至除氧器中。在正常運(yùn)行時(shí)，除氧器內(nèi)的水位不能過(guò)高或過(guò)低，因此調(diào)節(jié)除氧器內(nèi)的水位是凝結(jié)水泵運(yùn)行中的一項(xiàng)重要工作。
[0003]目前除氧器內(nèi)的水位調(diào)整是通過(guò)改變除氧器上水主、副調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)整除氧器進(jìn)水流量(即凝結(jié)泵出口流量)而進(jìn)行的。在該過(guò)程中，凝結(jié)水泵的特性曲線不變，葉片轉(zhuǎn)速不變，而是通過(guò)關(guān)小調(diào)節(jié)閥來(lái)人為地增加管道阻力以減小流量。如此，大量的能量損耗在閥門(mén)上。同時(shí)，凝結(jié)水泵長(zhǎng)期在高速且大負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，而且調(diào)節(jié)閥可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間受到極大壓力沖擊，這不僅浪費(fèi)大量能量，而且使得設(shè)備壽命降低，影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，并極大地增加了維護(hù)的工作量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置，通過(guò)該裝置能夠節(jié)約能源，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置，該凝結(jié)水系統(tǒng)包括凝結(jié)水泵和除氧器，所述控制裝置包括:調(diào)速裝置，與所述凝結(jié)水泵連接，用于調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速；以及控制器，用于通過(guò)控制所述調(diào)速裝置來(lái)調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，以使得所述凝結(jié)水泵出口壓力與所述除氧器出口壓力的壓力差符合該兩者之間的理想壓力差Λ Ptmget，從而保證凝結(jié)水泵的出口流量。
[0006]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括凝結(jié)水泵出口閥門(mén)，所述控制器控制所述凝結(jié)水泵出口閥門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)。
[0007]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括存儲(chǔ)器和壓力傳感器，其中，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的所述理想壓力差A(yù)Ptawt，所述壓力傳感器用于檢測(cè)所述凝結(jié)水泵出口壓力與所述除氧器出口壓力的當(dāng)前壓力差A(yù)P—t。
[0008]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括第一 PID運(yùn)算器，用于對(duì)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在當(dāng)前負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想壓力差A(yù)Ptawt和所述當(dāng)前壓力差ΛPmt進(jìn)行PID運(yùn)算，所述控制器根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，其中APcmmt為該P(yáng)ID運(yùn)算的被調(diào)節(jié)值。
[0009]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括除氧器水位調(diào)節(jié)閥，用于通過(guò)調(diào)節(jié)所述除氧器的進(jìn)水流量來(lái)調(diào)節(jié)所述除氧器的水位。
[0010]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的所述除氧器的理想出水流量Frat和所述除氧器的理想水位Htawt。
[0011]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括第二 PID運(yùn)算器，用于對(duì)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在當(dāng)前負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想出水流量Frat、理想水位Htawt及所述除氧器的進(jìn)水流量Fin進(jìn)行PID運(yùn)算，所述控制器根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制所述除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，其中Fin為該P(yáng)ID運(yùn)算的被調(diào)節(jié)值。
[0012]本實(shí)用新型通過(guò)控制器控制調(diào)速裝置來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵出口壓力與所述除氧器出口壓力的壓力差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)凝結(jié)水泵出口流量的調(diào)節(jié)，如此避免了凝結(jié)水泵的長(zhǎng)期高速大負(fù)荷運(yùn)行，從而節(jié)約了能源，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0013]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置的框圖；
[0016]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置的框圖；以及
[0017]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置中除氧器水位控制部分的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0019]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置的框圖。凝結(jié)水系統(tǒng)可以包括凝結(jié)水泵12和除氧器(未示出)。如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置可以包括:調(diào)速裝置11，與凝結(jié)水泵12連接，用于調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵12的轉(zhuǎn)速；以及控制器10，用于通過(guò)控制調(diào)速裝置11來(lái)調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵12的轉(zhuǎn)速，以使得凝結(jié)水泵12的出口壓力與除氧器出口壓力的壓力差符合該兩者之間的理想壓力差A(yù)Ptargrt，從而保證凝結(jié)水泵12的出口流量。
[0020]本實(shí)用新型所提供的控制裝置還可包括凝結(jié)水泵出口閥門(mén)，用于調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵出口的水流量，在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，控制器10控制該凝結(jié)水泵出口閥門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)，從而可完全通過(guò)調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵12的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)出口壓力調(diào)節(jié)，而不依靠調(diào)節(jié)出口閥門(mén)開(kāi)度。當(dāng)然，不處于全開(kāi)狀態(tài)而處于一較大開(kāi)度也是可以的。
[0021]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置的框圖。如圖2所示，該實(shí)施方式所提供的控制裝置除了包括調(diào)速裝置11和控制器10以外，還可以包括存儲(chǔ)器14、壓力傳感器15和第一 PID運(yùn)算器13。其中，存儲(chǔ)器14中可以存儲(chǔ)凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想壓力差A(yù)Ptogrt，壓力傳感器15用于檢測(cè)檢測(cè)凝結(jié)水泵出口壓力與除氧器出口壓力的當(dāng)前壓力差A(yù)Pmt。以下將詳細(xì)描述通過(guò)PID運(yùn)算來(lái)確定凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速的具體過(guò)程。
[0022]如圖2所示，第一 PID運(yùn)算器13將存儲(chǔ)器14中所存儲(chǔ)的理想壓力差Λ Ptogrt作為調(diào)節(jié)的理想目標(biāo)值，將壓力傳感器15所檢測(cè)的當(dāng)前壓力差Λ Pmt作為被調(diào)節(jié)值，對(duì)這兩個(gè)值進(jìn)行PID運(yùn)算，通過(guò)運(yùn)算得出將當(dāng)前壓力差ΛPcmrait調(diào)節(jié)至理想壓力差A(yù)Ptmgrt所需要的凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。然后將運(yùn)算得出的凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速傳輸至控制器10中，通過(guò)控制器10控制調(diào)速裝置11來(lái)將凝結(jié)水泵12的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至運(yùn)算所得出的轉(zhuǎn)速值，使得凝結(jié)水泵12以該轉(zhuǎn)速運(yùn)行，從而可以使凝結(jié)水泵出口壓力與除氧器出口壓力的壓力差達(dá)到該系統(tǒng)負(fù)荷下的理想壓力差A(yù)Ptargettj
[0023]上文所提及的理想壓力差A(yù)Ptawt可以以折線的形式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器14中，該折線可以為經(jīng)過(guò)不同的系統(tǒng)負(fù)荷下的多次多點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)繪制而成的。但是本實(shí)用新型并不限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解可以通過(guò)任何合適的方法手段來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案。
[0024]同時(shí)，應(yīng)該理解，對(duì)于一定的系統(tǒng)負(fù)荷下，利用PID運(yùn)算得出理想壓力差A(yù)Ptmget所對(duì)應(yīng)的凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，通過(guò)該凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速能夠保證此時(shí)凝結(jié)水泵出口的壓力在理想范圍內(nèi)，從而保證了凝結(jié)水泵出口的水流量在理想范圍內(nèi)。而凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速、凝結(jié)水泵出口的壓力及水流量之間的換算關(guān)系為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，因此不再贅述。
[0025]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置中除氧器水位控制部分的框圖。如圖3所示，在該實(shí)施方式中，控制裝置還可以包括第二存儲(chǔ)器18、第二 PID運(yùn)算器16和除氧器水位調(diào)節(jié)閥17。其中，除氧器水位調(diào)節(jié)閥17用于通過(guò)調(diào)節(jié)所述除氧器的進(jìn)水流量來(lái)調(diào)節(jié)所述除氧器的水位，從而保證除氧器水位在理想范圍內(nèi)。下面將詳細(xì)描述調(diào)節(jié)除氧器水位的具體過(guò)程。其中，第二存儲(chǔ)器18與存儲(chǔ)器14可以為同一個(gè)存儲(chǔ)器。
[0026]第二存儲(chǔ)器18還可以用于存儲(chǔ)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的除氧器的理想出水流量Frat和除氧器的理想水位Htmgrt。如圖3所示，第二 PID運(yùn)算器16將第二存儲(chǔ)器18中所存儲(chǔ)的理想出水流量Fwt和除氧器的理想水位Htawt作為調(diào)節(jié)的理想目標(biāo)值，將除氧器進(jìn)水流量Fin作為被調(diào)節(jié)值，對(duì)理想目標(biāo)值和被調(diào)節(jié)值進(jìn)行PID運(yùn)算，通過(guò)運(yùn)算得出滿(mǎn)足除氧器理想出水流量Fwt和除氧器的理想水位Htmgrt所需的除氧器進(jìn)水流量，從而計(jì)算得出滿(mǎn)足上述除氧器進(jìn)水流量所需要的除氧器水位調(diào)節(jié)閥17的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)上述除氧器的進(jìn)水流量。其中，除氧器進(jìn)水是凝結(jié)水泵出口的出水經(jīng)過(guò)除氧器水位調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入除氧器的，應(yīng)該理解，在通過(guò)上文描述的方法確保凝結(jié)水泵出口水流量的前提下，可以通過(guò)調(diào)節(jié)除氧器的調(diào)節(jié)閥17的開(kāi)度調(diào)節(jié)除氧器進(jìn)水量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)除氧器水位的調(diào)整。
[0027]而且，實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)除氧器水位調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)除氧器水位的控制特性要比將除氧器水位調(diào)節(jié)閥固定在某一開(kāi)度而僅通過(guò)凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速來(lái)控制除氧器水位的控制特性快，而通過(guò)改變凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速來(lái)控制凝結(jié)水泵出口壓力要比通過(guò)改變除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)改變凝結(jié)水泵出口壓力要快。
[0028]同樣的，上述除氧器的理想出水流量Fwt和除氧器的理想水位Htmgrt可以通過(guò)在不同的系統(tǒng)負(fù)荷下進(jìn)行多次多點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得。
[0029]此外，在凝結(jié)水系統(tǒng)中的凝結(jié)水泵控制回路中還可以設(shè)置頻率平衡回路，以保證兩臺(tái)凝結(jié)水泵的出力一致。
[0030]本實(shí)用新型所提供的用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置根據(jù)凝結(jié)水系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的凝結(jié)水泵12的出口壓力與除氧器出口壓力的理想壓力差A(yù)Ptargrt，來(lái)控制凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速以達(dá)到該理想壓力差A(yù)Ptogrt，從而保證了凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷時(shí)的凝結(jié)水泵出口的壓力和流量在理想范圍之內(nèi)，并通過(guò)調(diào)節(jié)除氧器水位調(diào)節(jié)閥確保了除氧器水位在理想控制范圍之內(nèi)。
[0031]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0032]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0033]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于凝結(jié)水系統(tǒng)的控制裝置，該凝結(jié)水系統(tǒng)包括凝結(jié)水泵和除氧器，其特征在于，所述控制裝置包括: 調(diào)速裝置，與所述凝結(jié)水泵連接，用于調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速；以及 控制器，用于通過(guò)控制所述調(diào)速裝置來(lái)調(diào)節(jié)所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，保證凝結(jié)水泵出口的水流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括凝結(jié)水泵出口閥門(mén)，所述控制器控制所述凝結(jié)水泵出口閥門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括存儲(chǔ)器和壓力傳感器，其中，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想壓力差A(yù)Ptoget,所述壓力傳感器用于檢測(cè)所述凝結(jié)水泵出口壓力與所述除氧器出口壓力的當(dāng)前壓力差ΛΡ
current°
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括第一PID運(yùn)算器，用于對(duì)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在當(dāng)前負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想壓力差A(yù)Ptogrt和所述當(dāng)前壓力差Δ Pcurrent進(jìn)行PID運(yùn)算，所述控制器根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制所述凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，其中Δ Pcurrent為該P(yáng)ID運(yùn)算的被調(diào)節(jié)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括除氧器水位調(diào)節(jié)閥，用于通過(guò)調(diào)節(jié)所述除氧器的進(jìn)水流量來(lái)調(diào)節(jié)所述除氧器的水位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在不同負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的所述除氧器的理想出水流量Fwt和所述除氧器的理想水位Htawt。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括第二PID運(yùn)算器，用于對(duì)所述凝結(jié)水系統(tǒng)在當(dāng)前負(fù)荷下所對(duì)應(yīng)的理想出水流量Fwt、理想水位Htawt及所述除氧器的進(jìn)水流量Fin進(jìn)行PID運(yùn)算，所述控制器根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制所述除氧器水位調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，其中Fin為該P(yáng)ID運(yùn)算的被調(diào)節(jié)值。
【文檔編號(hào)】F01D25/32GK203962058SQ201320547819
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】唐麟, 楊鐵強(qiáng), 吳公寶, 張應(yīng)果 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 北京國(guó)華電力有限責(zé)任公司, 廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司