一种船用供汽系统充汽控制方法
【专利摘要】本发明提供一种船用供汽系统充汽控制方法，该方法包括：充汽初始阶段通过调整充汽阀开启低限值和旁通阀关闭延迟时间实现阀前压力的控制，充汽进行阶段由控制器通过控制充汽阀开度实现阀前压力的控制，充汽完成阶段通过调整旁通阀开启低限值和充汽阀关闭延迟时间实现阀前压力的控制，旁通回收阶段由控制器通过控制旁通阀开度实现阀前压力的控制。控制方法简单实用，该方法可以通过优化相关参数在不同的工况下稳定运行，有效的降低了系统的压力波动，提高了系统的安全性能，同时提高了充汽效率。
【专利说明】
一种船用供汽系统充汽控制方法
技术领域
[0001]本发明属于船用蒸汽动力系统领域，涉及一种船用供汽系统充汽控制方法。
【背景技术】
[0002]船用供汽系统是船舶动力系统的重要组成部分，它通过船用蓄热器实现了蒸汽一动力转换过程中瞬时蒸汽大流量供给，具有供汽压力高、瞬时蒸汽消耗量大、负荷变换频繁等特点，提高系统安全稳定性对整个供汽系统至关重要。
[0003]船用供汽系统蒸汽一动力转换过程用时较短，船用蓄热器蓄能要在很短的时间内完成，而蒸汽一动力转换过程蒸汽消耗的时间更短，仅有2s左右，在蒸汽一动力转换过程船用蒸汽蓄热器内由于快速降压，饱和水快速闪蒸，为蒸汽一动力转换过程补充了大量蒸汽，放出的蒸汽做功。
[0004]船用供汽系统中供汽锅炉出口过热蒸汽的压力在5_6MPa左右，出于锅炉安全稳定运行需要，供汽系统压力和流量波动有比较严格的限制；而船用供汽系统的充汽过程要求在几十秒内完成，瞬时充汽的蒸汽流量大，且船用蓄热器充汽完成之后，供汽锅炉的过热蒸汽需要及时通过旁通阀送入回收装置，因此船用供汽系统充汽过程极易引起供汽锅炉的蒸汽流量和压力波动。
[0005]因此，基于以上现状，目前存在的缺陷是:由于船用供汽系统用汽过程供汽压力高、瞬时用汽量大、负荷变换频繁而存在供汽系统的安全稳定性隐患。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够避免因供汽压力高、瞬时用汽量大、负荷变换频繁而存在供汽系统的安全稳定性隐患的一种船用供汽系统运行过程充汽控制其方法。
[0007]—种船用供汽系统充汽控制方法，包括以下步骤:
[0008]充汽初始阶段，即充汽阀速开旁通阀速关阶段，充汽信号发出，充汽阀按照一定速率开启到设定低限值，与此同时旁通阀延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态；
[0009]充汽进行阶段，当充汽阀开启到低限值之后由控制器中PID控制器以阀前压力传感器的具体数值为目标控制充汽阀的开度；
[0010]充汽完成阶段，即旁通阀速开充汽阀速关阶段，当船用蓄热器内的蒸汽充到预定压力后，旁通阀按照一定速率开启到设定低限值，与此同时充汽阀延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态；
[0011]旁通阀回收阶段，当旁通阀开启到低限值之后，由控制器中PID控制器以阀前压力传感器的数值为目标控制旁通阀开度；
[0012]充汽阀完全关闭之后，可进行蒸汽一动力转换，待蒸汽一动力转换完成之后可再次进行充汽；
[0013]其中，所述船用供汽系统包括:供汽锅炉、船用蓄热器、充汽阀、旁通阀、放汽阀、过热蒸汽管路、回收装置、蒸汽一动力转换设备、阀前压力传感器、蓄热器内压力传感器；
[0014]所述过热蒸汽管路设有两个分支，一个分支连接充汽阀，汽阀连通到船用蓄热器内部;一个分支管路连接旁通阀，旁通阀后接回收装置；
[0015]所述阀前压力传感器安装在过热蒸汽管路分支前的管路上；
[0016]阀前压力传感器、蓄热器内压力传感器和上位机、PLC控制柜连接；阀前压力传感器一端在阀前管路内部，另一端通过信号线与控制器相连；
[0017]充汽阀、旁通阀、放汽阀过信号线PLC控制柜相连，由上位机输出信号经PLC控制器实现系统充汽过程控制。
[0018]进一步地，如上所述的船用供汽系统充汽控制方法，所述充汽阀、旁通阀通过控制器中PID控制器线性控制两者的开启与关闭。
[0019]进一步地，如上所述的船用供汽系统充汽控制方法，充汽过程以阀前压力为调节目的。
[0020]进一步地，如上所述的船用供汽系统充汽控制方法，当船用蓄热器内压力达到设定值后，调节旁通阀开启低限值和充汽阀关闭延迟时间可减小阀前压力波动，参数随着运行工况变化而改变。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]控制方法简单实用，该方法可以通过优化相关参数在不同的工况下稳定运行，有效的降低了系统的压力波动，提高了系统的安全性能，同时提高了充汽效率。
【附图说明】
[0023]图1为本发明一种船用供汽系统充汽控制方法流程图；
[0024]图2为本发明一种船用供汽系统结构图；
[0025]图3为阀前压力传感器曲线图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]图2为本发明一种船用供汽系统结构图，如图2所示，本该系统包括:供汽锅炉1、船用蓄热器2、充汽阀3、旁通阀4、放汽阀5、过热蒸汽管路6、回收装置7、蒸汽一动力转换设备
8、阀前压力传感器9、蓄热器内压力传感器10;
[0028]从供汽锅炉I内出来的蒸汽经过过热蒸汽管路6的前半部分后，分成两个分支，一个分支通过三通接头连接充汽阀3，充汽阀3连通到船用蓄热器2内部;一个分支管路连接旁通阀4，旁通阀4后接回收装置7;所述回收装置7用于将多余的蒸汽转化为液体进行回收，供供汽锅炉I重复利用。
[0029]在船用蓄热器2的顶部设置有放汽阀5，放汽阀5后连接有蒸汽一动力转换设备8。
[0030]所述阀前压力传感器9安装在过热蒸汽管路6分支前的管路上；
[0031]阀前压力传感器9、蓄热器内压力传感器10和上位机、PLC控制柜连接；阀前压力传感器9 一端在阀前管路内部，另一端通过信号线与控制器相连；
[0032 ] 充汽阀3、旁通阀4、放汽阀5过信号线PLC控制柜相连，由上位机输出信号经PLC控制器实现系统充汽过程控制。
[0033]图1为本发明一种船用供汽系统充汽控制方法流程图，如图2所示，本发明提供的船用供汽系统充汽控制方法包括:充汽初始阶段、充汽进行阶段、充汽完成阶段、旁通阀回收阶段、充汽阀完全关闭的光芒等几个状态。
[0034]充汽初始阶段，即充汽阀3速开旁通阀4速关阶段，充汽信号发出，充汽阀3按照一定速率开启到设定低限值，与此同时旁通阀4延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态；
[0035]具体地，PLC控制柜发出充汽信号后，充汽阀3在PLC控制柜的控制下将其按照一定线性速率将其开启，并通过充汽阀3自身的设定程序判断充汽阀3阀位是否达到低限，如果充汽阀阀位没有达到低限，就说明充汽阀未开启，则需要继续开启，因此，当充汽阀3将判断结果传送给控制器后，控制器根据判断结果来确定是否需要继续开启充汽阀阀门；与此同时，PLC控制柜按照一定的线性速率将旁通阀4延迟一定时间之后关闭。
[0036]充汽进行阶段，当充汽阀3开启到低限值之后由控制器中PID控制器以阀前压力传感器9的具体数值为目标控制充汽阀3的开度；
[0037]具体地，由于本发明需要在较短的时间(2s左右)完成船用蓄热器蓄能的过程，而为了保证整个过程稳定，需要通过阀前压力传感器9的参数来进行判断的，因此，当充汽阀3开启后，通过阀前压力传感器9的具体数值为目标来控制充汽阀3的开度。图3为采用本发明控制方法后阀前压力传感器的曲线拨动情况，通过图3可以看出，本发明控制方法可以较好地控制系统的稳定性。
[0038]充汽完成阶段，即旁通阀4速开充汽阀3速关阶段，当船用蓄热器2内的蒸汽充到预定压力后，旁通阀4按照一定速率开启到设定低限值，与此同时充汽阀3延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态；
[0039]旁通阀4回收阶段，当旁通阀4开启到低限值之后，由控制器中PID控制器以阀前压力传感器9的数值为目标控制旁通阀4开度；
[0040]充汽阀3完全关闭之后，可进行蒸汽一动力转换，待蒸汽一动力转换完成之后可再次进行充汽。
[0041]本发明充汽过程以阀前压力为调节目的；调节充汽阀开启最低值和旁通阀关闭延迟时间可减小阀前压力波动，参数随着运行工况变化而改变。
[0042]调节控制器中充汽阀PID的控制参数可实现充汽过程压力的稳定运行。
[0043]当船用蓄热器内压力达到设定值后，调节旁通阀开启低限值和充汽阀关闭延迟时间可减小阀前压力波动，参数随着运行工况变化而改变。
[0044]调节控制器中旁通阀PID的控制参数可实现充汽过程压力的稳定运行。
[0045]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种船用供汽系统充汽控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 充汽初始阶段，即充汽阀(3)速开旁通阀(4)速关阶段，充汽信号发出，充汽阀(3)按照一定速率开启到设定低限值，与此同时旁通阀(4)延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态； 充汽进行阶段，当充汽阀(3)开启到低限值之后由控制器中PID控制器以阀前压力传感器(9)的具体数值为目标控制充汽阀(3)的开度； 充汽完成阶段，即旁通阀(4)速开充汽阀(3)速关阶段，当船用蓄热器(2)内的蒸汽充到预定压力后，旁通阀(4)按照一定速率开启到设定低限值，与此同时充汽阀(3)延迟一定时间之后按照一定速率关闭并保持关闭状态； 旁通阀(4)回收阶段，当旁通阀⑷开启到低限值之后，由控制器中PID控制器以阀前压力传感器(9)的数值为目标控制旁通阀(4)开度； 充汽阀(3)完全关闭之后，可进行蒸汽一动力转换，待蒸汽一动力转换完成之后可再次进行充汽； 其中，所述船用供汽系统包括:供汽锅炉(I)、船用蓄热器(2)、充汽阀(3)、旁通阀(4)、放汽阀(5)、过热蒸汽管路(6)、回收装置(7)、蒸汽一动力转换设备(8)、阀前压力传感器(9)、蓄热器内压力传感器(10); 所述过热蒸汽管路(6)设有两个分支，一个分支连接充汽阀(3)，充汽阀(3)连通到船用蓄热器(2)内部;一个分支管路连接旁通阀(4)，旁通阀(4)后接回收装置(7); 所述阀前压力传感器(9)安装在过热蒸汽管路(6)分支前的管路上； 阀前压力传感器(9)、蓄热器内压力传感器(10)和上位机、PLC控制柜连接；阀前压力传感器(9) 一端在阀前管路内部，另一端通过信号线与控制器相连； 充汽阀(3)、旁通阀(4)、放汽阀(5)过信号线PLC控制柜相连，由上位机输出信号经PLC控制器实现系统充汽过程控制。2.根据权利要求1所述的船用供汽系统充汽控制方法，其特征在于，所述充汽阀(3)、旁通阀(4)通过控制器中PID控制器线性控制两者的开启与关闭。3.根据权利要求1所述的船用供汽系统充汽控制方法，其特征在于，充汽过程以阀前压力为调节目的。4.根据权利要求1所述的船用供汽系统充汽控制方法，其特征在于，当船用蓄热器内压力达到设定值后，调节旁通阀开启低限值和充汽阀关闭延迟时间可减小阀前压力波动，参数随着运行工况变化而改变。
【文档编号】B63H21/08GK105947164SQ201610265121
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】张国磊, 曾帅, 宋福元, 李彦军, 孙宝芝, 杨龙滨, 李晓明, 张鹏, 韩怀志, 马彪, 张晓宇, 阙晨宇
【申请人】哈尔滨工程大学