CN101319778A - 在余热发电中控制余热锅炉给水流量的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种在余热发电中控制余热锅炉给水流量的控制系统及方法，实现以热定电，充分利用余热资源进行发电，既节约能源，又能够保证余热发电机组的安全稳定运行。在本发明中，将测得的省煤器热水温度信号和主蒸汽压力信号输入给水调节器，与设定值比较后，输出控制信号，直接控制同步器。在省煤器热水温度低于设定值条件下，当主蒸汽压力低于设定值时控制给水调节阀关小，当主蒸汽压力高于设定值时控制给水调节阀开大；当省煤器热水温度高于设定值时控制给水调节阀开大。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在余热发电中控制余热锅炉给水流量的系统及方法。
背景技术
常规燃煤电站所用蒸汽轮机进汽调节方式为以电定热，即通过调整锅炉供汽参数来保证发电量。当供电负荷增大时，汽轮机进汽阀开大，此时会引起汽轮机进汽压力降低，汽轮机进汽压力降低的信号传递给锅炉侧，锅炉通过工况调整，维持供汽压力温度。对于余热发电，汽轮机组的发电量与废热参数相关，通常采用以热定电的调节方式，即前压控制方式。前压控制方式为通过测量余热锅炉主蒸汽压力来调整汽轮机进汽阀门的开度，当主蒸汽压力降低时，关小汽轮机进汽阀门，汽轮机进汽压力提高，当主蒸汽压力升高时，开大汽轮机进汽阀门，汽轮机进汽压力随之降低。
余热发电采用上述前压控制方式，其基本原理是通过改变管道的阻力特性来调整余热锅炉侧的给水流量，余热锅炉蒸发量减小时减小给水流量来维持主蒸汽压力不变，余热锅炉蒸发量增大时提高给水流量来维持主蒸汽压力不变。而余热锅炉蒸发量大小的变化决定于余热废气流量和温度的改变。然而，前压控制方式是通过直接控制汽轮机进汽阀门开度来间接调整余热锅炉给水流量，这种控制方式必然存在着较高的压力损失。
此外，当余热废气温度或流量快速大幅度提高时，有可能导致余热锅炉汽塞现象(锅炉省煤器内水发生汽化)，汽塞发生后，会直接导致余热锅炉蒸发量减小，而消除汽塞的有效手段是提高余热锅炉给水量，增大给水在省煤器内地吸热量，避免循环水在省煤器内汽化。若采用前压控制方式，在出现汽塞时前压控制系统会关小进汽阀门开度，进而减小锅炉给水流量，这直接会进一步加剧汽塞，最终导致锅炉停炉或者爆管事故。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提出一种在余热发电中控制余热锅炉给水流量的系统及方法，实现以热定电，充分利用余热资源进行发电，既节约能源，又能够保证余热发电机组的安全稳定运行。
根据本发明的在余热发电中控制余热锅炉给水流量的控制系统，包括测量余热锅炉蒸汽管道压力的测量装置、测量余热锅炉省煤器热水温度的测量装置、接收来自以上两个测量装置的信号并与设定值进行比较然后根据比较结果来控制余热锅炉给水管道流量的装置。
根据本发明还提供一种在余热发电中控制余热锅炉给水流量的方法，其中使用的控制系统包括测量余热锅炉蒸汽管道压力的测量装置、测量余热锅炉省煤器热水温度的测量装置、接收来自以上两个测量装置的测量信号并与设定值进行比较然后根据比较结果来控制余热锅炉给水管道流量的装置，当省煤器热水温度测量信号和余热锅炉主蒸汽压力测量信号同时低于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置减小锅炉给水流量直到锅炉主蒸汽温度和压力提高到正常工况；当省煤器热水温度测量信号低于设定值而主蒸汽压力测量信号高于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置提高锅炉给水流量直到锅炉主蒸汽温度和压力降低到正常工况；当省煤器热水温度测量信号高于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置提高锅炉给水流量直到省煤器内的汽水混合物改变为水状态，同时锅炉主蒸汽流量和压力也回升到正常工况状态。
附图说明
图1是控制余热锅炉给水流量的控制流程图。
具体实施方式：
在图1例示的余热发电系统中，余热锅炉给水管道1、给水调节阀2、给水泵3、余热锅炉A、蒸汽管道4、汽轮机B顺序连接。本发明的控制系统由省煤器热水温度传感器5、主蒸汽压力变送器6、给水调节器7和同步控制器8、给水调节阀2组成。省煤器热水温度传感器5测量余热锅炉省煤器内热水温度。压力变送器6测量余热锅炉主蒸汽压力。省煤器热水温度传感器5和压力变送器6的测量信号传送到给水调节器7，给水调节器7根据各种工况控制同步控制器8，同步控制器8控制给水调节阀2开大或关小。
当通入余热锅炉的余热参数发生变化时，会导致余热产生的蒸汽参数发生变化。在余热锅炉未出现汽塞的条件下，即省煤器内热水温度未超过设定值的条件下，省煤器热水温度传感器测得的温度信号低于设定值，反之高于设定值。省煤器热水温度和余热锅炉主蒸汽压力同时低于设定值时，表明余热废气温度或流量减小，锅炉蒸发量减小，此时给水调节器直接控制同步器，控制给水调节阀直接关小，减小锅炉给水流量，将锅炉主蒸汽温度和压力提高到正常工况下。省煤器热水温度低于设定值而主蒸汽压力高于设定值时，表明余热废气温度或流量增大，锅炉蒸发量提高，此时给水调节器直接控制同步器，控制给水调节阀开大，提高锅炉给水流量，将锅炉主蒸汽温度和压力降低到正常工况下。省煤器热水温度高于设定值时，表明余热废气温度或流量出现快速大幅度的提高，余热锅炉发生汽塞现象，汽塞现象的出现会直接导致锅炉主蒸汽流量大幅降低，此时给水调节器直接控制同步器，控制调节阀开大，提高锅炉给水流量，增强锅炉给水在省煤器的换热量，将省煤器内的汽水混合物改变为水状态，同时锅炉主蒸汽流量和压力也回升到正常工况状态。通过上述汽轮机的进汽调节方式，可保证汽轮机安全、高效、稳定地运行。
本发明具有如下几个方面的优点：
1、与传统的以热定电的汽压调节方式相比，该调节方法更为经济高效，减小汽水管道的压力损失；
2、该压力调节方式，能够有效避免余热锅炉汽塞事故的出现，保证用于余热发电机组安全、高效、稳定地运行。
应该理解的是，本发明并不限于以上具体实施方式所述的形式，在本申请权利要求书限定的范围内，可以做出各种等同的变型，例如可以使用与以上具体实施方式中使用的元件等效或等同的其它元件，还有，各元件之间可以采用其它的连接线路。
Claims (8)
1.一种在余热发电中控制余热锅炉给水流量的控制系统，包括测量余热锅炉蒸汽管道压力的测量装置、测量余热锅炉省煤器热水温度的测量装置、接收来自以上两个测量装置的信号并与设定值进行比较然后根据比较结果来控制余热锅炉给水管道流量的装置。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述测量蒸汽管道压力的测量装置是压力变送器。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述测量省煤器热水温度的装置是省煤器热水温度传感器。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述控制余热锅炉给水管道流量的装置包括给水调节器、同步控制器、给水调节阀。
5.一种在余热发电中控制余热锅炉给水流量的方法，其中使用的控制系统包括测量余热锅炉蒸汽管道压力的测量装置、测量余热锅炉省煤器热水温度的测量装置、接收来自以上两个测量装置的测量信号并与设定值进行比较然后根据比较结果来控制余热锅炉给水管道流量的装置，其特征在于：当省煤器热水温度测量信号和余热锅炉主蒸汽压力测量信号同时低于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置减小锅炉给水流量直到锅炉主蒸汽温度和压力提高到正常工况；当省煤器热水温度测量信号低于设定值而主蒸汽压力测量信号高于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置提高锅炉给水流量直到锅炉主蒸汽温度和压力降低到正常工况；当省煤器热水温度测量信号高于设定值时，通过控制余热锅炉给水管道流量的装置提高锅炉给水流量直到省煤器内的汽水混合物改变为水状态，同时锅炉主蒸汽流量和压力也回升到正常工况状态。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述测量蒸汽管道压力的测量装置是压力变送器。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述测量省煤器热水温度的装置是省煤器热水温度传感器。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述控制余热锅炉给水管道流量的装置包括给水调节器、同步控制器、给水调节阀。
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