CN109790761A - 用于运行涡轮机组的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行涡轮机组(1)的方法，所述涡轮机组具有涡轮机(3)和与涡轮机(3)耦联的发电机(2)，其中发电机(2)构成用于将三相电流或交流电流以电网频率(NF)馈入到电网中，其中涡轮机(3)具有新鲜蒸汽阀(7)和过载阀(8)，所述方法具有如下步骤：监控电网频率(NF)是否存在相对于频率期望值的频率下降(FA)；检测新鲜蒸汽阀(7)的状态是否为打开状态(ZU)；以及根据检测到的频率下降(FA)和根据检测到的新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)，打开过载阀(8)。

Description

用于运行涡轮机组的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行涡轮机组的方法。
背景技术
将涡轮机组在此理解为组件，所述组件具有至少一个涡轮机，例如蒸汽轮机，和发电机，例如三相电流或交流电流发电机，其中涡轮机驱动发电机并且所述发电机产生三相电流或交流电流，所述三相电流或交流电流馈入网络，如供电网中。
涡轮机能够具有过载阀，所述过载阀提高涡轮机的吸收能力。因此，涡轮机的功率可以在压力不变的情况下提高。然而，涡轮机的效率在过载阀打开时降低。由此，过载阀仅应在特殊的、选择的运行情况下打开。这种运行情况是频率下降或高的电价。
因此，与新鲜蒸汽阀的打开固定相关联地打开过载阀。换言之，过载阀和新鲜蒸汽阀刚性地强制耦联。然而，如果不必打开过载阀，那么过载阀和新鲜蒸汽阀的所述刚性的强制耦联造成效率损失。
发明内容
因此，本发明的目的是，指明能够如何改进涡轮机的效率的途径。
根据本发明，涡轮机组具有涡轮机和与涡轮机耦联的发电机，其中发电机构成用于将三相电流或交流电流以电网频率馈入到电网中，并且其中涡轮机具有新鲜蒸汽阀和过载阀，在用于运行上述涡轮机组的方法中执行如下步骤：
监控电网频率是否存在相对于频率期望值的频率下降；
检测新鲜蒸汽阀的状态是否存在打开状态；以及
根据检测到的频率下降和根据检测到的新鲜蒸汽阀的打开状态，打开过载阀。
因此确保，仅在新鲜蒸汽阀完全打开并且存在频率下降时，才打开过载阀。因此，在额定运行中的效率能够提高并且借助于过载阀能够在频率下降的情况下动态地升高涡轮机的功率。
优选地，针对频率下降的检测产生指示性的二进制信号，针对新鲜蒸汽阀的打开状态的检测产生另一指示性的二进制信号，并且将两个信号用“与”元件进行运算，以便产生用于打开过载阀的操控信号。因此借助于简单的机构确保：仅当新鲜蒸汽阀完全打开并且存在频率下降时，才打开过载阀。
优选地，例如根据操控信号，将至少一个功率期望值与功率实际值比较以便确定调节偏差，并且根据所确定的调节偏差打开过载阀。例如，调节偏差能够输送给PI调节器。因此，能够在频率下降的情况下实现对涡轮机的功率的特别快速的且无偏差的调整。附加地或也替选地能够提出，将电网频率与频率期望值比较并且确定另一值用于确定调节偏差。另一值例如能够是需要用于稳定电网频率的功率的量值。因此，能够再次改进调节。
优选地，例如根据操控信号，将功率期望值与功率实际值比较以便确定调节偏差并且根据所确定的调节偏差打开新鲜蒸汽阀。例如，调节偏差能够输送给PI调节器。因此，能够在实现对涡轮机的蒸汽输入的特别快速的且无偏差的调整。
优选地，将电网频率与频率期望值比较，以便推断频率下降的存在。电网频率在此是电网的三相电流或交流电流的频率。因此，也能够以简单的方式检测频率下降。
优选地，通过评估至少电网频率和频率期望值确定对于频率下降指示性的值，并且如果所述值大于边界值，那么推断出频率下降。因此确保，不会错误地推断出频率下降并且过载阀不会不必要地打开，这否则会造成效率损失。
优选地，将新鲜蒸汽传感器信号与阈值比较并且如果新鲜蒸汽传感器信号大于阈值，那么推断出打开状态。因此确保，不会错误地推断出打开的新鲜蒸汽阀并且过载阀不会不必要地打开，这否则会造成效率损失。
此外，本发明包括计算机程序产品和用于执行这种方法的设备。
附图说明
下面，根据所附的示意图阐述根据本发明的方法的优选的实施方式。附图示出：
图1示出涡轮机组的示意图，所述涡轮机组具有涡轮机和与涡轮机耦联的发电机；以及
图2示出用于调节在图1中示出的涡轮机的设备的示意图。
具体实施方式
首先参照图1。
图1示出涡轮机组1。在此，将涡轮机组1理解为旋转机械的组合，所述旋转机械用于产生电流。涡轮机组1通常由涡轮机2，例如蒸汽轮机或燃气轮机，和由涡轮机2驱动的发电机3构成。
在本实施例中，涡轮机2构成为蒸汽轮机。因此，涡轮机组1在本实施例中也能够称作为蒸汽轮机组。涡轮机2具有高压级4、中压级5和低压级6。
此外，在涡轮机组1的图1中示出新鲜蒸汽阀7和过载阀8。
新鲜蒸汽阀7能够是节流阀，借助于所述节流阀能够影响到涡轮机3的蒸汽输入进而影响涡轮机的转速。在此，蒸汽依次流过涡轮机3的高压级4、中压级5和低压级3。涡轮机3于是驱动发电机2，所述发电机以电网频率NF提供三相电流或交流电流。
过载阀8与新鲜蒸汽阀7并联地设置，然而在本实施例中允许蒸汽馈入到高压级4的中间区域中。换言之，在过载阀8打开时跨过高压级4的输入级并且高压级的其余级加载有更高的蒸汽压力，以便实现涡轮机3的功率升高。与本实施例不同地，也能够提出，在过载阀8打开时能够将涡轮机3的高压级4处的蒸汽直接传导到中压级5，以便在需要时实现功率升高。
现在，附加地参照图2。
图2示出用于调节涡轮机组2的涡轮机3的设备9。
在本实施例中，设备9具有“与”元件10、特征曲线元件11、第一PI调节器12、第二PI调节器13、第一比较器14、第二比较器15和减法元件16以及切换开关17。
特征曲线元件11构成用于读取用于电网频率的值并且将其与频率期望值比较。
根据两个频率值的所述比较的结果，特征曲线元件11确定值WE。值WE代表两个频率值的差并且在本实施例中是功率补偿，所述功率补偿是用于稳定电网频率所需的功率的值。
在本实施例中，第一比较器14将值WE与边界值GW比较。边界值GW在本实施例中具有百分之零的大小。如果在电网频率NF和频率期望值之间存在大于百分之零的偏差，那么在本实施例中推断出频率下降FA。
频率下降FA在本实施例中是二进制信号，如果存在频率下降FA，那么所述二进制信号是逻辑一。否则信号是逻辑零。频率下降FA作为两个输入变量之一输送给“与”元件10。
除了将值WE作为输入变量以外，将涡轮机3的功率实际值LI和功率期望值LS输送给减法元件16并且确定调节偏差RA。
调节偏差RA作为输入变量输送给第一PI调节器12，所述第一PI调节器提供用于操控新鲜蒸汽阀7的第一阀控制信号VS。
借助于传感器(未示出)检测新鲜蒸汽阀7的打开程度OG。将打开程度OG作为第一输入变量输送给第二比较器15。将阈值SW作为第二输入变量输送给第二比较器15。阈值SW在本实施例中具有99％的大小。如果打开程度OG超过99％，即新鲜蒸汽阀7完全打开，那么第二比较器15产生表示打开状态ZU的二进制信号逻辑一。否则逻辑信号为零。
将打开状态ZU作为第二输入变量输送给“与”元件10。
如果存在频率下降FA以及打开状态ZU，那么“与”元件10提供呈二进制信号逻辑一形式的操控信号AS，所述操控信号操控切换开关17。为了进行操控，切换开关17将调节偏差RA接入到第二PI调节器13上。换言之，调节偏差RA作为输入变量输送给第二PI调节器13，所述第二PI调节器提供用于操控过载阀8的第二阀控制信号VS’。
如果相反没有施加操控信号AS逻辑一，而是零，那么第二PI调节器13加载有预定的基准值RW，所述基准值选择为，使得确保，第二PI调节器13不产生打开过载阀8的信号。在本实施例中，基准值RW具有对应于频率超高5％的大小，也就是说对应于大于频率期望值5％的电网频率NF。
在运行中，将由功率实际值LI和功率期望值LS以及值WE确定的调节偏差RA输送给第一PI调节器12，然后将第二阀控制信号VS’输送给新鲜蒸汽阀7。检测打开程度OG并且借助于第二比较器15确定打开状态ZU并且将其输送给“与”元件10。
如果还借助于第一比较器14检测到频率下降FA，那么“与”元件10提供操控信号AS，根据操控信号将调节偏差RA接入到第一PI调节器12上，所述第一PI调节器随后将第一阀控制信号VS输送给过载阀8。如果相反不存在频率下降FA，那么过载阀8保持关闭。换言之，过载阀8仅在同时频率下降FA且新鲜蒸汽阀7完全打开时才打开。
因此，在额定运行中的效率能够提高并且借助过载阀8能够在频率下降的情况下动态地升高涡轮机的功率。
尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述，但是本发明不局限于公开的实例并且本领域技术人员能够从中推导出其他变型方式，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于运行涡轮机组(1)的方法，所述涡轮机组具有涡轮机(3)和与所述涡轮机(3)耦联的发电机(2)，其中所述发电机(2)构成用于将三相电流或交流电流以电网频率(NF)馈入到电网中，其中所述涡轮机具有新鲜蒸汽阀(7)和过载阀(8)，所述方法具有如下步骤：
监控所述电网频率(NF)是否存在相对于频率期望值的频率下降(FA)；
检测所述新鲜蒸汽阀(7)的状态是否为打开状态(ZU)；以及
根据检测到的频率下降(FA)和根据检测到的所述新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)，打开所述过载阀(8)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中针对频率下降(FA)的检测产生指示性的二进制信号，针对所述新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)的检测产生另一指示性的二进制信号，并且将这两个指示性的信号用“与”元件(10)进行运算，以便产生用于打开所述过载阀(8)的操控信号(AS)。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中将至少一个功率期望值(LS)与功率实际值(LI)比较，以便确定调节偏差(RA)，并且根据所确定的所述调节偏差(RA)打开所述过载阀(8)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其中将至少一个功率期望值(LS)与功率实际值(LI)比较，以便确定调节偏差(RA)，并且根据所确定的所述调节偏差(RA)打开所述新鲜蒸汽阀(7)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其中将所述电网频率(NF)与所述频率期望值比较，以便推断频率下降(FA)的存在。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其中通过评估至少所述电网频率(NF)和所述频率期望值确定用于指示频率下降(FA)的值(WE)，并且如果所述值(WE)大于边界值(GW)，那么推断出频率下降(FA)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其中将新鲜蒸汽传感器信号(FS)与阈值(SW)比较，并且如果所述新鲜蒸汽传感器信号(FS)大于所述阈值(SW)，那么推断出所述打开状态(ZU)。
8.一种计算机程序产品，具有用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的软件组件。
9.一种用于调节涡轮机组(1)的涡轮机(3)的设备(9)，所述涡轮机组具有所述涡轮机(3)和与所述涡轮机(3)耦联的发电机(2)，其中所述发电机(2)构成用于将三相电流或交流电流以电网频率(NF)馈入到电网中，其中所述涡轮机(3)具有新鲜蒸汽阀(7)和过载阀(8)，其中所述设备(9)构成用于，监控所述电网频率(NF)是否存在相对于频率期望值的频率下降(FA)；检测所述新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)；以及根据检测到的频率下降(FA)和根据检测到的所述新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)，打开所述过载阀(8)。
10.根据权利要求9所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，产生指示性的二进制信号并且针对所述新鲜蒸汽阀(7)的打开状态(ZU)的检测产生另一指示性的二进制信号，其中所述设备(9)具有用于将这两个信号进行逻辑运算的“与”元件(10)，并且所述设备(9)构成用于产生用于打开所述过载阀(8)的操控信号(AS)。
11.根据权利要求10所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，根据所述操控信号(AS)将至少一个功率期望值(LS)与功率实际值(LI)比较，以便确定调节偏差(RA)，并且根据所确定的所述调节偏差(RA)针对频率下降(FA)打开所述过载阀(8)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，将功率期望值(LS)与功率实际值(LI)比较以便确定调节偏差(RA)，并且根据所确定的所述调节偏差(RA)打开所述新鲜蒸汽阀(7)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，将所述电网频率(NF)与所述频率期望值比较，以便推断频率下降(FA)的存在。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，通过评估至少所述电网频率(NF)和所述频率期望值确定用于指示频率下降(FA)的值(WE)，并且如果所述值(WE)大于边界值(GW)，那么推断出频率下降(FA)。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的设备(9)，
其中所述设备(9)构成用于，将新鲜蒸汽传感器信号(FS)与阈值(SW)比较，并且如果所述新鲜蒸汽传感器信号(FS)大于所述阈值(SW)，那么推断出所述打开状态(ZU)。
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