鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法與系統(tǒng)，接到升溫指令后，按照一定的速率逐步增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度，從而對除氧器加熱，同時根據(jù)除氧器溫度的變化情況，結(jié)合規(guī)程要求，對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度進行修正，使除氧器的升溫速度和升溫加速度都符合規(guī)程的要求。當除氧器溫度升到80℃時，轉(zhuǎn)而對除氧器壓力進行控制。最終實現(xiàn)對除氧器升溫和升壓的全程控制，提高了機組的自動化水平，降低了運行人員勞動強度，也避免了人為操作不當帶來的除氧器水擊現(xiàn)象的發(fā)生，確保設(shè)備的安全。
【專利說明】鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其他不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。因為若水中溶解氧氣，就會使與水接觸的金屬被腐蝕，同時在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設(shè)備的傳熱效果。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅設(shè)備的安全運行。一般而言，火電機組除氧器要除去水中不凝結(jié)氣體，所采用的方法都是熱力除氧的方法。
[0003]為了在機組啟動前，使除氧器水箱中的化學除鹽水能被均勻迅速地加熱并除氧，縮短啟動時間，除氧器配置兩根再沸騰管。啟動除氧器時，先啟動凝結(jié)水泵或凝補水泵向除氧器上水至正常水位，打開除氧器的排氣閥，然后啟動電泵打循環(huán)并投入輔汽(可以投入再沸騰管以加快加熱速度)，將水加熱至鍋爐上水需要的溫度。鍋爐上水完成后將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥投入自動，保持除氧器壓力穩(wěn)定。在加熱期間，應(yīng)注意控制除氧器的溫度上升速率在規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0004]由于除氧器的容積較大，在除氧器加熱過程中，除氧器水溫溫升速率較慢，是一種大滯后控制對象，如何在除氧器加熱過程中快速有效地控制除氧器的溫升，是實現(xiàn)機組自啟停功能除氧器加熱功能組自動中碰到一大難題。
[0005]除氧器溫度的變化過程是一大滯后的對象，在實際運行過程中一般都是手動控制，全憑運行人員的經(jīng)驗對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位進行操作，從來沒有對此回路進行閉環(huán)控制，而且在機組啟動過程中運行人員的操作較多，對此大滯后對象，稍不留神，經(jīng)常會引起除氧器溫升率過高，過高的溫升率會造成水擊現(xiàn)象，對設(shè)備的安全造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述情況，本發(fā)明提出了一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法與系統(tǒng)，以實現(xiàn)對除氧器升溫過程的控制，為此，本發(fā)明采用的方案如下。
[0007]—種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，包括步驟:
[0008]接收除氧器自動升溫指令，并監(jiān)測除氧器的實時溫度；
[0009]當除氧器的實時溫度低于80°C時，對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥實施閥位控制；
[0010]當除氧器的實時溫度超過80°C時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥監(jiān)測并控制除氧器的實時壓力，使實時壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值的預定范圍內(nèi)，
[0011]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位的確定過程如下:
[0012]按照規(guī)程要求的除氧器升溫速度上限計算除氧器當前溫度的閾值，將該閾值與除氧器的實時溫度比較，當所得偏差超出限值時判定除氧器升溫過快；
[0013]以預定速度將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位置位到預定值，按照該規(guī)則，計算待確定的閥位的初始值，閥位增加的所述規(guī)則還包括當除氧器升溫過快時，停止增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位，甚至減小輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位；
[0014]根據(jù)除氧器實時升溫速度與規(guī)程要求的升溫速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫速度有關(guān)的閥位修正值；
[0015]根據(jù)除氧器實時升溫加速度與規(guī)程要求的升溫加速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值；
[0016]將閥位的初始值加上與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值，得到最終的閥位。
[0017]一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，包括:
[0018]除氧器壓力控制回路，用于當除氧器的實時溫度超過80°C時，監(jiān)測并控制除氧器的實時壓力，使實時壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值的預定范圍內(nèi)；
[0019]除氧器溫升速度判斷回路，用于接收除氧器自動升溫指令，并監(jiān)測除氧器的實時溫度，按照規(guī)程要求的除氧器升溫速度上限計算除氧器當前溫度的閾值，將該閾值與除氧器的實時溫度比較，得到偏差；
[0020]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路，用于接收除氧器自動升溫指令，按照以預定速度將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位增加到預定值的規(guī)則，計算輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥增加的閥位，閥位增加的所述規(guī)則還包括當所述偏差超出限值時判定除氧器升溫過快，停止增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位；
[0021]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路，用于接收除氧器自動升溫指令，根據(jù)除氧器實時升溫速度與規(guī)程要求的升溫速度上限之間的差值，及升溫加速度與規(guī)程要求的升溫加速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值；
[0022]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位控制及切換回路，在輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥投自動的情況下，當除氧器的實時溫度超過80°C時，調(diào)節(jié)閥控制輸出為除氧器壓力控制回路的輸出；當除氧器的實時溫度低于80°C且沒有接收到除氧器自動升溫指令時，調(diào)節(jié)閥控制維持當前值；當除氧器的實時溫度低于80°C且接收到除氧器自動升溫指令時，調(diào)節(jié)閥控制輸出為調(diào)節(jié)閥升溫控制輸出，即用于將閥位的初始值加上與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值，得到最終的閥位，按照該閥位，控制輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度。
[0023]本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，接到升溫指令后，按照一定的速率逐步增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度，從而對除氧器加熱，同時根據(jù)除氧器溫度的變化情況，結(jié)合規(guī)程要求，對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度進行修正，使除氧器的升溫速度和升溫加速度都符合規(guī)程的要求。當除氧器溫度升到80°C時，轉(zhuǎn)而對除氧器壓力進行控制。最終實現(xiàn)對除氧器升溫和升壓的全程控制，提高了機組的自動化水平，降低了運行人員勞動強度，也擺脫了人為操作不當帶來的諸如水擊等不良后果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法的流程示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖3為本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法的原理圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0028]本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，如圖1所示，包括步驟:
[0029]步驟SlOl、接收除氧器輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥投自動指令；
[0030]步驟S102、監(jiān)測除氧器的實時溫度，判斷實時溫度是否超過80°C ；
[0031]步驟sl03、若除氧器的實時溫度超過80°C，監(jiān)測并控制除氧器的實時壓力，使實時壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值的預定范圍內(nèi)；
[0032]步驟sl04、若除氧器的實時溫度低于80°C，則判斷是否接收到除氧器自動升溫指令；
[0033]步驟sl05、若未接收到除氧器自動升溫指令，則維持輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位的當前值不變；
[0034]步驟S106、若接收到除氧器自動升溫指令，則對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥實施閥位控制，該閥位的確定過程如下:
[0035]步驟S1061、以預定速度將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位增加到預定值，按照該規(guī)貝U，計算待確定的閥位的初始值，閥位增加的所述規(guī)則還包括當除氧器升溫過快時，停止增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位，甚至減小輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位；
[0036]步驟S1062、按照規(guī)程要求的除氧器升溫速度上限計算除氧器當前溫度的閾值，將該閾值與除氧器的實時溫度比較，當所得偏差超出限值時判定除氧器升溫過快；
[0037]步驟S1063、根據(jù)除氧器實時升溫速度與規(guī)程要求的升溫速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫速度有關(guān)的閥位修正值；
[0038]步驟S1064、根據(jù)除氧器實時升溫加速度與規(guī)程要求的升溫加速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值；
[0039]步驟S1065、將閥位的初始值加上與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值，得到最終的閥位。
[0040]作為一個優(yōu)選的實施例，控制除氧器的實時壓力的步驟包括:
[0041]計算除氧器實時壓力與壓力設(shè)定值的偏差；
[0042]對偏差進行調(diào)整，并對調(diào)整后的偏差進行比例、積分和微分運算，得到控制除氧器壓力的輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位。
[0043]作為一個優(yōu)選的實施例，當除氧器升溫過快時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度保持15s不變。
[0044]作為一個優(yōu)選的實施例，在閥位增加的所述規(guī)則中，所述預定速度為0.02%/s，接到除氧器自動升溫指令，所述預定值為10%，300s后，所述預定值為15%。
[0045]作為一個優(yōu)選的實施例，規(guī)程要求的除氧器的升溫速度上限為0.020C /S，升溫加速度的上限為0.01°C/S2 ;當接收到除氧器自動升溫指令后，繼續(xù)對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位進行修正，使除氧器升溫速度控制在0.02V /s以下。[0046]本發(fā)明鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，如圖2所示，包括除氧器壓力控制回路(I )、除氧器溫升速度判斷回路(II)、輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路(III)、輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路(IV)及輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位控制及切換回路(V)。
[0047]除氧器壓力控制回路(I )
[0048]除氧器壓力控制回路通過比利積分微分控制(PID)，將除氧器壓力控制在壓力設(shè)定值附近，保證除氧器壓力穩(wěn)定，該回路主要是通過偏差模塊、函數(shù)模塊和PID運算模塊實現(xiàn)的。
[0049]除氧器溫升速度判斷回路(II )
[0050]除氧器溫升速度判斷回路主要通過速率限制模塊、切換模塊、偏差模塊、低限監(jiān)視模塊、延時斷模塊實現(xiàn)除氧器溫度升溫速率的判斷，為輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥溫度控制指令修正提供依據(jù)。
[0051]按照機組啟動規(guī)程的要求，開啟輔汽至除氧器供汽門加熱時，要以氺1.2°C /min的加熱速度加熱除氧器，因此在除氧器溫升速度判斷回路限定除氧器溫度的變化速率為
0.020C /s，第一速率限制模塊(04)的輸出為要求值，將實際的除氧器溫度值和要求值進行比較，當偏差小于-0.2°C時，即形成除氧器溫度升速過快信號，為后續(xù)輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位指令的形成提供判據(jù)。另外為了避免除氧器溫度變化頻繁超標，采用了第二延時斷模塊(11 )，抑制除氧器溫度的快速升高。
[0052]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路(III)
[0053]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路主要由一個速率限制模塊、兩個信號切換模塊、一個延時通模塊、一個取和模塊和四個常數(shù)模塊構(gòu)成。
[0054]當接收到除氧器自動升溫指令時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥以一定的速率開到10%，300s后再開到15%。輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位指令增加的速率是0.02% /s(l.2% /min),而當接收到除氧器溫升速度判斷回路第二延時斷模塊(11)發(fā)出的溫升率超標信號時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位指令增加的速率設(shè)定為0，暫停增加。
[0055]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路(IV)
[0056]輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路(IV)主要包括:一個信號切換模塊、一個速率限制模塊、一個偏差模塊、兩個函數(shù)模塊、一個取和模塊等。
[0057]將實際的除氧器溫度值和規(guī)程要求值的偏差送到第二函數(shù)模塊(26)，形成修正值I，修正函數(shù)f (X)為:
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，其特征在于，包括步驟: 當輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥投自動時，監(jiān)測除氧器的實時溫度； 當除氧器的實時溫度超過80°c時，監(jiān)測并控制除氧器的實時壓力，使實時壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值的預定范圍內(nèi)； 當除氧器的實時溫度低于80°C時，如果接收到除氧器自動升溫指令，則對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥實施閥位控制，否則維持當前開度不變；輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位控制過程如下: 按照規(guī)程要求的除氧器升溫速度上限計算除氧器當前溫度的閾值，將該閾值與除氧器的實時溫度比較，當所得偏差超出限值時判定除氧器升溫過快； 以預定速度將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位增加到預定值，按照該規(guī)則，計算待確定的閥位的初始值，閥位增加的所述規(guī)則還包括當除氧器升溫過快時，停止增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位； 根據(jù)除氧器實時升溫速度與規(guī)程要求的升溫速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫速度有關(guān)的閥位修正值； 根據(jù)除氧器實時升溫加速度與規(guī)程要求的升溫加速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫 加速度有關(guān)的閥位修正值； 將閥位的初始值加上與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值，得到最終的閥位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，其特征在于，控制除氧器的實時壓力的步驟包括: 計算除氧器實時壓力與壓力設(shè)定值的偏差； 對偏差進行調(diào)整，并對調(diào)整后的偏差進行比例、積分和微分運算，得到控制除氧器壓力的輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，其特征在于， 當除氧器升溫過快時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位保持15s不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，其特征在于， 在閥位增加的所述規(guī)則中，所述預定速度為0.02%/s，接到除氧器自動升溫指令，所述預定值為10%，300s后，所述預定值為15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制方法，其特征在于， 規(guī)程要求的除氧器的升溫速度上限為0.020C /S，升溫加速度的上限為0.0re /s2 ； 當接收到除氧器自動升溫指令后，對輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位進行修正，使除氧器升溫速度控制在0.020C /s以下。
6.一種鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 除氧器壓力控制回路，用于當除氧器的實時溫度超過80°C時，監(jiān)測并控制除氧器的實時壓力，使實時壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值的預定范圍內(nèi)； 除氧器溫升速度判斷回路，用于接收除氧器自動升溫指令，并監(jiān)測除氧器的實時溫度，按照規(guī)程要求的除氧器升溫速度上限計算除氧器當前溫度的閾值，將該閾值與除氧器的實時溫度比較，得到偏差； 輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路，用于接收除氧器自動升溫指令，按照以預定速度將輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位增加到預定值的規(guī)則，計算輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥增加的閥位初始值，閥位增加的所述規(guī)則還包括當所述偏差超出限值時判定除氧器升溫過快，停止增加輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位； 輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路，用于接收除氧器自動升溫指令，根據(jù)除氧器實時升溫速度與規(guī)程要求的升溫速度上限之間的差值，及升溫加速度與規(guī)程要求的升溫加速度上限之間的差值，查找預先設(shè)計的對應(yīng)關(guān)系，得到與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值； 輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位控制及切換回路，在輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥投自動的情況下，當除氧器的實時溫度超過80°C時，調(diào)節(jié)閥控制輸出為除氧器壓力控制回路的輸出；當除氧器的實時溫度低于80°C且沒有接收到除氧器自動升溫指令時，調(diào)節(jié)閥控制維持當前值；當除氧器的實時溫度低于80°C且接收到除氧器自動升溫指令時，調(diào)節(jié)閥控制輸出為調(diào)節(jié)閥升溫控制輸出，即用于將閥位的初始值加上與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，及與升溫加速度有關(guān)的閥位修正值，得到最終的閥位，按照該閥位，控制輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的開度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述除氧器壓力控制回路包括: 第一偏差模塊，用于計算除氧器實時壓力與壓力設(shè)定值的偏差； 第一函數(shù)模塊，用于對所述非議偏差模塊所得的偏差進行調(diào)整； 第一 PID運算模塊，用于并對調(diào)整后的偏差進行比例、積分和微分運算，得到控制除氧器壓力的輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥控溫初始值回路，還用于當除氧器升溫過快時，輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥的閥位保持15s不變。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，其特征在于， 在閥位增加的所述規(guī)則中，所述預定速度為0.02%/s，接到除氧器自動升溫指令，所述預定值為10%，300s后，所述預定值為15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鍋爐給水除氧器的升溫自動控制系統(tǒng)，其特征在于， 規(guī)程要求的除氧器的升溫速度上限為0.020C /S，升溫加速度的上限為0.0re /s2 ； 所述輔助蒸汽供汽調(diào)節(jié)閥閥位修正回路，還用于當接收到除氧器自動升溫指令后，形成與升溫速度有關(guān)的閥位修正值，使除氧器升溫速度控制在0.020C /s以下。
【文檔編號】G05D23/19GK103941763SQ201410007531
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】王曉華, 劉丹娜, 李峻玲, 肖曉文, 鄭少鵬, 吳挺深, 蘇建強 申請人:廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司