一种防止低压汽轮机超额定功率的控制方法及控制系统与流程

本发明涉及低压汽轮机超额控制技术，尤其涉及一种防止低压汽轮机超额定功率的控制方法及控制系统。

背景技术：

在低压汽轮机的控制系统中，现有的方式是通过功率表测量异步发电机功率，并人工与目标功率值进行比较，基于测量的功率和目标功率的偏差对调节阀进行调节。或者，通过电流表测量异步发电机电流，与目标电流值进行比较，基于测量的电流和目标电流的偏差对调节阀进行调节。

上述现有的调节方式在应于附属于主要工业生产流程的辅机低压汽轮机来说，不能够很好地满足要求。

在实际的应用当中，由于附属于主系统，进汽参数是波动的，输出的电功率随着进汽参数的波动而波动，进汽调整门开度为确定的合理开度值a％。由于低压汽轮机往往作为工业生产流程中的辅机系统运行，容易出现边界条件偏离设计值的情况。

为了防止汽轮机超额定功率致使设备损坏的情况发生，亟需一种防止低压汽轮机超额定功率的控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种防止低压汽轮机超额定功率的控制方法及控制系统，用于保证低压汽轮机在额定功率范围内进行正常运行，提高低压汽轮机的可靠性。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种防止低压汽轮机超额定功率的控制方法，包括：

s1、在给定工况稳定运行时，采用预先确定的调节阀控制方式将第一进汽调节阀和第二进汽调节阀调整至预设开度，并实时监测异步发电机出口电功率测量信息；

s2、将实时监测的电功率测量信息和调节阀控制方式匹配的功率预设信息进行比较，获取比较结果；

s3、根据所述比较结果，选择与调节阀控制方式对应的处理模式进行所述开度的调整；

其中，第一进汽调节阀属于拖动异步发电机的低压汽轮机中第一进汽支路上设置的、用于调整对外输出的电功率的阀门；

第二进汽调节阀属于属于拖动异步发电机的低压汽轮机中第二进汽支路上设置的、用于调整对外输出的电功率的阀门。

根据本发明，所述调节阀控制方式包括：自动调节方式和手动调节方式；

若所述调节阀控制方式为自动调节方式，则所述步骤s2包括：

s2a、将所述实时监测的电功率测量信息与自动调节方式匹配的功率设定值进行比较，获取第一比较结果；

相应地，所述步骤s3包括：

s3a、根据所述第一比较结果，选择自动调节模式对所述开度进行调整。

根据本发明，所述步骤s3a包括：

若第一比较结果是电功率测量信息小于所述功率设定值，则向执行器发送用于增大所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令；

若第一比较结果是电功率测量信息大于所述功率设定值，则向执行器发送用于减少所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令。

根据本发明，所述调节阀控制方式包括：自动调节方式和手动调节方式；

若所述调节阀控制方式为手动调节方式，则所述步骤s2包括：

s2b、将所述实时监测的电功率测量信息与手动调节方式匹配的功率超限值进行比较，获取第二比较结果；

相应地，所述步骤s3包括：

s3b、根据所述第二比较结果，确定是否启动对应手动调节方式的超驰控制模式。

根据本发明，所述步骤s2b包括：

将所述功率超限值减去所述电功率测量信息，得到第二比较结果；

所述步骤s3b包括：

将所述第二比较结果和预设的触发数值进行比较，获得用于进行逻辑与运算的第一结果；

将所述第二比较结果和预设的复位数值进行比较，获得用于进行逻辑与运算的第二结果；

将所述第一结果和第二结果进行逻辑与处理，获得逻辑运算结果，

若逻辑运算结果为1，则启动所述超驰控制模式，并自动向所述执行器发送用于减少所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令，直至实时获取的电功率测量信息小于所述所述功率超限值；

若逻辑运算结果为0，则不启动所述超驰控制模式。

根据本发明，防止低压汽轮机超额定功率的控制方法还包括：

接收调节阀控制方式的切换指令，所述切换指令包括：将手动调节方式调整为自动调节方式的信息；

则根据所述切换指令，将实时监测的电功率测量信息与所述自动调节方式匹配的功率设定值进行比较，获取第一比较结果。

根据本发明，防止低压汽轮机超额定功率的控制方法还包括：

将所述功率超限值与所述电功率测量信息比较多次，且多次中的逻辑运算结果均为1时，向操作人员发出报警信号；

或者，

获取所述所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的信息，在获取的开度的信息小于预设阈值时，向操作人员发出报警信号。

根据本发明上述的控制方法，所述步骤s1中的实时监测异步发电机出口的电功率测量信息，包括：

借助于安装在异步发电机出口位置的电流表实时获取所述异步发电机输出的电流信息，并根据电流信息获取所述电功率测量信息；

或者，

借助于安装在异步发电机出口位置的多功能表实时获取所述异步发电机输出的电功率测量信息。

第二方面，本发明还提供一种低压汽轮机的控制系统，包括控制器，调节系统、电功率值设定组件和安装在于异步发电机出口的电功率测量装置；

所述控制器连接所述调节系统、电功率值设定组件和所述电功率测量装置；

所述控制器根据所述电功率测量装置实时监测异步发电机电功率测量信息，控制所述调节系统进行逻辑运算处理，并执行上述防止低压汽轮机超额定功率的控制方法。

根据本发明，所述电功率测量装置为电流表或多功能表。

根据本发明，所述调节系统包括：连接控制器的第一减法器、第二减法器和pid调节器。

本发明的有益效果是：

本实施例的控制方法通过在异步发电机出口安装功率测量装置获取异步发电机出口的电功率测量信息，进而实时判断电功率测量信息是否超出功率预设信息，以便选择与调节阀控制方式对应的处理方式调整第一进汽支路上设置的第一进汽调节阀和第二进汽支路上设置的第二进汽调节阀的开度，可较好的保证低压汽轮机在额定功率范围内进行正常运行，提高低压汽轮机的可靠性，避免现有技术中的汽轮机超额定功率致使设备损坏的情况发生。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的低压汽轮机所属主系统的部分结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为更好的理解本发明的控制方法所适用的结构，结合图1对本发明实施例的低压汽轮机的位置、作用进行说明。

图1中示出了包括低压汽轮机的主系统的部分结构，其中包括主蒸汽管道、第一进汽支路、第二进汽支路、低压汽轮机、异步发电机。

第一进汽支路和第二进汽支路并联连接，且将主蒸汽管道和低压汽轮机的进汽口连通，第一进汽支路上沿蒸汽流动方向依次设置第一主汽速关阀和第一进汽调节阀，第二进汽支路上沿蒸汽流动方向依次设置有第二主汽速关阀和第二进汽调节阀，低压汽轮机和异步发电机连接以使异步发电机旋转产生电能。

也就是说，低压汽轮机用于将由主蒸汽管道输送的蒸汽的能量转换成为机械能，即提供原动力。异步发电机用于在低压汽轮机的驱动下发电并输送至厂用电系统，异步发电机的转子与低压汽轮机的转子通过联轴器连接。

在本实施例中，第一进汽调节阀和第二进汽调节阀可由执行器进行调节，在低压汽轮机的控制系统向执行器发送增加开度的指令时，执行器可根据增加开度的指令增加第一进汽调节阀和第二进汽调节阀开度，或者，在低压汽轮机的控制系统向执行器发送减少开度的指令时，执行器可根据减少开度的指令减少第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度。

本实施例中的低压汽轮机的控制系统可包括：控制器，调节系统、电功率值设定组件和安装在于异步发电机出口的电功率测量装置。

本实施例的控制器连接所述调节系统、电功率值设定组件和所述电功率测量装置，并电功率测量装置实时监测异步发电机电功率测量信息，控制所述调节系统进行逻辑运算处理，进而执行下述图2和图3所述的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法。

如图2所示，基于前述图1所示的结构，本实施例的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法包括下述的步骤：

s1、在给定工况稳定运行时，采用预先确定的调节阀控制方式将第一进汽调节阀和第二进汽调节阀调整至预设开度，并实时监测异步发电机出口电功率测量信息。

举例来说，本实施例的调节阀控制方式包括：全程自动的自动调节方式和手动调节方式。其中，异步发电机是通过低压汽轮机拖动来工作。

该步骤中可以借助设置在异步发电机出口的功率表/多功能表等测量的电功率测量信息。当然，也可以在异步发电机出口安装电流互感器或电压互感器等获取用于计算电功率的电流或电压。

s2、将实时监测的电功率测量信息和调节阀控制方式匹配的功率预设信息进行比较，获取比较结果。

举例来说，如果是自动调节方式，则将电功率测量信息与功率设定值比较。如果是手动调节方式，将电功率测量信息与功率超限值进行比较。

通常的功率超限值大于功率设定值，针对手动调节方式增加超驰控制，进而避免现有技术中的汽轮机超额定功率致使设备损坏的情况发生。

s3、根据所述比较结果，选择与调节阀控制方式对应的处理模式进行所述开度的调整。

需要说明的是，在本实施例中前述的s1至步骤s3均是在低压汽轮机的控制系统执行的。

本实施例中，通过在异步发电机出口安装功率测量装置获取异步发电机出口的电功率测量信息，进而实时判断电功率测量信息是否超出功率预设信息，以便选择与调节阀控制方式对应的处理方式调整第一进汽支路上设置的第一进汽调节阀和第二进汽支路上设置的第二进汽调节阀的开度，可较好的保证低压汽轮机在额定功率范围内进行正常运行，提高低压汽轮机的可靠性，避免现有技术中的汽轮机超额定功率致使设备损坏的情况发生。

为更好的理解本发明的手动调节方式的超驰控制，结合图3对本发明的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法进行说明。

301、在给定工况稳定运行时，采用手动调节方式将第一进汽调节阀和第二进汽调节阀调整至预设开度，并实时监测异步发电机出口电功率测量信息。

例如，在异步发电机出口的位置安装电功率表，以便实时测量异步发电机出口的电功率测量信息，进而将测量的电功率测量信息发送低压汽轮机的控制系统。

302、将所述实时监测的电功率测量信息与手动调节方式匹配的功率超限值进行比较，获取第二比较结果。

例如，将所述功率超限值减去所述电功率测量信息，得到第二比较结果。即在图3中，可为功率超限值与电功率测量信息经过第二减法器之后，得到第二比较结果。

303、根据所述第二比较结果，确定是否启动对应手动调节方式的超驰控制模式。

举例来说，将所述第二比较结果和预设的触发数值(如图3中的b)进行比较，获得用于进行逻辑与运算的第一结果，即rs触发器中的置位端信息；

将所述第二比较结果和预设的复位数值(如图3中的a)进行比较，获得用于进行逻辑与运算的第二结果，即rs触发器中的复位端信息；

将所述第一结果和第二结果进行逻辑与处理(例如图3中的与门进行逻辑与运算)，获得逻辑运算结果；

若逻辑运算结果为1，则启动所述超驰控制模式，并自动向所述执行器发送用于减少所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令，直至实时获取的电功率测量信息小于所述所述功率超限值；也就是说，将逻辑运算结果为1时，输入到超驰控制的启动控制程序中，以便向执行器发送上述指令。若逻辑运算结果为0，则不启动所述超驰控制模式。需要说明的，在图3中示出了超驰输入组件，即在逻辑运算结果为1时，选择超驰输入组件的超驰指令驱动执行器。

在实际应用中，可以周期性获取调整开度后的异步发电机出口的电功率测量信息，进而将所述功率超限值与所述电功率测量信息比较多次，若连续多次(如连续五次)中的逻辑运算结果均为1时，向操作人员发出报警信号；即，在多次调整两个调节阀的开度之后，测量的电功率测量信息还超出功率超限值，则可能出现故障或者其他因素，需要操作人员进行干预，此时可发出报警信息，例如发出报警音或报警显示灯亮等。

进一步地，还可以在调节阀开度区域设置有监控或探测装置，以便实时获取所述所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的信息，在获取的开度的信息小于预设阈值时，向操作人员发出报警信号。

本实施例中，在手动调节方式下，两个进汽调节阀在一般情况下，保持在一个合理的开度不变，异步发电机出口输出的电功率值随着进汽参数波动而变化，当发生异步发电机出口输出电功率(或异步发电机电流)超限时，执行两个进汽调节阀的超驰控制，超限时自动关小调节阀，直至电功率(或异步发电机)电流恢复到合理值后停止关小动作。另外，进汽调节阀维持在一个新开度上继续输出连续随进汽参数波动而变化的电功率。

为更好的理解本发明的自动调节方式，结合图3对本发明的防止低压汽轮机超额定功率的控制方法进行说明。

311、在给定工况稳定运行时，采用自动调节方式将第一进汽调节阀和第二进汽调节阀调整至预设开度，并实时监测异步发电机出口电功率测量信息。

例如，在异步发电机出口的位置安装电流表，以便实时测量异步发电机出口的电流信息，进而将测量的电流信息发送低压汽轮机的控制系统，以便控制系统根据电流信息计算出电功率测量信息。

312、将所述实时监测的电功率测量信息与自动调节方式匹配的功率设定值进行比较，获取第一比较结果；

313、根据所述第一比较结果，选择自动调节模式对所述开度进行调整。

具体地，若第一比较结果是电功率测量信息小于所述功率设定值，则向执行器发送用于增大所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令；

若第一比较结果是电功率测量信息大于所述功率设定值，则向执行器发送用于减少所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的指令。

在图3中还示出了现有技术中的强制手动环节和软手操器，其处理方式和现有技术是相同的，本实施例不对其限定。例如在强制手动环节置1时，pid调节器的输出不再发生作用，转由软手操器的指令(人工预先设定的指令)下行。

在实际应用中，本实施例的控制方法还可包括下述的步骤：

控制系统可接收调节阀控制方式的切换指令，所述切换指令包括：将手动调节方式调整为自动调节方式的信息；

则根据所述切换指令，将实时监测的电功率测量信息与所述自动调节方式匹配的功率设定值进行比较，获取第一比较结果，即执行上述步骤312和步骤313。

进一步地，还可以在调节阀开度区域设置有监控或探测装置，以便实时获取所述所述第一进汽调节阀和第二进汽调节阀的开度的信息，在获取的开度的信息小于预设阈值时，向操作人员发出报警信号。

本实施例中，通过将电功率设定值，电功率测量信息二者比较的偏差，作为pid调节器的输入，进而pid调节器的输出经过强制切手动选择环节后形成开(关)阀指令，电功率测量信息小于电功率设定值时，开阀；反之，关阀，实现了定功率的调节方式。

本实施例的电功率测量信息可通过在异步发电机出口安装的功率表(或电流表、多功能表)获得；为了符合辅助系统的特性，即随着机组的进汽压力变化而输出功率变化。需要说明的是，pid调节器的pid参数根据低压汽轮机的系统特性可预先设定为合理值。

本实施例的控制方法可较好的保证低压汽轮机在额定功率范围内进行正常运行，提高低压汽轮机的可靠性，避免现有技术中的汽轮机超额定功率致使设备损坏的情况发生。

以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。