CN101813431B - 温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法 - Google Patents

温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明所公开的温控变压式蓄热器控制系统，它主要包括蓄热器，蓄热器上分别连通有进汽管道和出汽管道，在进汽管道和出汽管道之间设有一短路管道将它们相互连通，位于短路管道与蓄热器之间进汽管道上设有一进口止回阀，在短路管道上设有温控调节阀和短路止回阀，在蓄热器还设有用于测量饱和蒸汽压力的蒸汽压力传感器以及测量水温的水温传感器，蒸汽压力传感器、水温传感器的传感信号输入至控制器，控制器的输出与温控调节阀的执行信号相连，其控制方法特征是以该蒸汽温度和水温的偏差来控制温控调节阀，使进气分为两路，一路供气，另一路蓄热，并在需要时放热。本发明能保证蒸汽量和蒸汽压力稳定，使余热回收系统的出力维持最大。

Description

温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及余热蒸汽利用过程中的蓄热装置，尤其是一种温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法。
背景技术
随着科学的发展以及人们对节能降耗的重视，余热蒸汽的回收利用在工业上应用得越来越广泛。如炼钢厂为了节约能源回收余热，增设转炉余热锅炉，由于转炉产钢呈周期性变化，因此排出的烟气余热也是间断的、周期的，使得转炉余热锅炉只能间断的产生饱和蒸汽，且流量和压力波动范围比较大，使得蒸汽的有效利用比较困难，而几乎所有的余热蒸汽都存在着上述现象，为了使间断供汽变为连续、稳定的汽源以利用(通常供汽轮机发电用)，可在系统中增加蓄热装置解决问题，而现有的蓄热器仍采用上世纪八、九十年的蓄热器技术，由于这些蓄热器控制系统设置不合理，使蓄热器不能自动跟随余热蒸汽的波动进行“充热”和“放热”的调节过程，使用效果较差，蓄热器也失去应有的作用，给余热利用带来了不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供的一种可随余热蒸汽的波动进行“充热”和“放热”的调节的温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明所设计的温控变压式蓄热器控制系统，它主要包括蓄热器，蓄热器上分别连通有进汽管道和出汽管道，在进汽管道和出汽管道之间设有一短路管道将它们相互连通，位于短路管道与蓄热器之间进汽管道上设有一进口止回阀，在所述短路管道上设有温控调节阀和短路止回阀，在所述蓄热器还设有用于测量饱和蒸汽压力的蒸汽压力传感器以及测量水温的水温传感器，所述的蒸汽压力传感器、水温传感器的传感信号输入至控制器，控制器的输出与温控调节阀的执行信号相连。所述的控制器可以是PLC、单片机、工控机等，所述的温度传感器可以是热电阻、热电偶等，所述的调节阀可以是气动调节阀或电液调节阀等。
作为优选，在位于短路管道后侧的出汽管道上设有压力控制调节阀和压力传感器，压力传感器与压力控制调节阀信号相连，采用闭环控制，保证出口蒸汽的压力稳定。
本发明设计的上述温控变压式蓄热器控制系统的控制方法，它采用蓄热器中的水对进汽管道的蒸汽进行蓄热，并通过出汽管道输出向外供汽，其特征是在进汽管道和出汽管道之间增设短路管道，在短路管道与蓄热器之间进汽管道上设置进口止回阀，在短路管道上设置温控调节阀和短路止回阀，同时在蓄热器内设蒸汽压力传感器和水温传感器分别测量蓄热器内的饱和蒸汽压力和水温，并通过测得的饱和蒸汽压力推算出蒸汽温度；
当蒸汽温度高于水温时，以该蒸汽温度和水温的偏差作为控制信号来控制温控调节阀工作，通过温控调节阀改变短路管道内的流量，使进汽管道进来的蒸汽分为两路，一路经短路管道直接输出至出口管道向外供汽，另一路进入蓄热器蓄热，且所述偏差越大，温控调节阀开度越小；
当蒸汽温度低于水温时，蓄热器内的高温饱和水蒸发成为蒸汽，使得蓄热器内蒸汽压力大于进汽管道内的进汽压力，进口止回阀和短路止回阀自动截止切断供气，同时防止蒸汽直接回流或通过短路管道回流至进汽管道，使蓄热器内的蒸汽通过出汽管道以稳定的流量和压力向外供汽。
作为优选，在出汽管道上设置压力控制调节阀和压力传感器，以出汽管道的压力为控制信号，采用压力控制调节阀进行闭环控制，保证出口蒸汽的压力稳定。
本发明得到的温控变压式蓄热器控制系统及其控制方法，在生产蒸汽波动大的热力系统中，合理设置蓄热器及控制系统，可以起到“削峰填谷”的作用，保证出口蒸汽的稳定连续，使汽轮机能在平稳的供汽工况稳定运行，大大减少设备事故率。同时，由于能保证蒸汽量和蒸汽压力稳定，使余热回收系统的出力维持最大，在不影响原工艺流程的前提下，维持余热发电的稳定、高效、连续运行。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图。
图中：蓄热器1、进汽管道2、出汽管道3、短路管道4、进口止回阀5、温控调节阀6、短路止回阀7、蒸汽压力传感器8、水温传感器9、控制器10、压力控制调节阀11、压力传感器12。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例所描述的温控变压式蓄热器控制系统，它主要包括蓄热器1，蓄热器1上分别连通有进汽管道2和出汽管道3，在进汽管道2和出汽管道3之间设有一短路管道4将它们相互连通，位于短路管道4与蓄热器1之间进汽管道2上设有一进口止回阀5，在所述短路管道4上设有温控调节阀6和短路止回阀7，在所述蓄热器1还设有用于测量饱和蒸汽压力的蒸汽压力传感器8以及测量水温的水温传感器9，所述的蒸汽压力传感器8、水温传感器9的传感信号输入至控制器10，控制器10的输出与温控调节阀6的执行信号相连。在位于短路管道4后侧的出汽管道3上设有压力控制调节阀11和压力传感器12，压力传感器12与压力控制调节阀11信号相连。本系统中温度、压力信号的采集、变送，控制器10的比较、输出、调节阀的控制等技术为电气控制领域常规技术，该领域普通人员根据上述描述即可实施，在此不加详述。
上述温控变压式蓄热器控制系统的控制方法，它采用蓄热器1中的水对进汽管道2的蒸汽进行蓄热，并通过出汽管道3输出向外供汽，其特征是在进汽管道2和出汽管道3之间增设短路管道4，在短路管道4与蓄热器1之间进汽管道2上设置进口止回阀5，在短路管道4上设置温控调节阀6和短路止回阀7，同时在蓄热器1内设蒸汽压力传感器8和水温传感器9分别测量蓄热器1内的饱和蒸汽压力和水温，并通过测得的饱和蒸汽压力推算出蒸汽温度；通过饱和蒸汽压力推算出蒸汽温度为本领域常规技术，在此不作详述。
当蒸汽温度高于水温时，以该蒸汽温度和水温的偏差作为控制信号来控制温控调节阀6工作，通过温控调节阀6改变短路管道4内的流量，使进汽管道2进来的蒸汽分为两路，一路经短路管道4直接输出至出口管道向外供汽，另一路进入蓄热器1蓄热，且所述偏差越大，温控调节阀6开度越小；
当蒸汽温度低于水温时，蓄热器1内的高温饱和水蒸发成为蒸汽，使得蓄热器1内蒸汽压力大于进汽管道2内的进汽压力，进口止回阀5和短路止回阀7自动截止切断供气，同时防止蒸汽直接回流或通过短路管道4回流至进汽管道2，使蓄热器1内的蒸汽通过出汽管道3以稳定的流量和压力向外供汽。
采用本技术的余热发电系统应用于炼钢厂，生产运行时，当转炉进入吹扫期间时，产汽量及汽压逐渐增大，产汽时间段转炉的饱和蒸汽经进口止回阀5进入蓄热器1，蓄热器1内压力所对应的蒸汽饱和温度高于蓄热器1内水侧温度，此时反馈给温度控制调节阀一个控制信号，温控调节阀6关小，将转炉来蒸汽调整为两路，一部分通过短路止回阀7进入出口管道，另一部分则通过进口止回阀5进入蓄热器1，凝结放热，将水加热，蓄热器1内的温度和压力同步升高，即“充热过程”，以热能的形式储存起来；
当转炉吹扫结束后，进口汽量及压力逐渐减小，进口管道压力降低，蓄热器1内压力对应的饱和温度也跟着降低，低于已经吸收热量的蓄热器1内水侧温度，蓄热器1中的高温饱和水迅速蒸发成蒸汽，使得蓄热器1内蒸汽压力大于进汽管道2内的进汽压力，进口止回阀5和短路止回阀7自动截止切断供气，同时防止蒸汽直接回流或通过短路管道4回流至进汽管道2，使蓄热器1内的蒸汽通过出汽管道3以稳定的流量和压力向外供汽，蓄热罐内压力，温度同步下降，即“放热过程”或“产汽过程”。
从而使得余热发电系统具有较高余热回收效率，在不影响原炼钢工艺流程的前提下，能够保证余热锅炉满足汽轮机的运行模式和工质要求，维持余热发电系统的稳定、高效、连续运行。

Claims (4)

1.一种温控变压式蓄热器控制系统，它主要包括蓄热器，蓄热器上分别连通有进汽管道和出汽管道，其特征是在进汽管道和出汽管道之间设有一短路管道将它们相互连通，位于短路管道与蓄热器之间进汽管道上设有一进口止回阀，在所述短路管道上设有温控调节阀和短路止回阀，在所述蓄热器还设有用于测量饱和蒸汽压力的蒸汽压力传感器以及测量水温的水温传感器，所述的蒸汽压力传感器、水温传感器的传感信号输入至控制器，控制器的输出与温控调节阀的执行信号相连。
2.根据权利要求1所述的温控变压式蓄热器控制系统，其特征是在位于短路管道后侧的出汽管道上设有压力控制调节阀和压力传感器，压力传感器与压力控制调节阀信号相连。
3.一种如权利要求1所述的温控变压式蓄热器控制系统的控制方法，它采用蓄热器中的水对进汽管道的蒸汽进行蓄热，并通过出汽管道输出向外供汽，其特征是在进汽管道和出汽管道之间增设短路管道，在短路管道与蓄热器之间进汽管道上设置进口止回阀，在短路管道上设置温控调节阀和短路止回阀，同时在蓄热器内设蒸汽压力传感器和水温传感器分别测量蓄热器内的饱和蒸汽压力和水温，并通过测得的饱和蒸汽压力推算出蒸汽温度；
当蒸汽温度高于水温时，以该蒸汽温度和水温的偏差作为控制信号来控制温控调节阀工作，通过温控调节阀改变短路管道内的流量，使进汽管道进来的蒸汽分为两路，一路经短路管道直接输出至出口管道向外供汽，另一路进入蓄热器蓄热，且所述偏差越大，温控调节阀开度越小；
当蒸汽温度低于水温时，蓄热器内的高温饱和水蒸发成为蒸汽，使得蓄热器内蒸汽压力大于进汽管道内的进汽压力，进口止回阀和短路止回阀自动截止切断供气，同时防止蒸汽直接回流或通过短路管道回流至进汽管道，使蓄热器内的蒸汽通过出汽管道以稳定的流量和压力向外供汽。
4.根据权利要求3所述的温控变压式蓄热器控制系统的控制方法，其特征是在出汽管道上设置压力控制调节阀和压力传感器，以出汽管道的压力为控制信号，采用压力控制调节阀进行闭环控制，保证出口蒸汽的压力稳定。
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