一种蒸汽控制系统及方法与流程

本发明涉及蒸汽加工技术领域，尤其涉及一种蒸汽控制系统及方法。

背景技术：

目前国内企业，生产粘胶短纤维需设置纺练车间和酸站车间，而纺练车间和酸站车间所使用的蒸汽都是通过下述方式获得的：将一次蒸汽引入减温减压器，经减温减压器的降压处理得到待使用蒸汽，将待使用蒸汽从减温减压器出口传送到纺练车间和酸站车间。由一次蒸汽与待使用蒸汽所形成的小差压蒸汽并没有被利用，造成蒸汽能源的浪费，且生产待使用蒸汽的过程自动化程度低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种蒸汽控制系统和方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种蒸汽控制系统，包括：进气管、至少一个背压汽轮机、至少一个异步发电机、出气管和减温器，每个所述背压汽轮机的进气端与进气管连接，第一出气端与出气管连接，第二出气端连接一个异步发电机，所述减温器安装于出气管上；

背压汽轮机，用于对进入背压汽轮机的蒸汽进行降压处理，获得主流蒸汽和分流蒸汽，将主流蒸汽输送至出气管，将分流蒸汽输送至异步发电机；

减温器，用于对出气管中的主流蒸汽进行降温处理，将经降温处理的主流蒸汽输出；

异步发电机，用于利用分流蒸汽进行发电，将产生的电能输出。

本发明的有益效果是：通过背压汽轮机的进气端连接进气管，第一出气端连接出气管，第二出气端连接异步发电机，背压汽轮机对蒸汽进行降压，得到主流蒸汽流向出气管，得到分流蒸汽流向异步发电机，减温器对主流蒸汽降温，主流蒸汽用于满足生产需要，异步发电机利用分流蒸汽发电，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种利用上述实施例所述系统的蒸汽控制方法，包括如下步骤：

背压汽轮机对进入背压汽轮机的蒸汽进行降压处理，获得主流蒸汽和分流蒸汽，将主流蒸汽输送至出气管，将分流蒸汽输送至异步发电机；

减温器对出气管中的主流蒸汽进行降温处理，将经降温处理的主流蒸汽输出；

异步发电机利用分流蒸汽进行发电，将产生的电能输出。

本发明的有益效果是：通过背压汽轮机的进气端连接进气管，第一出气端连接出气管，第二出气端连接异步发电机，背压汽轮机对蒸汽进行降压，得到主流蒸汽流向出气管，得到分流蒸汽流向异步发电机，减温器对主流蒸汽降温，主流蒸汽用于满足生产需要，异步发电机利用分流蒸汽发电，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种蒸汽控制系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种蒸汽控制系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种蒸汽控制方法的流程示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种蒸汽控制方法的流程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、进气管，2、出气管，3、背压汽轮机，4、异步发电机，5、减温器，6、前压调节阀，7、进气压力传感器，8、主管道，9、背压调节阀，10、背压气压力传感器，11、预热调节阀，12、预热管道，13、减温减压器，14、紧急切换阀，15、来自热电厂的供应蒸汽，16、蒸汽进气阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种蒸汽控制系统，包括：进气管1、至少一个背压汽轮机3、至少一个异步发电机4、出气管2和减温器5，每个所述背压汽轮机3的进气端与进气管1连接，第一出气端与出气管2连接，第二出气端连接一个异步发电机4，所述减温器5安装于出气管2上；

背压汽轮机3，用于对进入背压汽轮机3的蒸汽进行降压处理，获得主流蒸汽和分流蒸汽，将主流蒸汽输送至出气管2，将分流蒸汽输送至异步发电机4；

减温器5，用于对出气管2中的主流蒸汽进行降温处理，将经降温处理的主流蒸汽输出；

异步发电机4，用于利用分流蒸汽进行发电，将产生的电能输出。

该实施例中，出气管2的管通径大于进气管1的管通径，使获得的主流蒸汽快速输出，以满足生产对主流蒸汽的需求量。减温器5用以将出气管2中的主流蒸汽的温度降至预设温度，将预设温度的主流蒸汽输出；预设温度根据具体生产工艺需求设置，预设温度可以设置为165度。

本发明实施例提供的一种蒸汽控制系统，通过背压汽轮机的进气端连接进气管，第一出气端连接出气管，第二出气端连接异步发电机，背压汽轮机对蒸汽进行降压，得到主流蒸汽流向出气管，得到分流蒸汽流向异步发电机，减温器对主流蒸汽降温，主流蒸汽用于满足生产需要，异步发电机利用分流蒸汽发电，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1所示实施例的基础上，如图2所示，所述系统还包括控制器、进气压力传感器7和至少一个前压调节阀6；进气压力传感器7安装于进气管1的入口端，每个所述背压汽轮机3的进气端与进气管1连接的主管道8上安装一个前压调节阀6；

进气压力传感器7对进气管1内蒸汽压力进行检测，得到进气管1蒸汽压力值，并将进气管1蒸汽压力值发送给控制器；

控制器根据进气压力阈值和进气管1蒸汽压力值产生第一调节信号，并将第一调节信号发送给所有所述前压调节阀6；

具体地，将第一调节信号发送给所有前压调节阀6才能准确控制进入每个背压汽轮机3的蒸汽的压力，从而使主流蒸汽压力满足生产工艺要求。进气压力阈值可以设置为0.6mpa-0.8mpa。

前压调节阀6根据第一调节信号调整前压阀门开度，进而控制从进气管1进入背压汽轮机3的蒸汽的压力。

具体地，当进气管1的入口端的蒸汽压力不在0.6mpa-0.8mpa的范围内时，即来自热电厂的供应蒸汽15压力不在0.6mpa-0.8mpa的范围内时，进气压力传感器7检测得到进气管1蒸汽压力值；控制器采用pid调节技术产生第一调节信号，并将第一调节信号发送给前压调节阀6；当进气管1蒸汽压力值大于0.8mpa，前压调节阀6根据第一调节信号减小前压阀门开度，当进气管1蒸汽压力值小于0.6mpa，前压调节阀6根据第一调节信号增大前压阀门开度。

上述实施例中，通过进气压力传感器安装于进气管的入口端，从而检测到进气管蒸汽压力值，控制器根据进气管蒸汽压力值和进气压力阈值产生第一调节信号，背压汽轮机的进气端与进气管连接的主管道上安装一个前压调节阀，前压调节阀根据第一调节信号调整前压阀门开度，保证进入背压汽轮机的蒸汽的压力稳定，提高蒸汽控制稳定性和自动化程度，保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1所示实施例的基础上，如图2所示，所述系统还包括背压气压力传感器10和至少一个背压调节阀9，背压气压力传感器10安装于出气管2上，且位于减温器5的出口端，每个所述背压汽轮机3的进气端与前压调节阀6连接的主管道8上安装一个背压调节阀9；

具体地，当背压气压力传感器10位于减温器5的入口端时，受蒸汽温度的影响，背压气压力传感器10检测不到生产实际所需背压气压力值，故将背压气压力传感器10设置于减温器5的出口端。该出气管2蒸汽压力值即为生产实际所需背压气压力值。

背压调节阀9必须设置在背压汽轮机3的进气端与前压调节阀6连接的主管道8上，如此才能通过调整背压阀门开度减少进入背压汽轮机3的蒸汽的总量。

背压气压力传感器10对出气管2内经降温处理的主流蒸汽压力进行检测，得到出气管2蒸汽压力值，并将出气管2蒸汽压力值发送给控制器；

控制器根据背压气压力阈值和出气管2蒸汽压力值产生第二调节信号，并将第二调节信号发送给所有所述背压调节阀9；

具体地，将第二调节信号发送给所有背压调节阀9才能准确降低所有背压汽轮机3的进气量，准确减少主流蒸汽的产出。背压气压力阈值可以设置为0.6mpa±0.03mpa。

背压调节阀9根据第二调节信号调整背压阀门开度，进而减少进入背压汽轮机3的蒸汽的总量。

具体地，当纺练车间和酸站车间内设备故障或其他原因导致主流蒸汽的需求量减少时，背压气压力传感器10检测得到的出气管2蒸汽压力值大于背压气压力阈值，控制器采用pid调节技术产生第二调节信号，并将第二调节信号发送给背压调节阀9，背压调节阀9根据第二调节信号减小背压阀门开度。

上述实施例中，通过背压气压力传感器安装于出气管上，且位于减温器的出口端，从而检测到出气管蒸汽压力值，控制器根据出气管蒸汽压力值和背压气压力阈值产生第二调节信号，背压汽轮机的进气端与前压调节阀连接的主管道上安装一个背压调节阀，背压调节阀根据第二调节信号调整背压阀门开度，在主流蒸汽的需求量减少时保证背压汽轮机的进气量减少，降低主流蒸汽的产出，提高蒸汽控制稳定性和自动化程度，保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1所示实施例的基础上，如图2所示，所述系统还包括至少一个预热调节阀11和至少一个预热管道12，每个所述预热管道12一端与进气管1连接，另一端与一个背压汽轮机3的进气端连接，一个所述预热管道12上安装一个所述预热调节阀11；预热管道12的横截面积小于主管道8的横截面积；

具体地，预热管道12的横截面积小于主管道8的横截面积，使进气管1内的蒸汽通过预热管道12以较小流量的方式进入背压汽轮机3，避免背压汽轮机3启动时大量蒸汽流入所导致的背压汽轮机3损害。

在前压调节阀6和背压调节阀9关闭，且背压汽轮机3启动时，控制器控制预热调节阀11的工作状态由关闭状态按照预设进程转换为开启状态，从而预热背压汽轮机3。

具体地，背压汽轮机3的工作状态为两种，一种为启动状态，另外一种为正常运行状态。背压汽轮机3处于启动状态时，进入背压汽轮机3的蒸汽量必须稳步增长，否则大量蒸汽的进入会对背压汽轮机3造成损害。预设进程按照背压汽轮机3的参数而具体设定。

控制器控制预热调节阀11的工作状态由关闭状态按照预设进程转换为开启状态的方式可以包括：控制器产生一组开启信号，该一组开启信号中的每个开启信号相同，将一组开启信号中的每个开启信号按照预设时间发送给预热调节阀11；预热调节阀11根据接收的开启信号数量控制预热阀门的开启程度。

上述实施例中，通过预热管道一端连接进气管，另一端连接背压汽轮机的进气端，预热管道上安装预热调节阀，背压汽轮机启动时，控制器控制预热调节阀的工作状态由关闭状态按照预设进程转换为开启状态，且预热管道的横截面积小于主管道的横截面积，使进气量稳步增长，实现逐渐预热背压汽轮机，避免背压汽轮机启动时大量蒸汽流入所导致的背压汽轮机损害。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图1所示实施例的基础上，如图2所示，所述系统还包括至少一个蒸汽进气阀16、至少一个紧急切换阀14和至少一个减温减压器13，分别在每个前压调节阀6与进气管1连接的主管道8上及每个预热调节阀11与进气管1连接的预热管道12上安装一个蒸汽进气阀16，每个紧急切换阀14的入口端均连接进气管1，出口端连接一个减温减压器13，所述一个减温减压器13的出口端连接出气管2，且位于背压气压力传感器10的出口端；

当减温减压器13损坏时，控制器控制所有紧急切换阀14关闭和所有蒸汽进气阀16开启；当背压汽轮机3和/或异步发电机4损坏时，控制器控制所有蒸汽进气阀16关闭和所有紧急切换阀14开启。

上述实施例中，通过设置蒸汽进气阀和紧急切换阀，在背压汽轮机和/或异步发电机损坏时，能够通过减温减压器产生主流蒸汽，在减温减压器损坏时，能够通过背压汽轮机产生主流蒸汽，实现保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在上述任一实施例的基础上，该实施例中，所述系统还包括启动器、断路器和并网柜，每个所述异步发电机4均与并网柜连接，并网柜fk分别通过启动器和断路器连接外接电源；

启动器接收触发信号，并根据触发信号使并网柜通过启动器与外接电源接通，异步发电机4获得电能转动；

具体地，并网柜通过启动器与外接电源接通时，异步发电机4的转速小于额定转速，异步发电机4从外接电源获得电能，且作为电动机转动，异步发电机4转动带动背压汽轮机3的叶片转动，从而使进入背压汽轮机3的蒸汽量增加，伴随着该蒸汽量的增加异步发电机4的转速也增加。此时前压调节阀6和背压调节阀9关闭，背压汽轮机3通过预热管道12从进气管1中获得蒸汽。

启动器可以采用双向晶闸管控制的软投入法。当并网柜直接与外接电源接通时，启动电流对外接电源、并网柜及异步发电机4等部件产生较大冲击；而当并网柜通过启动器与外接电源接通时，双向晶闸管触发角逐渐增大，通过电力反馈控制双向晶闸管通角，使冲击电流限制在1.5倍额定电流以内，减少启动电流对外接电源、并网柜及异步发电机4等部件的冲击。

当异步发电机4的转速等于额定转速时，控制器控制启动器断开和断路器闭合，并网柜通过断路器与外接电源接通，异步发电机4产生的电能输出给外接电源。

具体地，直到异步发电机4的转速等于额定转速时，背压汽轮机3进入正常运行状态，控制器控制启动器断开和断路器闭合。此时预热调节阀11关闭，前压调节阀6和背压调节阀9开启，背压汽轮机3通过主管道8从进气管1中获得蒸汽。并网柜通过断路器与外接电源接通，异步发电机4作为发电机利用分流蒸汽产生电能，并将电能输出给外接电源，充分利用所有蒸汽，避免能源浪费。

并网柜与电容补偿柜连接，通过电容补偿柜补偿异步发电机4的励磁消耗、定子漏磁消耗和转子漏磁消耗。

上述实施例中，通过异步发电机均与并网柜连接，并网柜分别通过启动器和断路器连接外接电源，并网柜通过启动器与外接电源接通，异步发电机获得电能转动，避免由于异步发电机瞬间接入外接电源导致器件损害，异步发电机的转速等于额定转速时，并网柜通过断路器与外接电源接通，异步发电机产生的电能能够输出给外接电源，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

如图3所示，本发明实施例提供的利用上述任一实施例所述系统的蒸汽控制方法，包括如下步骤：

步骤410，背压汽轮机3对进入背压汽轮机3的蒸汽进行降压处理，获得主流蒸汽和分流蒸汽，将主流蒸汽输送至出气管2，将分流蒸汽输送至异步发电机4；

步骤420，减温器5对出气管2中的主流蒸汽进行降温处理，将经降温处理的主流蒸汽输出；

步骤430，异步发电机4利用分流蒸汽进行发电，将产生的电能输出。

本发明实施例提供的一种蒸汽控制方法，通过背压汽轮机的进气端连接进气管，第一出气端连接出气管，第二出气端连接异步发电机，背压汽轮机对蒸汽进行降压，得到主流蒸汽流向出气管，得到分流蒸汽流向异步发电机，减温器对主流蒸汽降温，主流蒸汽用于满足生产需要，异步发电机利用分流蒸汽发电，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图3所示实施例的基础上，如图4所示，该方法还包括：

步骤510，进气压力传感器7对进气管1内蒸汽压力进行检测，得到进气管1蒸汽压力值，并将进气管1蒸汽压力值发送给控制器；

步骤520，控制器根据进气压力阈值和进气管1蒸汽压力值产生第一调节信号，并将第一调节信号发送给所有所述前压调节阀6；

步骤530，前压调节阀6根据第一调节信号调整前压阀门开度，进而控制从进气管1进入背压汽轮机3的蒸汽的压力。

上述实施例中，通过进气压力传感器安装于进气管的入口端，从而检测到进气管蒸汽压力值，控制器根据进气管蒸汽压力值和进气压力阈值产生第一调节信号，背压汽轮机的进气端与进气管连接的主管道上安装一个前压调节阀，前压调节阀根据第一调节信号调整前压阀门开度，保证进入背压汽轮机的蒸汽的压力稳定，提高蒸汽控制稳定性和自动化程度，保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图4所示实施例的基础上，该实施例中，该方法还包括：

背压气压力传感器10对出气管2内经降温处理的主流蒸汽压力进行检测，得到出气管2蒸汽压力值，并将出气管2蒸汽压力值发送给控制器；

控制器根据背压气压力阈值和出气管2蒸汽压力值产生第二调节信号，并将第二调节信号发送给所有所述背压调节阀9；

背压调节阀9根据第二调节信号调整背压阀门开度，进而减少进入背压汽轮机3的蒸汽的总量。

上述实施例中，通过背压气压力传感器安装于出气管上，且位于减温器的出口端，从而检测到出气管蒸汽压力值，控制器根据出气管蒸汽压力值和背压气压力阈值产生第二调节信号，背压汽轮机的进气端与前压调节阀连接的主管道上安装一个背压调节阀，背压调节阀根据第二调节信号调整背压阀门开度，在主流蒸汽的需求量减少时保证背压汽轮机的进气量减少，降低主流蒸汽的产出，提高蒸汽控制稳定性和自动化程度，保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图4所示实施例的基础上，该实施例中，该方法还包括：

在前压调节阀6和背压调节阀9关闭，且背压汽轮机3启动时，控制器控制预热调节阀11的工作状态由关闭状态按照预设进程转换为开启状态，从而预热背压汽轮机3。

上述实施例中，通过预热管道一端连接进气管，另一端连接背压汽轮机的进气端，预热管道上安装预热调节阀，背压汽轮机启动时，控制器控制预热调节阀的工作状态由关闭状态按照预设进程转换为开启状态，且预热管道的横截面积小于主管道的横截面积，使进气量稳步增长，实现逐渐预热背压汽轮机，避免背压汽轮机启动时大量蒸汽流入所导致的背压汽轮机损害。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在图4所示实施例的基础上，该实施例中，该方法还包括：

当减温减压器13损坏时，控制器控制所有紧急切换阀14关闭和所有蒸汽进气阀16开启；当背压汽轮机3和/或异步发电机4损坏时，控制器控制所有蒸汽进气阀16关闭和所有紧急切换阀14开启。

上述实施例中，通过设置蒸汽进气阀和紧急切换阀，在背压汽轮机和/或异步发电机损坏时，能够通过减温减压器产生主流蒸汽，在减温减压器损坏时，能够通过背压汽轮机产生主流蒸汽，实现保证生产。

优选地，作为本发明另外一个实施例，在上述任一实施例的基础上，该实施例中，该方法还包括：

启动器接收触发信号，并根据触发信号使并网柜通过启动器与外接电源接通，异步发电机4获得电能转动；

当异步发电机4的转速等于额定转速时，控制器控制启动器断开和断路器闭合，并网柜通过断路器与外接电源接通，异步发电机4产生的电能输出给外接电源。

上述实施例中，通过异步发电机均与并网柜连接，并网柜分别通过启动器和断路器连接外接电源，并网柜通过启动器与外接电源接通，异步发电机获得电能转动，避免由于异步发电机瞬间接入外接电源导致器件损害，异步发电机的转速等于额定转速时，并网柜通过断路器与外接电源接通，异步发电机产生的电能能够输出给外接电源，实现蒸汽全部得以利用，避免能源浪费。

该方法的各步骤所执行的功能已经在上述实施例一种蒸汽控制系统中做了详细的介绍，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。