专利名称：单环路调温控制的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及用于控制温度的控制系统。更具体地说，本发明涉及一种关于级 间调温的蒸汽温度控制，其可用于联合循环发电应用中的热回收蒸汽发生(HRSG)系统。
背景技术：
HRSG系统可产生带有很高出口温度的蒸汽。特别地，HRSG系统可包括过热器，通 过该过热器可使蒸汽在被蒸汽涡轮使用之前过热。如果来自过热器的出口蒸汽达到足够高 的温度，蒸汽涡轮，以及HRSG下游的其它设备，可能受到不利的影响。例如，蒸汽管道和蒸 汽涡轮中的高循环热应力可最后导致缩短的寿命周期。有时，由于过度的温度，控制措施可 能使燃气涡轮和/或蒸汽涡轮停机。这可导致其可发电的损失，从而削弱设备收益和可操 作性。不适当地控制蒸汽温度还可导致蒸汽管道和蒸汽涡轮内的高循环热应力，影响它们 的使用寿命。传统的控制系统已被设计为帮助监测和控制来自HRSG系统的出口蒸汽的温 度。令人遗憾的是，这些控制系统常常使得温度在例如进入过热器的入口温度迅速增加的 过渡过程期间产生过调。相反地，当设法控制高的出口蒸汽温度的时候，存在其它潜在的不利的调温控制 效果。存在使温度变得太低而导致不完全饱和的调温器流体流过过热器、互连管道或蒸汽 涡轮的危险。控制稳定性问题还可影响调温器下游的蒸汽系统的循环寿命，以及影响调温 系统阀、泵等的寿命。特别地，通常使用的非基于模型的技术由控制结构构成，在该控制结构中，外环路 基于离开末级高压过热器的所希望的和实际的蒸汽温度之间的差异，产生进入末级高压过 热器的蒸汽的设定点温度。外环路比例积分微分(PID)控制器可建立用于内环路PID控制 器的设定点温度。控制逻辑的内环路可基于实际的和设定点温度之间的差异驱动控制阀， 以在它进入末级高压过热器之前适宜地降低蒸汽温度。令人遗憾的是，这种技术不一定总 是能够控制蒸汽温度在燃气涡轮输出的瞬态改变过程中的过调。另外，这种技术可能常常 需要大量调节以便在所有可能的瞬态过程中实现满意的操作。关于非基于模型的技术的过调问题，随着来自燃气涡轮的排气温度增加，离开末 级高压过热器的蒸汽的温度不但可能增加到超过设定点温度，而且可能即使在排气温度开 始降低之后继续超过最高允许温度。这种过调问题可能部分地由于用于末级高压过热器的 金属的大部分所引起的显著的热滞的存在。影响调温的其它因素可包括调温阀的类型和尺 寸大小、调温器流体供给泵的操作条件、使用的设备之间的距离、使用的设备的其它限制、 传感器位置和精度等等。这种过调问题在燃气涡轮排气温度迅速改变时还可能变得更加严 重。传统的调温器控制逻辑要求交互的并且长的调节循环。基于模型的预测技术包括 级联控制结构，其中外环路(反馈和前馈的某种结合)基于离开末级过热器(FSH)的所希 望的和实际的蒸汽温度之间的差异而产生进入末级过热器(FSH)(也就是在FSH的入口) 的蒸汽的设定点温度。内环路基于FSH入口的实际的和设定点温度之间的差异驱动调温器
4阀，以在蒸汽进入FSH之前适宜地降低蒸汽温度。由于级联控制结构的存在，因为一个控制 器中的改变将影响其它控制器的性能，因此控制调节是不容易的。这使得交互的并且长的 调节循环成为必须。由于竞争性的市场和紧的投产时间表，这样的控制器不能达到最优调 节，因此不利地影响整个系统的长期性能。因此，需要热回收系统中改进的温度控制系统，该温度控制系统可容易地调节为 稳定的，并且还防止大的温度过调，以及防止不完全饱和的调温器流体流过调温器下游的 蒸汽系统。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种热回收蒸汽发生系统。热回收蒸汽发生系统包括 在蒸汽路径内的至少一个过热器，用于接收蒸汽流并且构造成产生过热蒸汽流。该系统还 包括用于将调温流体注入蒸汽路径的级间调温器。该系统进一步包括联接到级间调温器的 控制阀。控制阀构造成控制到级间调温器的调温流体的流量。该系统还包括联接到控制 阀和级间调温器的控制器。该控制器进一步包括前馈控制器和调整反馈控制器(trimming feedback controller)。前馈控制器构造成确定所需的调温流体的流量，而调整反馈控制 器构造成补偿所确定的调温流体流量中的不精确性，以基于来自过热器的蒸汽的出口温度 确定通过控制阀进入级间调温器的入口的调温流体的净所需流量。该控制器还基于流量对 阀特性来确定控制阀需求量。该控制器进一步操纵级间调温器的控制阀，并且通过级间调 温器注入所需量的调温流，以在进入过热器的入口的上游执行调温。在另一实施例中，提供一种用于控制来自热回收蒸汽发生系统的末级过热器的蒸 汽的出口温度的方法。该方法包括通过前馈控制器确定所需量的开环调温流体流量。该方 法还包括通过调整反馈控制器补偿所确定的开环调温流体流量中的不精确性，以基于来自 热回收蒸汽发生系统的末级过热器的蒸汽的出口温度，确定通过控制阀进入级间调温器的 入口的调温流体的净所需流量。该方法还包括基于调温流对阀特性来确定控制阀需求量。 该方法进一步包括操纵级间调温器的控制阀，并且注入所需量的调温流，以在进入末级过 热器的入口的上游执行调温。根据本发明的实施例，提供一种控制器。该控制器联接到控制阀和级间调温器。该 控制器进一步包括前馈控制器和调整反馈控制器。前馈控制器构造成确定所需量的调温流 体流量，而调整反馈控制器构造成补偿所确定的调温流体流量中的不精确性，以基于来自 过热器的蒸汽的出口温度来确定通过控制阀进入级间调温器的入口的调温流体的净所需 流量。该控制器还基于流量对阀特性确定控制阀需求量。该控制器进一步操纵级间调温器 的控制阀，并且通过级间调温器注入所需量的调温流，以在进入过热器的入口的上游执行 调温。
在参考附图阅读下列详细说明时可以更好地理解本发明的这些和其它特征、方面 和优点，在附图中同样的标号代表同样的部件，其中图1是具有单环路调温控制的联合循环发电系统的实施例的示意性流程图；图2是级间调温系统的实施例的示意性流程图，该系统利用连同图1的系统的单环路调温控制器的给水调温；图3是用于控制来自图1的系统中的过热器的出口蒸汽温度的方法的流程图；以 及图4是具有单环路调温控制器和防骤冷控制器(anti-quenchcontroller)的控制 器结构的另一实施例。标号列表10热回收蒸汽发生系统12燃气涡轮14第一负载16 涡轮18压缩机20蒸汽涡轮22第二负载24低压级26中压级28高压级30多级热回收蒸汽发生器(HRSG)32 排气34冷凝器36冷凝物泵38低压节约器40低压鼓42 低压蒸发器(LPEVAP)44 中压节约器(IPEC0N)46锅炉给水泵48中压鼓50 中压蒸发器(IPEVAP)52 高压节约器(HPEC0N)54高压锅炉给水泵56高压鼓58 高压蒸发器(HPEVAP)60初级高压过热器62末级高压过热器64级间调温器66控制器68控制阀70 一种用于控制来自系统中过热器的出口蒸汽温度的方法72确定起动过热器温度Tstot和停止过热器温度T6nd的步骤74如果末级过热器的温度达到温度T6nd或者以下，停止调温过程的决策步骤
76如果末级过热器的温度达到等于或大于温度Tstart的温度，触发调温过程的决策步骤
78建立设定点温度的步骤
80基于调温器流量需求WFF和WPI确定净所需的调温流体流量WT的步骤
82确定防骤冷调温器流体流量WQ的步骤
84确定是否希望防骤冷调温器流体流量WQ包括在调温流体流量WT中的步骤
86确定阀需求量的步骤
88执行调温过程的步骤
90控制器结构
92前馈控制器
96反馈控制器
104控制选择器和超驰控制器
108骤冷控制器
具体实施例方式本技术大致针对一种用于控制末级过热器上游的级间调温系统的操作以进一步 控制来自末级过热器的出口温度的控制系统和方法。该控制系统包括前馈控制和反馈控 制，并且采用阀特性计算，以便将调温流量转换成阀需求量，以便控制温度。特别地，控制系 统的实施例可基于来自末级过热器的蒸汽的出口温度是否超过设定点温度以及进入末级 过热器的蒸汽的入口温度是否接近或者小于蒸汽的饱和温度来确定是否需要进行调温。在介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在表 示存在一个或多个这样的元件。术语“包含”、“包括”和“具有”是包括性的并且表示可能 存在除列出的元件以外的另外的元件。操作参数的任何示例不排除所公开的实施例的其它 参数。图1是具有温度控制系统的联合循环发电系统10的示例性实施例的示意性流程 图，如在下面详细论述的。系统10可包括用于驱动第一负载14的燃气涡轮12。燃气涡轮 12可包括涡轮16和压缩机18。系统10还可包括用于驱动第二负载22的蒸汽涡轮20。第 一负载14和第二负载22可为用于产生电功率的发电机，或者可为能够由燃气涡轮12和蒸 汽涡轮20驱动的其它类型的负载。另外，燃气涡轮12和蒸汽涡轮20还可串联利用以通过 单个轴驱动单个负载。在显示的实施例中，蒸汽涡轮20可包括低压级24，中压级26，以及 高压级28。然而，蒸汽涡轮20以及燃气涡轮12的特定构造可以是实现所特有的并且可包 括级的任何结合。联合循环发电系统10还可包括多级热回收蒸汽发生器(HRSG)30。显示的HRSG系 统30是HRSG系统一般操作的简化描绘，而非意在限制。来自燃气涡轮12的排气32可用 于加热HRSG 30中的蒸汽。来自蒸汽涡轮20的低压级24的排气可被引导到冷凝器34内。 来自冷凝器34的冷凝物可再借助于冷凝物泵36被引导到HRSG 30的低压段。冷凝物可首 先流过低压节约器38 (LPEC0N)，该LPEC0N 38可用于加热冷凝物，并且然后冷凝物可被引 导进入低压鼓40。冷凝物可从低压鼓40被抽取到低压蒸发器42 (LPEVAP)中，该LPEVAP 42可使蒸汽回到低压鼓40。来自低压鼓40的蒸汽可被发送到蒸汽涡轮20的低压级24。
7来自低压鼓40的冷凝物可由中压锅炉给水泵46抽吸到中压节约器44(IPEC0N)中，并且然 后可被引导到中压鼓48内。冷凝物可从中压鼓48被抽取到中压蒸发器50 (IPEVAP)内，该 IPEVAP50可使蒸汽回到中压鼓48。来自中压鼓48的蒸汽可被发送到蒸汽涡轮20的中压级 26。来自低压鼓40的冷凝物还可由高压锅炉给水泵54抽吸到高压节约器52 (HPEC0N)内， 并且然后可被引导到高压鼓56内。冷凝物可从高压鼓56被抽取到高压蒸发器58 (HPEVAP) 内，该HPEVAP 58可使蒸汽回到高压鼓56。最后，离开高压鼓56的蒸汽可被引导到初级高压过热器60以及末级高压过热器 62，在其中使蒸汽过热，并且最后发送到蒸汽涡轮20的高压级28。来自蒸汽涡轮20的高压 级28的排气可再被引导到蒸汽涡轮20的中压级26内，而来自蒸汽涡轮的中压级26的排 气可被引导到蒸汽涡轮20的低压级24内。在某些实施例中，初级和次级再热器还可以与 初级高压过热器60和末级高压过热器62—起使用。另外，节约器、蒸发器和蒸汽涡轮之间 的连接在不同的实现中可变化，因为显示的实施例仅仅说明HRSG系统的一般操作。为了维持HRSG系统的处理的效率以及包括关联设备的蒸汽涡轮20的寿命，过热 器和再热器的级间调温可用于获得对离开HRSG 30的蒸汽的鲁棒的温度控制。级间调温器 64可位于初级高压过热器60和末级高压过热器62之间。级间调温器64能够实现对来自 末级高压过热器62的蒸汽的出口温度的更加鲁棒的控制。级间调温器64可由单环路调温 控制来控制，以便更精确地控制来自末级高压过热器62的蒸汽出口温度。级间调温器64 可，例如，通过使较冷的高压给水，诸如给水喷雾能够在适当时进入蒸汽路径，来控制蒸汽 的温度。此外，虽然未显示在图1中，初级和/或次级再热器也可与专用调温设备相关联， 或者利用级间调温器64用于对来自再热器的出口蒸汽温度进行调温。图2是利用调温流体以及图1的系统10的单环路级间调温控制器66的级间调温 系统的实施例的示意性流程图。该调温流体处于比进入过热器的蒸汽的入口温度还要低的 温度。在一个实施例中，级间调温器64可接收来自独立于热回收蒸汽发生系统的蒸汽处理 管道源的调温流体。在另一实施例中，级间调温器64可接收来自蒸发器或者鼓的调温流 体。控制器66联接到控制阀68和级间调温器64，控制器66构造成基于来自末级过热器 62的蒸汽的出口温度来确定净所需的调温流体的流量，调温流体包括通过控制阀68进入 级间调温器64的入口的水或蒸汽。控制阀68可以是任何适当类型的阀。然而，不论使用 什么类型的阀，控制阀68的操作可受控制器66的影响。控制器66基于流量到阀的特性进 一步确定控制阀需求量，并且通过级间调温器64注入所需量的调温流体流量，以在进入末 级过热器62的入口的上游执行调温。在一个实施例中，本发明包括阀管理技术，其在补偿 压力变化、密度和基于前馈和反馈修正的流量，以及饱和限制的同时，动态地计算代表控制 阀需求量或者作为控制阀的阀升程的函数的流量的数据。如图2中所示，进入级间调温器控制器66的各种输入可，例如，包括在末级高压过 热器62的入口处的蒸汽温度Tin，离开末级高压过热器62的蒸汽的温度T。ut，在本发明的一 个实施例中在调温器入口处的蒸汽温度T1和调温器水温T2。在另一实施例中，进入级间 调温器控制器66的其它输入可包括几何或构造参数，诸如过热器管的数量、过热器管的长 度、管直径和燃气涡轮排气传热面积。在又一实施例中，进入控制器66的其它的输入参数 可包括排气流量、调温器入口压力、调温器水流量、到末级过热器62的蒸汽流量、在末级高 压过热器62的入口处的蒸汽压力。
图3是用于控制来自图1的系统10中的过热器的出口蒸汽温度的方法70的流程 图。在非限制示例性的实施例中，方法70还可应用于许多不同类型的过程，其中来自传热 装置的流体的出口温度可被控制。在步骤72，可对于系统10确定起动过热器温度Tst t和 停止过热器温度T6nd。起动过热器温度Tstart或者停止过热器温度T6nd应该低于所需的末级 过热器62的出口温度。在步骤74，如果末级过热器62的温度达到温度Tend或者在Tend以 下，则调温过程可停止。在步骤76，只有当末级过热器62的温度达到等于或大于温度Tstart 的温度时，调温才可被触发。进一步地在步骤78，可对于来自末级过热器62的蒸汽的出口 温度T。ut设定设定点温度Tsp。设定点温度Tsp可设定为可保护蒸汽涡轮20和关联的管道、 阀门和其它设备的任何特定的温度。在其它实施例中，设定点温度Tsp可代表最高容许温度 的百分比或偏移量值。对于设定点温度Tsp合适的值例如可以是1050下。在步骤80，调温 流体流量的净所需量WT基于调温器流量需求WFF和WPI来确定，WFF和WPI是基于前馈和反馈 的。在步骤82，防骤冷调温器流体流量^可基于如图2中所示进入末级过热器62的 入口温度Tin是否大于蒸汽饱和温度Tsat加上某一预先确定的安全值A来确定。这个步骤 可能是所希望的，以确保蒸汽保持高于蒸汽的饱和温度Tsat。这种确定可利用蒸汽表和蒸汽 的入口压力Pin完成。如果蒸汽的入口温度Tin大于Tsat+A，则调温可被准许。然而，如果 蒸汽的入口温度Tin目前已经小于Tsat+ A，则调温可被忽略，并且方法70可继续进行回到对 接下来的时间段的情况的重新评估。该控制步骤本质上是超驰喷雾调温以防止水冲击在末 级高压过热器62的管上，这将导致管内高于常态的应力或者腐蚀。因此，即使在步骤76中确定了调温可能是所希望的以便保持蒸汽的出口温度T。ut 低于设定点温度Tsp，调温也可能被忽略，以便维持蒸汽温度充分地高于饱和点。换句话说， 蒸汽的出口温度T。ut可被允许临时升高到高于设定点温度Tsp。在步骤84，确定是否希望防 骤冷调温器流体流量WQ包括在调温流体流量WT中。在步骤86，基于流量需求、阀系数、密度以及在级间调温器入口内和在末级过热器 入口处的压力变化来确定阀需求量。控制阀需求量可限定为流量，该流量在补偿压力变化、 密度或者基于前馈和反馈以及饱和限制而修正的流量的同时，是控制阀的阀升程的函数。 最后，在步骤88，可在进入末级高压过热器62的入口的上游执行调温过程，以便降低蒸汽 的入口温度Tin，使得出口温度T。ut可维持在所希望的水平。如上面关于图2所述，调温可包 括打开控制阀68以允许冷的、高压给水喷雾被引入蒸汽流。该喷雾可冷却蒸汽流，使得进 入末级高压过热器62的如图2中所示的入口温度Tin可降低。图4是具有单环路调温控制的控制器结构90的实施例。包括位于单环路中的前 馈控制器92的该控制器结构90构造成利用前馈控制92，基于来自末级过热器62的蒸汽 的出口温度，确定通过如图2中所示的控制阀68进入级间调温器64的入口的所需量的给 水流量。单环路调温控制可基于流量到阀的特性来确定控制阀需求量，并且通过调温器64 注入所需量的给水，以在进入末级过热器62的入口的上游执行调温。单环路调温控制的公 开实施例包括与比例积分(PI)调整反馈控制器96并联的前馈控制器92，以基于前馈流量 需求WFF和反馈流量需求WFB的和确定修正的流量需求WT。如所示的，在考虑到在调温器入 口处的蒸汽温度、调温器入口压力、调温器水流量、调温器水温、到末级过热器62的蒸汽流 量、在末级高压过热器62的入口处的蒸汽温度Tin、在末级高压过热器62的入口处的蒸汽压力以及离开末级高压过热器62的蒸汽的温度T。ut等确定了该值之后，前馈控制器92可 使用该值来计算蒸汽的预测出口温度T。ut。进入前馈控制器92的其它的输入变量可包括几 何或构造参数，诸如过热器管的数量、过热器管的长度和管直径。在一个实施例中，前馈值可利用基于模型的预测技术，诸如，但不限于，稳态第一 原理热力学模型来确定。因此，控制器可以是基于模型的预测温度控制逻辑，其包括基于经 验数据的模型、基于热力学的模型或者其结合。这种基于模型的预测温度控制可进一步包 括构造成补偿预测温度模型中的不精确性的比例积分控制器。在另一实施例中，前馈值可 利用物理模型(诸如第一原理物理模型)来确定。在又一实施例中，前馈值可利用基于查 询表或基于输入输出映射的回归模型来确定。与前馈控制器92并联使用的PI调整反馈控 制器96具有形成单环路的并行控制路径。然而，精确的控制元件和控制路径在实现中可变 化，因为所显示的控制元件和路径仅仅意在说明所公开的实施例。进一步地，修正的流量需求WT信号是由控制选择器和超驰控制器104接收的。如 上关于图3所述的，如果蒸汽的入口温度Tin大于Tsat+A，则调温可继续下去，这使得流量 需求信号^进入控制选择器和超驰控制器104。从控制的角度说，在因为预测的蒸汽出口 温度T。ut大于设定点温度Tsp而继续进行调温和因为蒸汽的入口温度Tin不大于Tsat+A而 不继续下去之间的决策可利用连接到主单一调温控制循环的控制选择器和超驰控制器104 的防骤冷环路中的另一个PI骤冷控制器108来实现。该防骤冷环路没有结合在主循环内， 因此可分开调节而不干扰主循环的调节。因此，保持了与主循环关联的在调节正时方面的 优点。在一个实施例中，控制选择器和超驰控制104可控制来自一个环路的输出以允许 更加重要的环路操纵该输出。超驰控制器104不但从由它从多个控制器接收到的多个信号 中选择信号，而且回复信号给PI骤冷控制器108以停止集成或结束。因此，控制选择器和 超驰控制器104避免与PID控制关联的结束问题。如果入口温度Tin已经低于Tsat+A，调整 过的调温器水流量可由控制选择器和超驰控制器104超驰。因此，控制器结构90构造成只 要进入末级过热器62的蒸汽的入口温度不超过蒸汽的饱和温度以预先确定的安全值，那 么就不进行调温。进入末级高压过热器62的蒸汽的饱和温度Tsat可以基于流到末级高压 过热器62内的蒸汽的入口压力Pin等进行计算。该计算可例如通过蒸汽表而基于某一压力 函数来完成。一旦进入末级高压过热器62的蒸汽的饱和温度Tsat被计算出来，该值加上某 一安全值△可由防骤冷控制器108使用以确定给控制选择器和超驰控制器104的流量信 号\。此外，阀需求量可基于流量需求和阀特性来确定，阀特性又基于阀系数、密度和调 温器阀上的压力改变，因此操作控制阀68来增加或者降低级间调温器64处调温的量可影 响在末级高压过热器62的入口处的蒸汽的入口温度Tin。在一个实施例中，控制阀68可带 有线性化功能块以使环路增益大致恒定。该方法可允许简化的调节(例如，要求仅在一个 负载上调节)以及在负载范围上的一致的环路响应。以这种方式的控制阀68响应的线性化 还可证实为在操作带有重负载变化的大设备时(在其中环路增益在负载范围内显著改变) 是特别有用的。有利地，本发明使用具有前馈控制器的单环路结构以给出流量，该流量然后被利 用阀特性转换成用于调温的精确的阀需求量。因此，消除了与如使用在本系统中内环路的另外的PI控制器相关的热滞。因此，本发明具有小得多的感应热滞。同样，其它优点是由 于系统中的单环路结构而使调节参数较少。在如今的竞争性的市场和紧的投产时间表中， 这样的控制器通常将是更加优选，因为它可以在较短的时间内被最优地调节，因此增强整 个系统的性能。此外，虽然公开的实施例可为特定地适合于蒸汽的级间调温，它们还可用于其它 类似的应用，诸如食品和液体处理设备。进一步地，利用单个控制器代替级联控制器的概念 可适用在几乎所有场所，其中内环路与外环路相比更快，并且与内环路相关的控制变量不 要求被调节或跟踪为某一所希望的值。如上所述，除了出口蒸汽温度控制以外，公开的实施例可用在许多其它情况。例 如，公开的实施例实质上可用于利用传热装置加热或冷却流体的任何系统。只要控制来自 传热装置的流体的出口温度可能是重要的，所公开的实施例就可利用基于模型的预测技术 基于进入传热装置的入口条件预测出口温度。然后，利用由所公开的实施例预测到的出口 温度，可执行进入传热装置的入口温度的调温以确保来自传热装置的实际出口温度保持在 可接受的范围内(例如，低于设定点温度或者高于饱和温度)。此外，基于模型预测的控制 和调温过程可利用如上所述的技术来执行。因此，所公开的实施例可应用于流体可由传热 装置加热或者冷却的宽范围的应用中。虽然已经在本文显示和介绍了本发明的仅某些特征，但许多修改和改变将被本领 域技术人员想到。因此，应当理解，权利要求意在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这样 的修改和改变。
1权利要求
一种热回收蒸汽发生系统(10)，包括在蒸汽路径内的至少一个过热器(60，62)或再热器，用于接收蒸汽流并且构造成产生过热的蒸汽流；用于将调温流体注入所述蒸汽路径内的级间调温器(64)；联接到所述级间调温器(64)的控制阀(68)，所述控制阀(68)构造成控制到所述级间调温器(64)的所述调温流体的流量；以及控制器(66)，所述控制器(66)包括前馈控制器(92)和调整反馈控制器(96)，所述前馈控制器(92)构造成确定开环调温流体的所需流量，所述调整反馈控制器(96)构造成基于来自所述过热器(62)的蒸汽的出口温度来补偿所确定的开环调温流体流量的不精确性以确定通过所述控制阀(68)进入所述级间调温器(64)的入口的调温流体的净所需流量；其中，所述控制器(66)还构造成基于流量对阀特性来确定控制阀需求量；操纵所述级间调温器(64)的所述控制阀(68)，以及通过所述级间调温器(64)注入所需流量，以在进入所述过热器(62)的入口的上游执行调温。
2.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，在所述蒸汽路径内的 蒸发器(42，50，58)或蒸汽锅炉鼓可构造成将蒸汽输送到所述过热器(60，62)。
3.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述过热器(60，62) 还包括初级过热器(60)和末级过热器(62)，所述初级过热器(60)和末级过热器(62)均在 所述蒸汽路径内并且构造成过热来自所述蒸发器(42，50，58)的蒸汽。
4.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述控制阀需求量基 于流量需求、阀系数、密度以及所述控制阀(68)中的压力变化来确定。
5.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述热回收蒸汽发生 系统(10)还包括防骤冷控制器(108)，所述防骤冷控制器(108)与所述控制器(66)分离并 且构造成将所述末级过热器(62)的入口的蒸汽温度维持在高于饱和温度。
6.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述控制器(66)构造 成在进入所述末级过热器(62)的蒸汽的入口温度不超过蒸汽的饱和温度以预先确定的安 全值时不进行调温。
7.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述控制器(66)至少 部分地基于包括进入所述末级过热器(62)的废气的入口温度、进入所述末级过热器(62) 的蒸汽或废气的入口压力、进入所述末级过热器(62)的蒸汽或废气的入口流率、阀系数、 密度、入口调温器压力、入口调温器温度或其结合的输入变量。
8.如权利要求1所述的热回收蒸汽发生系统(10)，其特征在于，所述控制器(66)具有 包括基于经验数据的模型、基于热力学的模型或其结合的基于模型的预测温度控制逻辑。
9.一种用于控制来自热回收蒸汽发生系统(10)的末级过热器(62)的蒸汽的出口温度 的方法(70)，包括通过前馈控制器(92)确定所需的开环调温流体的流量；通过调整反馈控制器(96)补偿所确定的开环调温流体的流量中的不精确性；基于来自热回收蒸汽发生系统(10)的末级过热器的蒸汽的出口温度，确定通过控制阀(68)进入级间调温器(64)的入口的调温流体的净所需流量； 基于流量对阀特性来确定控制阀需求量； 操纵所述级间调温器(64)的控制阀(68)；以及注入所需量的调温流体，以在进入所述末级过热器(62)的入口的上游执行调温。
10.如权利要求9所述的方法(70)，其特征在于，执行调温包括打开在进入所述末级过 热器(62)的入口的上游处的控制阀(68)，其中，打开所述控制阀(68)将调温流体引入带有 蒸汽的路径，并且所述调温流体比所述蒸汽冷。
全文摘要
本发明提供一种热回收蒸汽发生系统(10)。热回收蒸汽发生系统包括在蒸汽路径内的至少一个过热器(60、62)或再热器。该系统还包括用于将调温流体注入蒸汽路径内的级间调温器(64)。该系统进一步包括联接到级间调温器的控制阀(68)。该系统还包括联接到控制阀和级间调温器的控制器(66)。控制器进一步包括前馈控制器(92)和调整反馈控制器(96)。前馈控制器构造成确定所需的调温流体流量，而调整反馈控制器构造成补偿所确定的调温流体流量中的不精确性，基于来自过热器的蒸汽的出口温度，确定通过控制阀进入级间调温器的入口的调温流体的净所需流量。
文档编号F22G5/20GK101852425SQ201010155649
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者K·D·明托, P·P·波卢科特, R·库马, W·F·西利, W·G·卡伯格 申请人:通用电气公司