CN109083871A - 一种压力匹配器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力匹配器特别是多喷嘴压力匹配器及其运行方法，属于热电联产供热机组或节能项目技术领域。本发明所述的一种压力匹配器运行方法，其特征在于：根据出口蒸汽需求流量的大小，自动将驱动蒸汽选择性地分流给目标小压力匹配器，使每个运行的小压力匹配器的驱动蒸汽量与其规格相匹配，实现压力匹配器在出口蒸汽流量变动较大时仍具有较佳的工作性能。本发明所述的一种压力匹配器，其特征在于：驱动蒸汽总管上装有流量计，驱动蒸汽进汽支管上装有自动开关阀，吸入蒸汽进汽支管上装有自动开关阀、止回阀。它解决了以往出口蒸汽需求流量大幅度变化带来喷射系数下降问题，其出口蒸汽温度的稳定性、流量的准确性等方面都得到有效提高。

Description

一种压力匹配器及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种压力匹配器特别是多喷嘴压力匹配器及其运行方法，属于热电联产供热机组或节能项目技术领域。

背景技术

在热电联产供热机组或节能项目等诸多领域，经常运用多喷嘴压力匹配器来实现输出蒸汽目标工况的作用。通常一个多喷嘴压力匹配器的设计是以发挥最佳喷射系数为目标并针对某一特定工况来设计的，只有压力匹配器的压力、流量、温度等实际工况与设计工况保持一致，压力匹配器才有可能表现出良好的喷射效率。

在传统的多喷嘴压力匹配器运行过程中，各个驱动蒸汽进汽支管和吸入蒸汽进汽支管全部处于开启状态，驱动蒸汽总管上的蒸汽是同时等量分流给各个小驱动蒸汽进汽支管的。当多喷嘴压力匹配器的出口流量发生需求变化时，流经多喷嘴压力匹配器的驱动蒸汽、吸入蒸汽的流量也发生相应的变化，造成流经压力匹配器驱动蒸汽进汽支管的实际流量与压力匹配器的规格不匹配，从而表现出以下普遍存在的缺陷：

（1）压力匹配器喷射系数下降，节能效果下降；

（2）出口流体温度波动大；

（3）出口蒸汽流量与实际需求存在差异。

2016年杭州恒勋能源科技有限公司和练文伟发明了专利号为ZL201620290542.1的《一种压力匹配组合装置》为多喷嘴压力匹配器运行方式的优化提供了可能，但仍需进一步完善，主要表现为：

1、流量计安装在吸入蒸汽进汽支管，对出口流量和驱动蒸汽流量的变化感知具有一定的滞后性；

2、流量计安装在吸入蒸汽进汽支管，对出口流量和驱动蒸汽流量变化感知的准确性把握尚有欠缺；

3、流量计安装在吸入蒸汽进汽支管，对驱动蒸汽流量的分配有时具有不合理性。

有鉴于此，尚需对压力匹配器及其运行方式做进一步的优化探索。

发明内容

本发明的目的在于解决已有问题的不足，而提供的一种多喷嘴压力匹配器及其运行方法，它通过将驱动蒸汽有选择性地分流给小压力匹配器来实现变工况下仍能维持较佳喷射系数的目的。

与其他多喷嘴压力匹配器运行方法相比，本发明其特殊之处在于：编程控制器或微机接到流量计所传递的流量信号后，通过逻辑运算，对安装在驱动蒸汽进汽支管和吸入蒸汽进汽支管上的开关阀发出切换的指令，将驱动蒸汽选择性地分流给目标小压力匹配器，使每个目标小压力匹配器的实际驱动蒸汽流量与其在最佳喷射系数状态下所对应的最佳驱动蒸汽流量保持相同或接近，目标小压力匹配器的运行数量和对象选择是根据各运行的小压力匹配器发挥最佳喷射系数时的最佳驱动蒸汽流量的总和值与实际驱动蒸汽流量最接近的原则和工作状态来选定的，每个小压力匹配器所属的吸入蒸汽进汽支管上和驱动蒸汽进汽支管上的开关阀的开关切换状态一致。

以上方法是通过以下步骤来实现的：

（1）、根据各小压力匹配器的规格确定驱动蒸汽最佳流量台阶值，确定情景模式和情景列表，并设定切换的逻辑关系；

（2）、流量计获取流量信号数据后，将信号输送给编程控制器或微机；

（3）、编程控制器或微机将获取的数据编译成驱动蒸汽流量信号数据后，与各情景模式下的最佳驱动蒸汽流量进行对比，并根据情景列表进行匹配；

（4）、根据所得到的流量数据，进行驱动蒸汽分流的情景切换。随着压力、流量、温度等工况的不但变化，促使压力匹配器从一个情景模式进入另一个情景模式。

所述的一种压力匹配器的运行方法，流量信号为驱动蒸汽总流量、吸入蒸汽总流量和混合蒸汽总流量，优先为驱动蒸汽总流量；

所述的一种压力匹配器的运行方法，当切换列表中存在2种情景模式的最佳驱动蒸汽流量台阶值一致时，切换时应优先考虑切换到与原来情景模式最接近的情景模式。

本发明所述的一种压力匹配器，其有别于其他多喷嘴压力匹配器的结构在于：驱动蒸汽总管上装有流量计，驱动蒸汽进汽支管上装有自动开关阀，吸入蒸汽进汽支管上装有自动开关阀、止回阀。流量计的输出端通过可编程控制器或微机与开关阀执行机构的输入端连接；

所述的一种压力匹配器，组成压力匹配器的小压力匹配器个数优先是3个，但不仅限3个；

所述的一种压力匹配器，各小压力匹配器设计的规格可相同，也可以不同，优先设计成不同规格；

所述的一种压力匹配器，流量计安装在驱动蒸汽总管上；

所述的一种压力匹配器，压力匹配器的吸入室通过吸入蒸汽进口与吸入蒸汽支管相连，也可采用专利号为201520032042.3的弯管技术，吸入蒸汽吸入室直接由弯管组成；

所述的一种压力匹配器，驱动蒸汽进口管、吸入蒸汽的进口管上安装稳压、疏水、过滤等装置；

所述的一种压力匹配器，驱动蒸汽管或驱动室与出口蒸汽管之间安装旁路，旁路上装有减压阀等装置；

所述的一种压力匹配器，各小压力匹配器的混合管、扩压室出口安装止回阀或其他止回装置；

所述的一种压力匹配器，在压力匹配器上安装安全阀；

所述的一种压力匹配器，在驱动蒸汽的进汽管、吸入蒸汽的进汽管、压力匹配器本体、输出蒸汽管上安装减温器；

所述的一种压力匹配器，各小压力匹配器共用一个执行机构，或各小压力匹配器的执行机构相互独立，但统一接受指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该压力匹配器及其运行方法能适应蒸汽的各级流量变化，压力匹配器的适用范围进一步扩大；

2、该压力匹配器及其运行方法能在蒸汽流量变化大的情况下仍保持较高的喷射系数；

3、该压力匹配器及其运行方法能在蒸汽流量变化大的情况下仍能基本达到出口蒸汽目标工况的目的。

附图说明

图1是本发明多喷嘴压力匹配器的结构示意图。

图2是本发明多喷嘴压力匹配器的运行系统示意图。

图1、图2中，1、执行器，2、驱动室，3、吸入室，4、混合管，5、扩压室，6、温度变送器，7、编程控制器或微机，8、压力变送器，9、阀杆阀芯，10、喷嘴，11、扩压室出口，12、驱动蒸汽进口，13、吸入蒸汽进口，14、驱动蒸汽进汽支管，15、吸入蒸汽进汽总管，16、吸入蒸汽进汽支管，17、流量计，18、自动开关阀，19、自动开关阀，20、自动开关阀，21、止回阀，22、自动开关阀，23、自动开关阀，24、自动开关阀，25、驱动蒸汽进汽总管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。

实施例1。

如图1所示，是本发明压力匹配器的结构示意图。多喷嘴压力匹配器主要是由3个规格不同的小压力匹配器A、B、C并联而成。各小压力匹配器的驱动室2通过驱动蒸汽进口12与驱动蒸汽进汽支管14相连，驱动蒸汽进汽支管14的进汽端与驱动蒸汽进汽总管25相连，驱动蒸汽进汽总管25上装有流量计17，驱动蒸汽进汽支管14上装有自动开关阀22、23、24。各小压力匹配器的吸入室3通过吸入蒸汽进口13与吸入蒸汽进汽支管16相连，吸入蒸汽进汽支管16的进汽端与吸入蒸汽进汽总管15相连，吸入蒸汽进汽支管上16装有自动开关阀18、19、20和止回阀21。压力匹配器执行机构1、阀门18、19、20、22、23、24执行机构的输入端与编程控制器或微机7的输出端相连，接受编程控制器或微机7的指令。编程控制器或微机7的输入端与流量变送器17、温度变送器6、压力变送器8、阀位变送器等测量元件的输出端相连。

实施例2。

设定：如图2所示，多喷嘴压力匹配器主要是由3个规格不同的小压力匹配器A、B、C并联而成。其总出口流量Q（混）为100T/H，最佳喷射系数为1，A、B、C设计出口流量分别为45T/H、35 T/H、20 T/H， Q(A1)、Q(B1)、Q(C1)分别是A、B、C对应的驱动蒸汽流量，Q(驱)是驱动蒸汽进汽总管25所测得的实际流量。

在编程控制器或微机7上设定7种情景模式，确定其对应驱动蒸汽进汽支管14的最佳流量台阶值和流量适用范围：

(1)、Q(C1)的最佳流量台阶值为10 T/H，对应的Q(驱)流量范围为小于13.75T/H；

(2)、Q(B1)的最佳流量台阶值为17.5 T/H，对应的Q(驱)流量范围为13.75T/H-20 T/H（含13.75T/H）；

(3)、Q(A1)的最佳流量台阶值为22.5 T/H，对应的Q(驱)流量范围为20T/H-25 T/H（含20T/H）；

(4)、Q(B1)+Q(C1)的最佳流量台阶值为27.5 T/H，对应的Q(驱)流量范围为25T/H-30T/H（含25T/H）；

(5)、Q(A1)+Q(C1)的最佳流量台阶值为32.5 T/H，对应的Q(驱)流量范围为30T/H-36.25 T/H（含30T/H）；

(6)、Q(A1)+Q(B1)的最佳流量台阶值为40 T/H，对应的Q(驱)流量范围为36.25T/H-45T/H（含36.25T/H）；

(7)、Q(A1)+Q(B1)+Q(C1)的最佳流量台阶值为50T/H，对应的Q(驱)流量范围为45T/H-50 T/H（含50T/H 和45T/H）。

系统启动：先打开A、B、C所有驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽进汽支管16上的开关阀18、19、20、22、23、24，使压力匹配器处于常规开启状态。

系统运行：

（1）当出口混合蒸汽Q（混）=100 T/H时，各小压力匹配器A、B、C全部参与运行，压力匹配器处于最佳功能状态；

（2）当出口混合蒸汽需求流量Q（混）减少到90 T/H ≤Q（混）＜100 T/H时，出口管道的压力增加。编程控制器或微机7接到压力变送器8的信号后，通过逻辑运算，指示压力匹配器执行器1做出调节反应，推动阀杆9向下运动，各喷嘴10截面积变小，驱动蒸汽总管25上的流量在45T/H≤Q（驱）＜50 T/H范围波动。各小压力匹配器A、B、C全部参与运行；

（3）当出口混合蒸汽需求流量Q（混）继续减少到72.5 T/H ≤Q（混）＜90 T/H时，出口管道的压力增加。编程控制器或微机7接到压力变送器8的信号后，通过逻辑运算，指示压力匹配器执行器1做出调节反应，继续推动阀杆9向下运动，喷嘴10截面积继续变小，驱动蒸汽总管25上的流量减少到36.25T/H≤Q（驱）＜45 T/H范围波动。控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，关闭C驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀24、20，驱动蒸汽总管25上的蒸汽通过A、B的驱动蒸汽进汽支管14被分流到A、B的驱动室2，压力匹配器在“A+B”模式下开始运行；

（4）当Q(驱) 为30T/H-36.45 T/H（含30T/H）时，控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，打开C驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀24、20，关闭B驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀22、18，在“A+C”模式下运行；

（5）当Q(驱) 为25T/H-30 T/H（含25T/H）时，控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，打开B驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀22、18，关闭A驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀23、19,在“B+C”模式下运行；

（6）当Q(驱) 为20T/H-25 T/H（含20T/H）时，控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，打开A驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀23、19，关闭B、C驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀22、18、24、20,在“A”模式下运行；

（7）当Q(驱) 为13.75T/H-20 T/H（含13.75T/H）时，打开B驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀22、18，控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，关闭A驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀23、19,在“B”模式下运行；

（8）当Q(驱) 为13.75T/H以下时，控制器或微机7接到流量计17检测的信号后，通过逻辑运算，发出指令，打开C驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀24、20，关闭B驱动蒸汽进汽支管14和吸入蒸汽支管16上的自动开关阀22、18,在“C”模式下运行；

（9）当出口蒸汽流量需求Q（混）增加时，驱动蒸汽进汽总管流量Q(驱)相应增加，情景切换方式相反。

在情景模式切换过程中，驱动蒸汽的实际流量Q(驱)与选择运行的各小压力匹配器设计的最佳驱动蒸汽流量的总和始终保持相同或接近相同，保证了选择运行的压力匹配器均在较佳的工况下运行，实现多喷嘴压力匹配器在出口蒸汽流量Q（混）变化时仍能保持较佳的工作性能。

Claims (15)

1.本发明所述的一种多喷嘴压力匹配器，其特征在于：压力匹配器由2个或2个以上的小压力匹配器并联而成，驱动蒸汽总管上装有流量计，驱动蒸汽进汽支管上装有自动开关阀，吸入蒸汽进汽支管上装有自动开关阀、止回阀，开关阀执行机构的输入端通过可编程控制器或微机与流量信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，组成压力匹配器的小压力匹配器个数优先是3个，但不仅限3个。

3.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：组成压力匹配器的小压力匹配器被优先设计成不同规格，但不仅限于设计成不同规格。

4.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：流量计安装在驱动蒸汽总管上。

5.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：压力匹配器的吸入室通过吸入蒸汽进口与吸入蒸汽支管相连，也可采用专利号为201520032042.3的弯管技术，吸入蒸汽吸入室直接由弯管组成。

6.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：驱动蒸汽进口管、吸入蒸汽的进口管上安装稳压、疏水、过滤等装置。

7.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：驱动蒸汽管或驱动室与出口蒸汽管之间安装旁路，旁路上装有减压阀等装置。

8.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：各小压力匹配器的混合管、扩压室出口安装止回阀或其他止回装置。

9.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：在压力匹配器上安装安全阀。

10.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：在驱动蒸汽的进汽管、吸入蒸汽的进汽管、压力匹配器本体、输出蒸汽管上安装减温器。

11.根据权利要求1所述的一种压力匹配器，其特征在于：各小压力匹配器共用一个执行机构，或各小压力匹配器的执行机构相互独立，但统一接受指令。

12.权利要求1-11中任一权利要求所述一种多喷嘴压力匹配器运行方法，其特征在于：编程控制器或微机接到流量计所传递的流量信号后，通过逻辑运算，对安装在驱动蒸汽进汽支管和吸入蒸汽进汽支管上的开关阀发出切换的指令，将驱动蒸汽选择性地分流给目标小压力匹配器，使每个目标小压力匹配器的实际驱动蒸汽流量与其在最佳喷射系数状态下所对应的最佳驱动蒸汽流量保持相同或接近，目标小压力匹配器的运行数量和对象选择是根据各运行的小压力匹配器发挥最佳喷射系数时的最佳驱动蒸汽流量的总和值与驱动蒸汽流量最接近的原则和工作状态来选定的，每个小压力匹配器所属的吸入蒸汽进汽支管上和驱动蒸汽进汽支管上的开关阀的开关切换状态一致。

13.根据权利要求12所述的一种压力匹配器的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、编程控制器或微机根据各小压力匹配器的规格确定驱动蒸汽最佳流量台阶值，确定情景模式和情景列表，并设定切换的逻辑关系；

b、流量计获取流量信号数据，将其输送给编程控制器或微机；

c、编程控制器或微机将获取的数据编译成驱动蒸汽流量信号数据后，与各情景模式下的最佳驱动蒸汽流量进行对比，并根据情景列表进行匹配；

d、根据所得到的流量数据，进行驱动蒸汽分流的情景切换。

14.根据权利要求12所述的一种压力匹配器的运行方法，其特征在于：流量信号包括驱动蒸汽总流量、吸入蒸汽总流量和混合蒸汽总流量，优先为驱动蒸汽总流量。

15.根据权利要求12所述的一种压力匹配器的运行方法，其特征在于：当情景列表中存在2种最佳驱动蒸汽流量台阶值一致时，切换时优先考虑切换到与原来情景模式最接近的情景模式。