CN107178779A - 变速给水泵变速运行的控制方法 - Google Patents

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    • F22D5/26Automatic feed-control systems
    • F22D5/32Automatic feed-control systems influencing the speed or delivery pressure of the feed pumps

Abstract

本发明涉及发电厂给水系统技术领域,尤其涉及一种变速给水泵变速运行的控制方法,变速给水泵具有一个或多个给水出口,每个给水出口各连接一用户系统,在每个给水出口处均设置给水压力测点,每个用户系统均设定一个给水压力需求值,控制系统根据各个用户系统的给水压力需求值与相应给水压力测点处测得的实际压力值的差值中的最大值对变速给水泵的转速进行调节,使各个用户系统的给水压力需求值与相应给水压力测点处的实际压力值的差值中的最大值减小或增大至零。能够在保证变速给水泵各个给水出口的实际压力都满足相应用户系统的给水压力需求的前提下,尽可能地降低能耗,同时防止给水压力过高导致阀门的阀芯受损,保障机组安全。

Description

变速给水泵变速运行的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及发电厂给水系统技术领域,尤其涉及一种变速给水泵变速运行的控制 方法。
背景技术
[0002]给水系统作为火力发电厂的重要环节,其主要功能是将除氧器水箱中的凝结水通 过给水泵提高压力,经加热达到锅炉给水要求后,输送到锅炉省煤器入口,作为锅炉的给 水。此外,给水系统还向锅炉过热器减温器、再热器减温器,以及汽轮机高压旁路装置的减 温器提供尚压减温水,用于调节上述设备的出口蒸汽温度。
[0003]给水栗作为给水系统的心脏,其扬程大小决定了给水系统压力的大小。事实上,在 设计选型时,人们往往会选择出力(扬程、流量)具有一定富裕量的给水泵来使用,以确保发 电机组的安全运行。而对于多压锅炉来说,为简化设备与系统布置,往往会选择带有抽头 (一个或多个)的给水栗来作为给水系统的动力源,由于多压锅炉对给水栗各级抽头的压力 要求不一致,但又彼此关联,因此在选择这类给水栗时,其额定出力明显会高于锅炉及各级 减温水用户需求,当给水泵于额定转速运行时,就会造成辅机功耗的明显浪费,此外,给水 压力过高,也会导致给水调门、减温水调门运行中开度偏小,可能会造成阀芯吹损,影响机 组安全运行。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种变速给水泵变速运行的控制方法,能够实现 给水泵变速运行、提高给水系统运行灵活性、最大程度节能降耗,以克服现有技术的上述缺 陷。
[0005]为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种变速给水栗变速运行的 控制方法,变速给水杲具有一个或多个给水出口,每个给水出口各连接一用户系统,在每个 给水出口处均设置给水压力测点,每个用户系统均设定一个给水压力需求值,控制系统根 据各个用户系统的给水压力需求值与相应给水压力测点处测得的实际压力值的差值中的 最大值对变速给水泵的转速进行调节,使各个用户系统的给水压力需求值与相应给水压力 测点处的实际压力值的差值中的最大值减小或增大至零。
[0006]优选地,每个用户系统均设定一个修正系数,控制系统根据各个用户系统的给水 压力需求值与相应给水压力测点处测得的实际压力值的差值与相应修正系数的乘积中的 最大值对变速给水泵的转速进行调节,使各个用户系统的给水压力需求值与相应给水压力 测点处的实际压力值的差值与相应修正系数的乘积中的最大值减小或增大至零。
[0007]优选地,每个给水出口各自通过给水管道与用户系统连接,每个用户系统的给水 压力需求值由相应用户系统的实际工作介质压力值与给水管道上的压损总和叠加形成。 [0008]优选地,每个给水管道上均设有给水阀门,每个给水阀门均设定一个较佳开度,给 水管道上的压损总和为相应给水阀门处于较佳开度时的压损总和。
[0009] 优选地,每个给水管道上均设有给水阀门,当给水阀门的开度增大至最大开度时, 相应给水管道上的压损总和为包含安全裕量的压损总和。
[0010] 优选地,控制系统控制变速给水泵的转速不低于会引发低频共振的最小转速。
[0011] 优选地,在每个给水出口处均设置有三个给水压力测点。
[0012] 优选地,用户系统包括锅炉的高压汽包、中压汽包和低压汽包,多个给水出口包括 与高压汽包连接的变速给水栗的出水口、与中压汽包连接的中压抽头以及与低压汽包连接 的低压抽头。
[0013] 优选地,高压汽包的给水压力需求值为高压省煤器入口处的给水压力需求值、高 压过热器减温器的给水压力需求值、高压旁路减温器的给水压力需求值和变速给水泵的出 水口处所允许的最小压力值中的最大值。
[0014] 优选地,中压汽包的给水压力需求值为中压省煤器入口处的给水压力需求值和再 热蒸汽减温器的给水压力需求值中的最大值。
[0015] 与现有技术相比,本发明具有显著的进步:
[0016] 本发明的变速给水泵变速运行的控制方法可根据实际情况对变速给水泵的转速 进行实时调节,实现变速给水栗的变速运行,提高给水系统运行的灵活性,能够在保证变速 给水泵各个给水出口的实际压力都满足相应用户系统的给水压力需求的前提下,尽可能地 降低能耗,同时防止给水压力过高导致阀门的阀芯受损,保障机组安全。
附图说明
[0017] 图1是本发明实施例变速给水泵变速运行的控制方法的流程示意图。
[0018] 图2是本发明实施例变速给水泵变速运行的控制方法应用到锅炉的给水系统中时 的流程示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于 说明本发明,而并非对本发明的限制。
[0020] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连 接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机 械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发 明中的具体含义。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以 上。
[0021] 如图1至图2所示,本发明变速给水栗变速运行的控制方法的一种实施例。
[0022] 本实施例的变速给水泵具有一个或多个给水出口,所述多个出水口包括变速给水 栗的出水口以及开设在变速给水泵上的n个抽头,n为整数且n多0。每个给水出口各连接一 用户系统,并将变速给水栗中的水输送给相应的用户系统,由此,本实施例的变速给水栗可 同时为n+1个用户系统供水。在每个给水出口处均设置给水压力测点,用以测量变速给水泵 的给水出口处的实际压力值Pi,i为整数且1彡i彡n+l,Pi即为实际输送至第i个用户系统的 给水压力值。每个用户系统均设定一个给水压力需求值POi,该给水压力需求值P〇i为满足 第i个用户系统正常运行所需的给水压力值。控制系统根据各个用户系统的给水压力需求 值POi与相应给水压力测点处测得的实际压力值Pi的差值A Pi (A Pi =P〇i-Pi)中的最大值 A Pmax对变速给水栗的转速进行调节,使各个用户系统的给水压力需求值POi与相应给水 压力测点处的实际压力值Pi的差值A Pi中的最大值A Pmax减小或增大至零。当n二0时,给 水出口为一个,该给水出口即为变速给水泵的出水口,此时变速给水栗仅为一个用户系统 供水,则上述A pmax即为用户系统的给水压力需求值P0与相应给水压力测点处测得的实际 压力值P的差值A P。
[0023] 本实施例可以由控制系统选取各个用户系统的给水压力需求值POi与相应给水压 力测点处测得的实际压力值Pi的差值A Pi中的最大值A Pmax作为输入量输入比例积分微 分控制器PID中,由比例积分微分控制器PID根据最大值A Pmax分析计算出使最大值A pmax 减小或增大至零的变速给水栗的转速N1。
[0024]具体地,当各个用户系统的给水压力需求值P0 i与相应给水压力测点处的实际压 力值Pi的差值A Pi中的最大值A pmax大于零时,最大差值A Pmax对应的用户系统的给水压 力需求值POi大于相应给水压力测点处的实际压力值Pi,即变速给水泵的给水压力不能满 足该用户系统的需求。此时,控制系统根据最大差值Apmax对变速给水栗的转速进行调节, 提高变速给水泵的转速,以增加给水压力测点处的实际压力值Pi,使最大差值A Pmax减小 至零,也就使最大差值A Pmax对应的用户系统的给水压力需求值POi与相应给水压力测点 处的实际压力值Pi相当,从而满足该用户系统的需求。当最大差值A Pmax对应的用户系统 的给水压力需求能够被满足时,其它用户系统的给水压力需求也都能被满足。
[0025]当各个用户系统的给水压力需求值POi与相应给水压力测点处的实际压力值Pi的 差值APi中的最大值APmax小于零时,所有用户系统的给水压力需求值p0i均小于相应给 水压力测点处的实际压力值Pi,变速给水栗的给水压力能够满足所有用户系统的需求。此 时,最大差值A Pmax对应的用户系统由于给水压力需求值POi小于相应给水压力测点处的 实际压力值Pi而存在一定的能量浪费。控制系统根据最大差值A Pmax对变速给水栗的转速 进行调节,使该最大差值APmax增大至零,也就使对应用户系统的给水压力需求值H)i与相 应给水压力测点处的实际压力值Pi相当,从而在保证满足所有用户系统给水压力需求的前 提下,尽可能地降低了能耗,同时也能够避免给水压力过高导致阀门的阀芯受损,保障机组 安全。
[0026]由此,本实施例的变速给水泵变速运行的控制方法可根据实际情况对变速给水泵 的转速进行实时调节,实现变速给水栗的变速运行,提高给水系统运行的灵活性,能够在保 证变速给水泵各个给水出口的实际压力都满足相应用户系统的给水压力需求的前提下,尽 可能地降低能耗,同时防止给水压力过高导致阀门的阀芯受损,保障机组安全。
[0027]进一步,如图1所示,在本实施例中,每个用户系统均设定一个修正系数ei,控制系 统根据各个用户系统的给水压力需求值POi与相应给水压力测点处测得的实际压力值Pi的 差值APi与相应修正系数ei的乘积APf (APi/= APiXei)中的最大值APmax'对变速给 水栗的转速进行调节,使各个用户系统的给水压力需求值P0 i与相应给水压力测点处的实 际压力值Pi的差值A Pi与相应修正系数ei的乘积A Pi /中的最大值A Pma?减小或增大至 零。当n = 0时,则上述APmax'即为用户系统的给水压力需求值p〇与相应给水压力测点处测 得的实际压力值P的差值A P与相应修正系数e的乘积A P/。通过修正系数ei修正给水压力 需求值POi与相应给水压力测点处的实际压力值Pi的差值A Pi,可以对差值A Pi进行标幺 化处理,也可以根据各个用户系统的重要程度设定相应的修正系数e i,从而调整各个用户 系统在整个控制方法对变速给水栗的转速进行调整的过程中所占的比重。
[0028]设定修正系数e i后,控制系统则选取各个用户系统的给水压力需求值P〇 i与相应 给水压力测点处的实际压力值Pi的差值A Pi与相应修正系数ei的乘积A Pi'中的最大值A Pmax/作为输入量输入比例积分微分控制器PID中,比例积分微分控制器PID根据最大值A Pmax /分析计算出使最大值A Pmax /减小或增大至零的变速给水泵的转速N1。
[0029]进一步,在本实施例中,控制系统控制变速给水泵的转速不低于会引发低频共振 的最小转速。即控制系统通过比例积分微分控制器PID对变速给水泵的转速进行调节计算 后,还将调T1计算后的转速N1与变速给水栗会出现低频共振的最小转速N2进彳丁比较,取转 速N1与转速N2中的较大值作为变速给水栗转速的设定值N,然后由调速系统调整变速给水 杲的转速至该设定值N,从而完成变速给水栗的转速调节。
[0030] 进一步,在本实施例中,变速给水栗的每个给水出口各自通过给水管道与对应的 用户系统连接,每个用户系统的给水压力需求值POi由相应用户系统的实际工作介质压力 值POi '与给水管道上的压损总和A POi叠加形成,g卩POi = roi'+ A POi。由此,用户系统给水 压力需求值P〇i的设定考虑了从变速给水栗的给水出口至用户系统的供水入口的沿线管道 上的压力损失,从而能够保证到达用户系统的给水压力能够满足用户系统的需求。
[0031] 进一步,在本实施例中,每个给水管道上均设有给水阀门,每个给水阀门均设定一 个较佳开度,给水管道上的压损总和A P〇i为相应给水阀门处于较佳开度时的压损总和,即 本实施例的用户系统给水压力需求值P〇 i是在给水管道上给水阀门处于较佳开度时的给水 压力需求,因此在变速给水泵的给水压力满足用户系统的给水压力需求值roi、系统正常工 作时,给水阀门一直处于较佳开度,从而能够进一步有效避免给水阀门吹损问题。
[0032] 进一步,本实施例的控制方法还考虑到特殊工况下有的用户系统的给水阀门的开 度会存在接近开足的状态,为防止该状态下的用户系统断水,在本实施例中,当给水阀门的 开度增大至最大开度时,相应给水管道上的压损总和A roi为包含安全裕量的压损总和,gp 此时的压损总和A POi为给水管道上既有的压力损失与安全裕量的总和。
[0033] 进一步,为保证压力测量的准确性,本实施例在每个给水出口处均设置有三个给 水压力测点,采用“三取中”的方法,即在三个给水压力测点测得的三个压力值中取中间值, 能够增加实际测量结果的准确性和可靠性。
[0034] 进一步,本实施例的上述变速给水栗变速运行的控制方法应用到锅炉的给水系统 中时,用户系统包括锅炉的高压汽包、中压汽包和低压汽包,变速给水泵的多个给水出口包 括与高压汽包连接的变速给水泵的出水口、与中压汽包连接的中压抽头以及与低压汽包连 接的低压抽头。变速给水泵同时为锅炉省煤器、过热器减温器、再热蒸汽减温器以及高压旁 路减温器供水。在变速给水泵的出水口与高压汽包连接的高压给水管道上设有三个高压给 水压力测点,在变速给水泵的中压抽头与中压汽包连接的中压给水管道上设有三个中压给 水压力测点,在变速给水泵的低压抽头处设有三个低压给水测点。高压给水压力测点处测 得的实际压力值P1、中压给水压力测点处测得的实际压力值P2和低压给水压力测点处测得 的实际压力值P 3均由控制系统采用“三取中”的方法确定。
[0035]具体地,如图2所示,高压汽包设定有修正系数e 1,控制系统选取高压汽包的给水 压力需求值P01为高压省煤器入口处的给水压力需求值P011、高压过热器减温器的给水压 力需求值P012、高压旁路减温器的给水压力需求值roi3和变速给水泵的出水口处所允许的 最小压力值Pminl中的最大值。其中,尚压省煤器入口处的给水压力需求值P〇ll为局压汽包 的压力值P011 /与变速给水栗的的出水口至高压省煤器入口的压损总和A p〇l 1之和;高压 过热器减温器的给水压力需求值P〇 12为高压主蒸汽压力值P〇 12 /与变速给水栗的的出水口 至高压过热器减温器的压损总和A P012之和;高压旁路减温器的给水压力需求值P013为高 压旁路阀前的主蒸汽压力值P013/与变速给水栗的的出水口至高压旁路减温器压损总和A P013之和;变速给水栗的出水口处所允许的最小压力值Pminl满足由变速给水栗的出水口 经再循环阀门截流后的给水压力高于凝结水加热器的入口压力。高压汽包的给水压力需求 值p〇i与高压给水压力测点处的实际压力值pi的差值为△?1=?〇卜?1,乘以修正系数4后 为 AP1,= APlXel〇
[0036]中压汽包设定有修正系数e2,控制系统选取中压汽包的给水压力需求值P〇2为中 压省煤器入口处的给水压力需求值P021和再热蒸汽减温器的给水压力需求值P022中的最 大值。其中,中压省煤器入口处的给水压力需求值P〇21为中压汽包的压力值17与变速给 水泵的出水口至中压省煤器入口的压损总和△ TO21之和;再热蒸汽减温器的给水压力需求 值P022为热再蒸汽压力值1^022/与变速给水栗的的出水口至再热蒸汽减温器的压损总和△ P022之和。中压汽包的给水压力需求值P02与中压给水压力测点处的实际压力值P2的差值 为A P2=P02_P2,乘以修正系数e2后为A P2' = A P2 X e2。
[0037]低压汽包设定有修正系数e3,低压汽包的给水压力需求值P03设为低压抽头处允 许的最小压力值,该最小压力值为由变速给水栗的抵压抽头进入凝结水加热器的入口调节 水温允许的最小压力值(在该最小压力值下可保证低压汽包供水需求)。低压给水压力测点 处测得的实际压力值为P3,低压汽包的给水压力需求值P03与低压给水压力测点处的实际 压力值P3的差值为A P3 = P03_P3,乘以修正系数£3后为A P3' = A P3 X e3。
[0038] 控制系统选取API'、AP2'和AP3/中的最大值APmax'作为输入量输入比例积分 微分控制器PID中,由比例积分微分控制器PID根据最大值A Pma/分析计算出使最大值A Pmax/减小或增大至零的变速给水栗的转速N1,并将该转速N1与变速给水泵会出现低频共 振的最小转速N2进行比较,取转速N1与转速N2中的较大值作为变速给水杲转速的设定值N, 然后由调速系统调整变速给水栗的转速至该设定值N,从而完成变速给水栗的转速调节。 [0039] 综上所述,本实施例的变速给水泵变速运行的控制方法可根据实际情况对变速给 水栗的转速进行实时调节,实现变速给水栗的变速运行,提高给水系统运行的灵活性,能够 在保证变速给水栗各个给水出口的实际压力都满足相应用户系统的给水压力需求的前提 下,尽可能地降低能耗,同时防止给水压力过高导致阀门的阀芯受损,保障机组安全。
[0040]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变速给水泵变速运行的控制方法,所述变速给水泵具有一个或多个给水出口, 每个所述给水出口各连接一用户系统,其特征在于,在每个所述给水出口处均设置给水压 力测点,每个所述用户系统均设定一个给水压力需求值,控制系统根据各个所述用户系统 的给水压力需求值与相应所述给水压力测点处测得的实际压力值的差值中的最大值对所 述变速给水泵的转速进行调节,使各个所述用户系统的给水压力需求值与相应所述给水压 力测点处的实际压力值的差值中的最大值减小或增大至零。 根据权利要求1所述的变速给水栗变速运行的控制方法,其特征在于,每个所述用户 系统均设定一个修正系数,控制系统根据各个所述用户系统的给水压力需求值与相应所述 给水压力测点处测得的实际压力值的差值与相应所述修正系数的乘积中的最大值对所述 变速给水栗的转速进行调节,使各个所述用户系统的给水压力需求值与相应所述给水压力 测点处的实际压力值的差值与相应所述修正系数的乘积中的最大值减小或增大至零。
3.根据权利要求1所述的变速给水泵变速运行的控制方法,其特征在于,每个所述给水 出口各自通过给水管道与所述用户系统连接,每个所述用户系统的给水压力需求值由相应 所述用户系统的实际工作介质压力值与所述给水管道上的压损总和叠加形成。
4. 根据权利要求3所述的变速给水泵变速运行的控制方法,其特征在于,每个所述给水 管道上均设有给水阀门,每个所述给水阀门均设定一个较佳开度,所述给水管道上的压损 总和为相应所述给水阀门处于所述较佳开度时的压损总和。
5. 根据权利要求3所述的变速给水泵变速运行的控制方法,其特征在于,每个所述给水 管道上均设有给水阀门,当所述给水阀门的开度增大至最大开度时,相应所述给水管道上 的压损总和为包含安全裕量的压损总和。
6. 根据权利要求1所述的变速给水栗变速运行的控制方法,其特征在于,控制系统控制 所述变速给水泵的转速不低于会引发低频共振的最小转速。
7. 根据权利要求1所述的变速给水栗变速运行的控制方法,其特征在于,在每个所述给 水出口处均设置有三个所述给水压力测点。
8. 根据权利要求1所述的变速给水泵变速运行的控制方法,其特征在于,所述用户系统 包括锅炉的高压汽包、中压汽包和低压汽包,所述多个给水出口包括与所述高压汽包连接 的所述变速给水杲的出水口、与所述中压汽包连接的中压抽头以及与所述低压汽包连接的 低压抽头。
9. 根据权利要求8所述的变速给水栗变速运行的控制方法,其特征在于,所述高压汽包 的给水压力需求值为高压省煤器入口处的给水压力需求值、高压过热器减温器的给水压力 需求值、高压旁路减温器的给水压力需求值和所述变速给水泵的出水口处所允许的最小压 力值中的最大值。
10. 根据权利要求8所述的变速给水栗变速运行的控制方法,其特征在于,所述中压汽 包的给水压力需求值为中压省煤器入口处的给水压力需求值和再热蒸汽减温器的给水压 力需求值中的最大值。
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