本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种空冷启动控制系统。
背景技术：
目前为了节约用水，火力发电厂普遍使用空冷系统。空冷系统虽然具有占地面积小，节水的优点，但是气候适应能力较弱，在高寒地区，如新疆、内蒙古、东三省等，由于冬季时间长、气温低，极易发生空冷风机被冻事故，严重时甚至造成机组被迫停运，空冷风机一旦被冻，若没有采取及时有效的化冻措施，必将造成设备损坏。
现有的空冷启动控制系统包括：锅炉、汽轮机、空冷凝汽器、空冷风机和控制器，锅炉与汽轮机通过两条蒸汽输入管线相连，可以将锅炉产生的蒸汽分别输送至汽轮机的高压缸和中、低压缸，汽轮机高压缸还通过蒸汽输出管线相连，能够将高压缸内的蒸汽输送回锅炉，汽轮机的中、低压缸与空冷凝汽器相连。该控制系统还设置有用于旁路汽轮机高压缸的高压旁路管线和用于旁路汽轮机低压缸的低压旁路管线。此外，为了去除管线中的积水，蒸汽输入管线、蒸汽输出管线、高压旁路管线和低压旁路管线分别连接各自的疏水管线，各条疏水管线汇总后与空冷凝汽器相连。空冷凝汽器与空冷风机分别通过空冷进汽管线和空冷出水管线相连。
现有的空冷控制系统的工作过程如下：
锅炉点火后，控制器控制高压旁路管线和低压旁路管线开启，并控制各条疏水管线开启，以使各路高温高压疏水直接进入空冷凝汽器。控制器控制空冷进汽管线开启，用以向空冷风机输送蒸 汽，然后控制空冷出水管线开启，用以将冷凝水回收至空冷凝汽器中。
然而，现有的空冷控制系统在运行过程中存在以下缺陷：在高寒地区的冬季，空冷进汽管线和空冷风机极易发生局部冻结的现象，导致管线和设备损坏。一旦空冷进汽管线和空冷风机发生冻结，轻者会降低空冷凝汽器的传热性能，热耗增加，重者空冷进汽管线被冰块堵塞，空冷凝汽器内的真空下降，造成空冷风机的翅片管变形甚至冻裂，造成机组非正常停机。
因此，亟需一种空冷启动控制方案，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种空冷启动控制系统，用以解决高寒地区冬季空冷启动过程中空冷进汽管线和空冷风机易冻结的问题。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
本发明提供一种空冷启动控制系统，包括：锅炉、汽轮机、空冷凝汽器、空冷风机和控制器，锅炉通过第一蒸汽输入管线和第一蒸汽输出管线与汽轮机的高压缸相连，并通过第二蒸汽输入管线与汽轮机的中、低压缸相连，空冷凝汽器与空冷风机通过空冷进汽管线相连，在第一蒸汽输入管线与第一蒸汽输出管线之间还设置有用于旁路汽轮机的高压缸的高压旁路管线，在第二蒸汽输入管线与空冷凝汽器之间还设置有用于旁路汽轮机的低压缸的低压旁路管线；第一蒸汽输入管线、第二蒸汽输入管线、第一蒸汽输出管线、高压旁路管线和低压旁路管线分别与一条疏水管线相连，所述控制系统还包括启动扩容器；分别与第一蒸汽输入管线、第二蒸汽输入管线、第一蒸汽输出管线、高压旁路管线和低压旁路管线相连的五条疏水管线均与启动扩容器的入口相连；
所述控制系统还包括：第一压力检测装置和第一温度检测装置，第一压力检测装置和第一温度检测装置均设置在低压旁路管线内；
控制器用于，在锅炉点火后，控制高压旁路管线开启，并控 制所述五条疏水管线开启，用以将所述疏水管线中的疏水输送至所述启动扩容器；根据第一压力检测装置检测到的低压旁路管线内的压力和第一温度检测装置检测到的低压旁路管线内的温度，控制低压旁路管线开启，并控制空冷进汽管线开启，用以向空冷风机进汽。
优选的，所述控制器具体用于，当第一压力检测装置检测到的低压旁路管线内的压力大于或等于预设的第一阈值，且第一温度检测装置检测到的低压旁路管线内的温度大于或等于预设的第二阈值时，控制低压旁路管线开启。
优选的，所述第一阈值为1.5-2.0MPa，第二阈值为300-350℃。
优选的，所述控制器具体用于，控制低压旁路管线在预设的时长内开启，以保证进入空冷凝汽器的蒸汽量，并避免低压旁路管线产生震动。
优选的，低压旁路管线的开启时长为10-30秒。
具体的，所述五条疏水管线会聚并与第一疏水总管线的一端相连，第一疏水总管线的另一端与所述启动扩容器的入口相连。
优选的，启动扩容器的出口与锅炉相连。
进一步的，所述空冷启动控制系统还包括除氧器，除氧器的入口与所述启动扩容器的出口通过第二疏水总管线相连，除氧器的出口与所述锅炉通过第三疏水总管线相连；
第一至第五疏水管线中的疏水能够经由启动扩容器、第二疏水总管线、除氧器和第三疏水总管线输送至所述锅炉中。
进一步的，在第二疏水总管线上设置有疏水泵，所述启动扩容器内设置有用于检测启动扩容器内液位的液位检测装置；
所述控制器还用于，当根据所述液位检测装置检测到的液位判断启动扩容器内的液体已满时，控制所述疏水泵启动，并控制第二疏水总管线开启。
本发明通过将各条疏水管线与启动扩容器相连，避免将高温高压疏水输送至空冷凝汽器中，并在锅炉点火之后、锅炉输出的蒸汽的热负荷和汽量达到空冷凝汽器的进汽要求之前，暂停向空冷凝汽器和空冷风机进汽，直到蒸汽的热负荷和汽量达到空冷凝 汽器的进汽要求后才向空冷凝汽器进汽，使得空冷进汽管线内蒸汽的汽量和热负荷得到保证，有效避免空冷进汽管线和空冷风机出现冻结现象，保证管线和设备的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的空冷启动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
发明人在生产实践过程中发现，导致现有的空冷启动控制系统出现空冷进汽管线和空冷风机冻结现象的原因在于：一方面，锅炉点火后，疏水管线中的疏水进入空冷凝汽器后，热气进入空冷进汽管线和空冷风机中散热，然而，锅炉刚开始点火时，输出的蒸汽量不足或者输出的蒸汽量不稳定，此外，空冷进汽管线较长，通常有几十米，较少量的蒸汽很难输送到空冷风机，而是存留在空冷进汽管线内，而且在高寒地区的冬季，外界环境温度极低，存留蒸汽的部分空冷进汽管线内外温差较大，由此造成了空冷进汽管线局部冻结现象。即使蒸汽能够输送到空冷风机，进入空冷风机内的蒸汽量也较少，而空冷风机采用从前向后多级冷却，越到空冷风机的后端温度越低，较少量的蒸汽无法到达空冷风机的后端，越容易发生翅片管冻结的情况。另一方面，锅炉在开始点火到平稳运行的过程中，输出的蒸汽不是开始就具有较高的温度，蒸汽的温度是逐渐升高的。蒸汽温度高则蒸汽的焓值较高，放出的热量会越多，而进入空冷风机的蒸汽温度越高，越不易发生冻结。因此，本发明提出了一种空冷启动控制系统，通过控制进入空冷凝汽器的蒸汽汽量和温度，从根本上解决空冷进汽管线 和空冷风机冻结的问题。
以下结合图1对本发明的方案进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的空冷启动控制系统的结构示意图，如图1所示，该空冷启动控制系统包括：锅炉(图中未绘示)、汽轮机2、空冷凝汽器1、空冷风机3和控制器(图中未绘示)，锅炉通过第一蒸汽输入管线11和第一蒸汽输出管线14与汽轮机2的高压缸21相连，并通过第二蒸汽输入管线12与汽轮机2的中、低压缸22相连，空冷凝汽器1与空冷风机3通过空冷进汽管线51相连，在第一蒸汽输入管线11与第一蒸汽输出管线14之间还设置有高压旁路管线13，高压旁路管线13用于旁路汽轮机2的高压缸21。在第二蒸汽输入管线12与空冷凝汽器1之间还设置有低压旁路管线15，低压旁路管线15用于旁路汽轮机1的低压缸。
为了去除管线中的积水，保证进入汽轮机2的蒸汽中不含水滴，避免水滴对汽轮机叶片产生冲击造成汽轮机叶片断裂，各蒸汽输送管线必须配备疏水管线，即第一蒸汽输入管线11、第二蒸汽输入管线12、第一蒸汽输出管线14、高压旁路管线13和低压旁路管线15分别与一条疏水管线相连。如图1所示，第一蒸汽输入管线11与第一疏水管线31相连，第二蒸汽输入管线12与第二疏水管线32相连，第一蒸汽输出管线14与第四疏水管线34相连，高压旁路管线13与第三疏水管线33相连，低压旁路管线15与第五疏水管线35相连。
所述空冷启动控制系统还可以包括启动扩容器4。与第一蒸汽输入管线11相连的第一疏水管线31、与第二蒸汽输入管线12相连的第二疏水管线32、与第一蒸汽输出管线14相连的第四疏水管线34、与高压旁路管线13相连的第三疏水管线33和与低压旁路管线15相连的第五疏水管线35均与启动扩容器4的入口相连。启动扩容器4用于收集各疏水管线中的疏水。
所述空冷启动控制系统还包括：第一压力检测装置5和第一温度检测装置6，第一压力检测装置5和第一温度检测装置6均设置在低压旁路管线15内，第一压力检测装置5用于检测低压旁路 管线15内的压力，第一温度检测装置6用于检测低压旁路管线15内的温度。
控制器用于，在锅炉点火后，控制高压旁路管线13开启，并控制所述五条疏水管线(即第一至第五疏水管线31、32、33、34、35)开启，用以将所述疏水管线中的疏水输送至所述启动扩容器4；根据第一压力检测装置5检测到的低压旁路管线15内的压力和第一温度检测装置6检测到的低压旁路管线15内的温度，控制低压旁路管线15开启，并控制空冷进汽管线51开启，用以向空冷风机3进汽。
第一蒸汽输入管线11与锅炉的第一出口相连，第二蒸汽输入管线12与锅炉的第二出口相连，第一蒸汽输出管线14与锅炉的第一进口相连。汽轮机2的高压缸21和中、低压缸22处分别设置有阀门211和221，在锅炉点火时，阀门211和221均关闭。因此，从锅炉的第一出口输出的蒸汽无法被输送至汽轮机2的高压缸21内，而是经由第一蒸汽输入管线11、高压旁路管线13和第一蒸汽管线14输送至锅炉的第一进口。从锅炉第二出口输出的蒸汽也无法输送至汽轮机2的中、低压缸22内，而是经由第二蒸汽输入管线12进入低压旁路管线15。
本发明通过将各条疏水管线与启动扩容器相连，避免将高温高压疏水输送至空冷凝汽器中，并在锅炉点火之后、锅炉输出的蒸汽的热负荷和汽量达到空冷凝汽器的进汽要求之前，暂停向空冷凝汽器和空冷风机进汽，直到蒸汽的热负荷和汽量达到空冷凝汽器的进汽要求后才向空冷凝汽器进汽，使得空冷进汽管线内蒸汽的汽量和热负荷得到保证，有效避免空冷进汽管线和空冷风机出现冻结现象，保证管线和设备的安全性和可靠性。
需要说明的是，在控制器内预设有以下参数：
1、第一阈值，用于作为低压旁路管线15内的压力是否满足空冷凝汽器进汽条件的判断依据，优选的，第一阈值可以设置为1.5-2.0MPa。
2、第二阈值，用于作为低压旁路管线15内的温度是否满足 空冷进汽条件的判断依据，优选的，第二阈值可以设置为300-350℃。
3、第三阈值，用于作为空冷出水管线52内是否有水流出的判断依据，优选的，第三阈值可以设置为20-40℃。
4、第四阈值，用于作为空冷风机3启动成功的判断依据，优选的，第四阈值可以设置为-30～-70KPa。
所述控制器具体用于，当第一压力检测装置5检测到的低压旁路管线15内的压力大于或等于预设的第一阈值，且第一温度检测装置6检测到的低压旁路管线15内的温度大于或等于预设的第二阈值时，控制低压旁路管线15开启。
需要说明的是，为了避免冻结现象的发生，就要确保进入空冷凝汽器1的蒸汽达到一定的温度，但是蒸汽的温度又不能无限制提高，必须与汽轮机冲转参数相一致，因此，可将第二阈值设置为300至350。
如果低压旁路管线15从关闭状态到完全开启状态所用的时间较短，则会导致低压旁路管线15产生剧烈震动，由此产生噪声，并造成与低压旁路管线15相连的设备损坏。如果低压旁路管线15从关闭状态到完全开启状态所用的时间较长，则会导致蒸汽从低压旁路管线15以较慢的速度进入空冷凝汽器1内，并以较慢的速度进入空冷进气管线51内，无法保证进入空冷凝汽器1和空冷进气管线51的蒸汽量，那么，空冷进汽管线51局部冻结现象和空冷风机3东家现象就无法有效避免。因此，低压旁路管线15的开启时间既不能太短，也不能太长。
具体的，所述控制器用于，控制低压旁路管线15在预设的时长内开启，以保证进入空冷凝汽器1的蒸汽量，并避免低压旁路管线15产生震动。
具体的，低压旁路管线15的开启时长为10-30秒，优选的，控制器可以在15秒左右的时长内控制低压旁路管线15从关闭状态到完全开启状态。控制器可以通过控制低压旁路管线15上的阀门开度的大小来确保低压旁路管线15的开启时长。
如图1所示，第一疏水管线31、第二疏水管线32、第三疏水管线33、第四疏水管线34和第五疏水管线35会聚后与第一疏水总管线41的一端相连，第一疏水总管线41的另一端与启动扩容器4的入口相连。上述五条疏水管线中的疏水汇聚进入第一疏水总管线41，由第一疏水总管线41输送至启动扩容器4，并在启动扩容器4中存储。
优选的，启动扩容器4的出口与锅炉的第二进口相连，能够将存储在启动扩容器4内的疏水输送回锅炉内，参与锅炉的水循环，从而降低锅炉的耗水量。
进一步的，为了降低疏水中的含氧量，避免对锅炉炉壁的腐蚀，所述空冷启动控制系统还可以包括除氧器7，用以去除疏水中的氧。除氧器7的入口与启动扩容器4的出口通过第二疏水总管线42相连，除氧器4的出口与锅炉的第二进口通过第三疏水总管线43相连。
第一疏水管线31、第二疏水管线32、第三疏水管线33、第四疏水管线34和第五疏水管线35中的疏水能够经由第一疏水总管线41、启动扩容器4、第二疏水总管线42、除氧器5和第三疏水总管线43输送至锅炉中。
如图1所示，在第二疏水总管线42上设置有疏水泵8，启动扩容器4内设置有液位检测装置9，液位检测装置9用于检测启动扩容器内的液位。
所述控制器还用于，当根据所述液位检测装置9检测到的液位判断启动扩容器内的液体已满时，控制疏水泵8启动，并控制第二疏水总管线42开启，用以将启动扩容器4内存储的疏水输送至除氧器7。
空冷风机3通过空冷出水总管线53与空冷凝汽器6相连，空冷风机3两侧的冷凝水出口分别通过一条空冷出水管线52与空冷出水总管线53相连。空冷风机3生成的冷凝水可以经由空冷出水管线52和空冷出水总管线53流入空冷凝汽器1，再由空冷凝汽器1输送至除氧器7进行除氧处理，最终连同由启动扩容器4收集到 的疏水一起输送至锅炉。空冷风机3两侧的至少一条空冷出水管线52内设置有第二温度检测装置(图中未绘示)，第二温度检测装置用于检测空冷出水管线52内的温度。
控制器还用于，在控制空冷进汽管线51开启后，控制空冷风机3两侧的空冷出水管线52开启；当第二温度检测装置检测到的空冷出水管线内的温度大于或等于预设的第三阈值时，说明冷凝水从空冷风机3两侧的空冷出水管线52内流出，则控制空冷风机3启动，并控制空冷风机3保持第一频率运行。优选的，第一频率可以为15Hz。
当蒸汽进入空冷风机3后，蒸汽放热并与室外低温相遇产生冷凝水，冷凝水从空冷风机3两侧的空冷出水管线52内流出，由此导致空冷出水管线52内的温度升高，因此，通过判断空冷出水管线52内的温度即可判断空冷风机的冷凝水回收管道是否畅通，当空冷风机的冷凝水回收管道畅通时，可以开启空冷风机3。
所述空冷启动控制系统还可以包括第二压力检测装置(图中未绘示)，第二压力检测装置设置于空冷凝汽器1内，用于检测空冷凝汽器1内的压力。
所述控制器还用于，当判断出空冷凝汽器1内的压力开始增加时，增大空冷风机3的频率；当第二压力检测装置检测到的空冷凝汽器1内的压力大于或等于预设的第四阈值时，说明空冷风机3启动成功，则保持空冷风机3当前的频率，并控制汽轮机2冲转。
需要说明的是，第一压力检测装置5、第一温度检测装置6、液位检测装置9、第二压力检测装置和第二温度检测装置均实时检测，并周期向控制器上报检测结果，上述检测过程属于现有技术，在此不再赘述。
如图1所示，第一疏水管线31上设置有阀门311，第二疏水管线32上设置有阀门321，第三疏水管线33上设置有阀门331，第四疏水管线34上设置有341，第五疏水管线35上设置有阀门351，高压旁路管线13上设置有阀门131，低压旁路管线15上设 置有阀门151，空冷进汽管线51上设置有阀门511，两条空冷出水管线52上均设置有阀门521，控制器能够控制上述阀门开启或关闭。
为了进一步理解本发明，以下结合图1和一优选实施例对该空冷启动控制系统的工作过程做进一步说明。
锅炉点火后，控制器控制阀门131开启，用以开启高压旁路管线13，使得从锅炉的第一出口输出的蒸汽经由第一蒸汽输入管线11、高压旁路管线13和第一蒸汽管线14输送至锅炉的第一进口。
控制器控制阀门311、321、331、341和351开启，用以开启第一疏水管线31、第二疏水管线32、第三疏水管线33、第四疏水管线34和第五疏水管线35，从而将上述疏水管线内的疏水全部回收至启动扩容器4。
需要说明的是，控制器可以控制高压旁路管线13和上述疏水管线同时开启。
当控制器根据液位检测装置9检测到的液位判断启动扩容器4内的液体已满时，控制疏水泵8启动，并控制阀门421开启，以开启第二疏水总管线42，从而将启动扩容器4内存储的疏水输送至除氧器7进行除氧处理，除氧完成后，经由第三疏水总管线43输送至锅炉的第二进口，实现疏水的回收利用。
当控制器判断出第一压力检测装置5检测到的低压旁路管线15内的压力大于或等于2MPa，且第一温度检测装置6检测到的低压旁路管线15内的温度大于或等于350℃时，控制阀门151逐渐开启，用以开启低压旁路管线15，从而向空冷凝汽器1进汽。其中，阀门151从闭合状态到完全开启状态用时15秒。
控制器控制阀门511开启，以开启空冷进汽管线51，从而向空冷风机3进汽。控制器可以控制阀门151和阀门511同时开启。然后，控制器再控制两个阀门521开启，以开启空冷风机3两侧的空冷出水管线52。
当控制器判断出第二温度检测装置检测到的空冷出水管线52 内的温度大于或等于30℃时，控制空冷风机3启动，并控制空冷风机3保持15Hz的频率运行。
当控制器判断出空冷凝汽器内的压力开始增加时，增大空冷风机3的频率，直到空冷凝汽器内的压力达到-60kPa时，保持空冷风机3当前的频率，并控制汽轮机2冲转。
本发明的空冷启动控制系统，由于疏水管线不再与空冷凝汽器相连，密闭了空冷凝汽器，使得锅炉点火操作可以不再受空冷凝汽器的限制，并通过将疏水输送回锅炉，实现了疏水自循环，降低锅炉的耗水量。在蒸汽汽量未达到空冷凝汽器所要求的最低压力和温度前，严禁疏水进入空冷凝汽器，防止由于这部分疏水进入空冷凝汽器后，热汽上行至空冷进汽管线和空冷风机中散热，由外界极低的环境温度造成的蒸汽凝结产生冻结现象。只有在满足低压旁路管线的压力条件和温度条件时，才向空冷凝汽器进汽，实现了集中进汽，保证了蒸汽的进气量和热负荷。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。