CN103758583A - 基于deh的汽轮机的调门配汽曲线转换装置 - Google Patents

基于deh的汽轮机的调门配汽曲线转换装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,包括动态配汽权系数计算回路,包括:第一信号切换模块,速率限制模块以及第一数值减法模块;调门配汽曲线切换回路包括:第一函数发生器、第二函数发生器、第二数值减法模块、第一数值乘法模块、第一数值加法模块、第二数值乘法模块、第二数值加法模块、第二信号切换模块;上述基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,实现了新旧调门配汽曲线转换结束后与转换初始时刻阀门指令的跟踪与无扰,提高了汽轮机调试、试验的可靠性;同时,减少工程技术人员的繁杂工作,减少误操作概率,可以满足了汽轮机调试过程中调门配汽曲线在线修改的要求,提高了汽轮机调试、试验的操作效率。

Description

基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域,特别是涉及一种基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置。
背景技术
汽轮机调门的调门配汽曲线直接决定了汽轮机进汽方式和进汽流量的特性。在进行汽轮机调试与试验过程中,为了改善汽轮机的汽流引起的振动特性、汽轮机轴瓦的承力分布以及阀门指令与流量特性,往往在汽轮机转动的场合下需对现有的调门配汽曲线进行修改。
传统的修改方法是控制工程师在DEH中直接对现有的配汽函数进行修改,并依据目前调门的指令所在的函数区段进行慢慢的微小步长调整。这种修改调门配汽曲线的操作存在以下问题:
(1)每一个调门的调门配汽曲线所耗费的时间均很长。
(2)修改过程中涉及到大量的数值输入,容易引发误操作,威胁到汽轮机的正常运行。
(3)上述因数致使调试、试验过程风险大而且效能低下。
综上所述,现有的针对调门配汽曲线修改的操作过程,无法进行批量修改,不能自动实现调门配汽曲线无扰切换,汽轮机调试、试验的可靠性与效率较低。
发明内容
基于此,有必要针对可靠性与效率较低的问题,提供一种基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置。
一种基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,包括:动态配汽权系数计算回路和调门配汽曲线切换回路;
所述动态配汽权系数计算回路包括:第一信号切换模块,速率限制模块以及第一数值减法模块;
第一信号切换模块,用于根据条件引脚的逻辑值输出常数值1或0至速率限制模块的输入端,当调节阀采用新的调门配汽曲线时,输出常数值1,当调节阀采用旧的调门配汽曲线时,输出常数值0;
速率限制模块,用于根据设定的速率变化值,当输入值与输出值不一致时,控制输出值将依据所述速率变化值趋近于输入值,其中,输入端连接第一信号切换模块;
第一数值减法模块,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值,其中,被减数一端连接速率限制模块的输出端,减数一端为一常数值1;
所述调门配汽曲线切换回路包括:第一函数发生器、第二函数发生器、第二数值减法模块、第一数值乘法模块、第一数值加法模块、第二数值乘法模块、第二数值加法模块、第二信号切换模块;
第一函数发生器,用于存放新的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二函数发生器,用于存放旧的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二数值减法模块,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值并输出,其中,被减数一端连接第二函数发生器的输出端,减数一端连接第一函数发生器的输出端;
第一数值乘法模块,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接速率限制模块的输出端,另一端连接第二数值减法模块的输出端;
第一数值加法模块,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第一数值乘法模块的输出端,另一端连接第一函数发生器的输出端;
第二数值乘法模块,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接第一数值减法模块的输出端,另一端连接第二数值减法模块的输出端;
第二数值加法模块,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第二数值乘法模块的输出端,另一端连接第二函数发生器的输出端;
第二信号切换模块,用于根据条件引脚的逻辑值,选择第一数值加法模块的输出值或第二数值加法模块的输出值输出至调节阀。
上述基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,在对汽轮机调门配汽曲线的修改和切换过程中,避免了汽轮机运转过程中修改调门配汽曲线带来的汽轮机进汽量的大幅波动,实现了新旧调门配汽曲线转换结束后与转换初始时刻阀门指令的跟踪与无扰,提高了汽轮机调试、试验的可靠性;同时,通过该装置可以减少工程技术人员人工修改调门配汽曲线的繁杂工作,减少误操作概率,可以满足了汽轮机调试过程中调门配汽曲线在线修改的要求,提高了汽轮机调试、试验的操作效率;从而有效地保障了汽轮机安全、可靠运行。
附图说明
图1为本发明的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置的结构示意图;
图2为优选实施例的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置的具体实施方式作详细描述。
参考图1所示,图1为本发明的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置的结构示意图,包括动态配汽权系数计算回路10和调门配汽曲线切换回路20;
所述动态配汽权系数计算回路10包括:第一信号切换模块104,速率限制模块105以及第一数值减法模块106;
第一信号切换模块104,用于根据条件引脚的逻辑值输出常数值1或0至速率限制模块105的输入端,当调节阀采用新的调门配汽曲线时,输出常数值1,当调节阀采用旧的调门配汽曲线时,输出常数值0;
速率限制模块105,用于根据设定的速率变化值,当输入值与输出值不一致时,控制输出值将依据所述速率变化值趋近于输入值,其中,输入端连接第一信号切换模块104;
第一数值减法模块106,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值,其中,被减数一端连接速率限制模块105的输出端,减数一端为一常数值1;
所述调门配汽曲线切换回路20包括:第一函数发生器201、第二函数发生器202、第二数值减法模块203、第一数值乘法模块204、第一数值加法模块206、第二数值乘法模块205、第二数值加法模块207、第二信号切换模块208;
第一函数发生器201,用于从总阀位指令(AI)接收并存放新的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二函数发生器202,用于从总阀位指令(AI)接收并存放旧的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二数值减法模块203,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值并输出,其中,被减数一端连接第二函数发生器202的输出端,减数一端连接第一函数发生器201的输出端;
第一数值乘法模块204,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接速率限制模块105的输出端,另一端连接第二数值减法模块203的输出端;
第一数值加法模块206,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第一数值乘法模块204的输出端,另一端连接第一函数发生器201的输出端;
第二数值乘法模块205,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接第一数值减法模块106的输出端,另一端连接第二数值减法模块203的输出端;
第二数值加法模块207,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第二数值乘法模块205的输出端,另一端连接第二函数发生器202的输出端;
第二信号切换模块208,用于根据条件引脚的逻辑值,选择第一数值加法模块206的输出值或第二数值加法模块207的输出值输出至调节阀(CV)209。
本发明的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,在对汽轮机调门配汽曲线的修改和切换过程中,通过动态配汽权系数计算回路和调门配汽曲线切换回路,依据新旧调门配汽曲线与新旧配汽曲线的权系数完成调门指令的动态计算,并依据切换指令选择相应的调门指令值,避免了汽轮机运转过程中修改调门配汽曲线带来的汽轮机进汽量的大幅波动,实现了新旧调门配汽曲线转换结束后与转换初始时刻阀门指令的跟踪与无扰,提高了汽轮机调试、试验的可靠性;同时,通过该装置可以减少工程技术人员人工修改调门配汽曲线的繁杂工作,减少误操作概率,可以满足了汽轮机调试过程中调门配汽曲线在线修改的要求,提高了汽轮机调试、试验的操作效率;从而有效地保障了汽轮机安全、可靠运行。
在一个实施例中,基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置还包括分别连接所述第一信号切换模块104的条件引脚和第二信号切换模块208的条件引脚的转换按键开关30,用于发出计算与选择调门新旧调门配汽曲线的初始命令其中,所述初始命令包括逻辑值1或0。
在一个实施例中,所述调门配汽曲线切换回路20的数量至少为两个,各个调门配汽曲线切换回路20的第一函数发生器201和第二函数发生器202通过总阀位参考指令中获取新旧的调门配汽曲线的配汽折线函数,每个调门配汽曲线切换回路20的输出值输出至一个对应的调节阀。
在一个实施例中,动态配汽权系数计算回路10还包括第一常数值模块、第二常数值模块、第三常数值模块;第一常数值模块用于输出常数值1至第一数值减法模块106,第二常数值模块用于输出常数值1至第一信号切换模块104,第三常数值模块用于输出常数值0至第一信号切换模块104。
在一个实施例中,所述动态配汽权系数计算回路10和调门配汽曲线切换回路20采用DCS控制系统中的处理器的功能逻辑块进行设计。
为了更加清晰本发明的技术方案,下面结合图2阐述本发明的更加详细的实施例。
本发明的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,包括动态配汽权系数计算回路10,n个调门配汽曲线切换回路20,n>=2,以及转换按键开关30。
对于动态配汽权系数计算回路10,该回路包括第一常数值模块、第二常数值模块、第三常数值模块,第一信号切换模块104,速率限制模块105以及第一数值减法模块106。
第一常数值模块置值为1,作为减法功能块“-”引脚的输入值,即充当第一数值减法模块106的减数;第二常数值模块、第三常数值模块为回路中的第一信号切换模块104提供常数值,其中第二常数值模块置值为1,作为第一信号切换模块104的“N”引脚输入值,第三常数值模块置值为0,作为第一信号切换模块104的“Y”引脚输入值。
第一信号切换模块104依据条件引脚中的具体数值(1或0)选择不同引脚输入值作为选择切换模块的输出。当采用新的调门配汽曲线时,选择条件为真(逻辑1),选择“Y”引脚的数值作为该功能块的输出值,即输出0。当采用新的调门配汽曲线时,选择条件为假(逻辑0),选择“N”引脚的数值作为该功能块的输出值,即输出1。
速率限制模块105用于实现输出值能够按照一定速率变化。当输入输出值不一致时,输出值将按照给定的速率趋近于输入值。即当上游的第一信号切换模块104输出值发生变化后,速率限制模块105按照一定的速率接受第一信号切换模块104的变化,并改变输出值向该功能块的输入值靠近。为了便于后续算法的表述,定义速率限制模块105的输出为O105,称之为新调门配汽曲线权系数。在新旧调门配汽曲线切换过程中,O105是[0,1]区间随时间动态变化的数据。当调门配汽曲线由旧向新转换过程中,O105由1按照既定的速率变化至0;反之,当调门配汽曲线由新向旧转换过程中,O105由0按照既定的速率变化至1。当新旧调门配汽曲线切换结束后,O105为恒定值,相应值等于第一信号切换模块104的输出。
第一数值减法模块106实现两个输入数值之间的差值,输入的数据有严格的减数与被减数之分。其中,引脚“-”连接减数,引脚“+”连接被减少。为了便于后续算法的表述,定义第一数值减法模块106的输出为O106,称之为旧调门配汽曲线权系数。那么,O106=O105-1。在新旧调门配汽曲线切换过程中,O106是[-1,0]区间随时间动态变化的数据。当调门配汽曲线由旧向新转换过程中,O106由0按照既定的速率变化至-1;反之,当调门配汽曲线由新向旧转换过程中,O106由-1按照既定的速率变化至0。当新旧调门配汽曲线切换结束后,O106为恒定值,即,当汽轮机调门管理程序中使用新曲线时,O106=-1;当汽轮机调门管理程序中使用旧曲线时,O106=0。
对于调门配汽曲线切换回路20,主要是完成汽轮调门新旧调门配汽曲线转换过程中,调门开度指令的动态计算与选择,该回路依据新旧调门配汽曲线与新旧调门配汽曲线的权系数完成每个调门指令的动态计算,并依据切换指令选择相应的调门指令值,实现了切换过程的无扰以及切换结束后的跟踪功能。
每个调门配汽曲线切换回路20包括:第一函数发生器201、第二函数发生器202、第二数值减法模块203、第一数值乘法模块204、第一数值加法模块206、第二数值乘法模块205、第二数值加法模块207以及第二信号切换模块208。以一号CV1调节阀的处理过程为例进行说明,第二号CV2调节阀至第n号CVn调节阀的处理过程均同于CV1调节阀;具体说明如下:
第一函数发生器201、第二函数发生器202用于存写调门配汽曲线的折线函数,其输入信号为总阀位指令;其中,第一函数发生器201是存放新调门配汽曲线的配汽折线函数的函数发生器,第二函数发生器202是存放旧调门配汽曲线的配汽折线函数的函数发生器;两个函数发生器的输出依据相应函数曲线采用线性插值的方法,可以分别计算出其输出值;为了便于后续算法的表述,在此定义第一函数发生器201的输出为O201,第二函数发生器202的输出为O202
第二数值减法模块203实现两个输入数值之间的差值,输入的数据有严格的减数与被减数之分。其中,引脚“-”连接减数,引脚“+”连接被减数;定义第二数值减法模块203的输出为O203;那么,O203=O202-O201
第一数值乘法模块204实现两个输入数值之间的乘积,输出结果有正负之分;定义第一数值乘法模块204的输出为O204;其中,第一数值乘法模块204实现第二数值减法模块203与速率限制模块105输出数值的乘积;即第一数值乘法模块204的输出可以表述为:O204=O203×O105
第一数值加法模块206实现两个输入数值之间的和;定义第一数值加法模块206的输出为O206;其中,第一数值加法模块206实现第一函数发生器201与第一数值乘法模块204的输出数值的相加;即第一数值加法模块206的输出可以表述为:O206=O201+O204
第二数值乘法模块205实现两个输入数值之间的乘积,输出结果有正负之分;定义第二数值乘法模块205的输出为O205;其中,第二数值乘法模块205实现第二数值减法模块203与第一数值减法模块106输出数值的乘积;即第二数值乘法模块205的输出可以表述为:O205=O203×O106
第二数值加法模块207实现两个输入数值之间的和;定义第二数值加法模块207的输出为O207;其中,第二数值加法模块207实现第二函数发生器202与第二数值乘法模块205的输出数值的相加;即第二数值加法模块207的输出可以表述为:O207=O202×O205
第二信号切换模块208依据条件引脚中的具体数值(1或0)选择不同的引脚输入值作为其输出值,第二信号切换模块208的输出值将作调门的开度指令。当采用新的调门配汽曲线时,选择条件为真(逻辑值1),即选择“Y”引脚的数值作为输出值,即选择第一数值加法模块206的输出O206作为调门CV1的指令。当采用旧的调门配汽曲线时,选择条件为假(逻辑0),选择“N”引脚的数值作为该功能块的输出值,即选择第二数值加法模块207的输出O207作为CV1调节阀209的指令。
通过上述调门配汽曲线切换回路20,实现了切换结束的跟踪与切换初期的无扰功能;具体如下:
当切换结束后,O206=O201+O204=O201+O203×O105=O201+O203×O104=O201+(O202-O201)×O104;同理,O207=O202+(O202-O201)×(O104-1)。
当O104=1时(采用旧曲线),O206=O202,O207=O202,即O206=O207;当O104=0(采用新调门配汽曲线)时,O206=O201,O207=O201,即O206=O207
由此可见,调门配汽曲线切换回路20保证了新旧调门配汽曲线转换结束后与转换初始时刻阀门指令的跟踪与无扰。
对于用于实施汽轮调门配汽曲线修改与转换的转换按键开关30,通过发出计算与选择调门新旧调门配汽曲线的初始命令来启动修改与转换;其命令包含有置逻辑值“1”或“0”的功能:转换按键开关30实现置逻辑值“1”或“0”的功能,可以是手动操作的置位按钮,该按钮的输出值作为第一信号切换模块104、第二信号切换模块208的条件引脚的输入信号,即触发在线批量调门配汽曲线修改与转换的命令。
本发明的技术方案,实现了汽轮机调试与试验过程中调门配汽曲线在线修改,该技术方案能够有效实现自动、无扰、批量的汽轮机调门配汽曲线的在线修改。减少了调整、试验工程师的工作强度,降低了试验过程中认为修改带来的误操作,确保了汽轮机运行的稳定性与安全性,为汽轮机调试与试验过程中的调门配汽曲线修改提供了一种切实可行的实现方案。
另外,本发明的技术方案可以采用的现有工业过程DCS控制系统中的处理器具备的功能逻辑块来进行设计;通过该设计方式,使得本发明的装置普适性强、组态方便,无需采用计算机编程方法实现,利用目前DCS系统组态软件中现有的功能块即可实现,而且可读性强,方便算法逻辑的复用。
综合上述各个实施例,本发明的技术方案,可以在线批量修改汽轮机的调门配汽曲线,可以对汽轮机调门配汽曲线进行自动化的修改和切换,避免了汽轮机运转过程中修改调门配汽曲线带来的汽轮机进汽量的大幅波动,实现了新旧调门配汽曲线转换结束后与转换初始时刻阀门指令的跟踪与无扰,能有效提高汽轮机调试、试验过程中阀门流量特性曲线的修改及时性,减轻了控制工程师在线手动修改的繁杂工作,提高了汽轮机调试、试验的可靠性与效率,有效地保障了汽轮机安全、可靠运行,对提高汽轮机在线修改调门配汽曲线的效能、运行的安全性起到了重要作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,其特征在于,包括:动态配汽权系数计算回路和调门配汽曲线切换回路;
所述动态配汽权系数计算回路包括:第一信号切换模块,速率限制模块以及第一数值减法模块;
第一信号切换模块,用于根据条件引脚的逻辑值输出常数值1或0至速率限制模块的输入端,当调节阀采用新的调门配汽曲线时,输出常数值1,当调节阀采用旧的调门配汽曲线时,输出常数值0;
速率限制模块,用于根据设定的速率变化值,当输入值与输出值不一致时,控制输出值将依据所述速率变化值趋近于输入值,其中,输入端连接第一信号切换模块;
第一数值减法模块,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值,其中,被减数一端连接速率限制模块的输出端,减数一端为一常数值1;
所述调门配汽曲线切换回路包括:第一函数发生器、第二函数发生器、第二数值减法模块、第一数值乘法模块、第一数值加法模块、第二数值乘法模块、第二数值加法模块、第二信号切换模块;
第一函数发生器,用于存放新的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二函数发生器,用于存放旧的调门配汽曲线的配汽折线函数,并依据相应函数曲线采用线性插值的方法计算输出值;
第二数值减法模块,用于计算两个输入端的输入数值之间的差值并输出,其中,被减数一端连接第二函数发生器的输出端,减数一端连接第一函数发生器的输出端;
第一数值乘法模块,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接速率限制模块的输出端,另一端连接第二数值减法模块的输出端;
第一数值加法模块,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第一数值乘法模块的输出端,另一端连接第一函数发生器的输出端;
第二数值乘法模块,用于计算两个输入数值之间的乘积并输出,其中,一端连接第一数值减法模块的输出端,另一端连接第二数值减法模块的输出端;
第二数值加法模块,用于计算两个输入数值之间的和值并输出,其中,一端连接第二数值乘法模块的输出端,另一端连接第二函数发生器的输出端;
第二信号切换模块,用于根据条件引脚的逻辑值,选择第一数值加法模块的输出值或第二数值加法模块的输出值输出至调节阀。
2.根据权利要求1所述的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,其特征在于,还包括分别连接所述第一信号切换模块的条件引脚和第二信号切换模块的条件引脚的转换按键开关,用于发出计算与选择调门新旧调门配汽曲线的初始命令其中,所述初始命令包括逻辑值1或0。
3.根据权利要求1所述的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,其特征在于,所述调门配汽曲线切换回路的数量至少为两个,各个调门配汽曲线切换回路的第一函数发生器和第二函数发生器通过总阀位参考指令中获取新旧的调门配汽曲线的配汽折线函数,每个调门配汽曲线切换回路的输出值输出至一个对应的调节阀。
4.根据权利要求1所述的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,其特征在于,动态配汽权系数计算回路还包括第一常数值模块、第二常数值模块、第三常数值模块;
第一常数值模块用于输出常数值1至第一数值减法模块,第二常数值模块用于输出常数值1至第一信号切换模块,第三常数值模块用于输出常数值0至第一信号切换模块。
5.根据权利要求1所述的基于DEH的汽轮机的调门配汽曲线转换装置,其特征在于,所述动态配汽权系数计算回路和调门配汽曲线切换回路采用DCS控制系统中的处理器的功能逻辑块进行设计。
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