CN110159362B - 一种汽轮机旁路控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽轮机旁路控制系统，包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、和高压加热器、有高压旁路、高旁减压阀、低压旁路、低旁减压阀、第一供水管，第一供水管、第二供水管、第三供水管、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀；还包括用于控制所述高旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀工作的阀门控制系统，以及上位机；阀门控制系统与上位机电连接。该汽轮机旁路控制系统系统的自动化程度较高。

Description

一种汽轮机旁路控制系统
技术领域
本发明涉及汽轮机控制技术领域，特别涉及一种汽轮机旁路控制系统。
背景技术
火力发电机组通过锅炉把水转化为高压水蒸气，然后把高压水蒸气输往汽轮机的高压缸、中压缸和低压缸推动汽轮机转动发电。机组启动、甩负荷时，一般会通过旁路系统将蒸气部分或全部地通过旁路引到凝汽器中，从而降低进入高压缸、中压缸和低压缸的蒸气压力以缩短启动时间，并能够保证甩负荷时锅炉处于热备用状态，以便再次快速启动。
现有的汽轮机旁路控制系统的自动化程度不高，常常需要人工进行各个控制阀的操作，使用不便且容易出错。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动化程度较高的汽轮机旁路控制系统。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种汽轮机旁路控制系统，包括依次连接形成回路的锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、和高压加热器；高压缸的出口通过管道与锅炉再热器的入口连接，再热器的出口通过管道与中压缸的入口连接；高压缸的进出口处并联有高压旁路，该高压旁路中设置有一个高旁减压阀；中压缸的入口与凝汽器之间连接有低压旁路，该低压旁路中设置有一个低旁减压阀；所述给水泵的出口处连接有一根第一供水管，第一供水管下游并接有一根第二供水管和一根第三供水管，第二供水管和第三供水管分别用于向高旁减压阀、低旁减压阀输送降温水；第一供水管中设置有一个减温水截止阀，第二供水管上设置有一个高旁减温水阀，第三供水管上设置有一个低旁减温水阀；还包括用于控制所述高旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀工作的阀门控制系统，以及上位机；阀门控制系统与上位机电连接。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述高旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀均为由液缸控制的控制阀；所述阀门控制系统包括供油管、回油管、一个第一控制模块，三个第二控制模块和一个第三控制模块；第一控制模块用于控制减温水截止阀工作，高旁减压阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀各由一个第二控制模块控制，第三控制模块用于控制低旁减压阀工作；供油管用于向各控制模块供油，回油管用于各控制模块回油。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述第一控制模块包括连接所述减温水截止阀的液缸的第一进油管路和第一出油管路，以及设置在第一进油管路和第一出油管路之间的电磁换向阀、双液控单向阀和双单向节流阀。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述减温水截止阀处设置有两个行程开关，减温水截止阀完全打开时会触发其中一个行程开关，减温水截止阀完全闭合时会触发另一个行程开关。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述第二控制模块包括连接所述的高旁减压阀、高旁减温水阀或低旁减温水阀的液缸的第二进油管路和第二出油管路，以及设置在第二进油管路和第二出油管路之间的伺服阀和液控单向阀。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述高旁减压阀、高旁减温水阀和低旁减温水阀处均设置有用于检测液缸活塞杆位移的位移传感器；所述第二控制模块还包括一个压差发讯器，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板与所述伺服阀电连接，压差发讯器的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器与位移传感器电连接。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述伺服阀两端并接有一个手动换向阀。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述第三控制模块包括连接所述的低旁减压阀的液缸的第三进油管路和第三出油管路，以及设置在第三进油管路和第三出油管路之间的伺服阀和液控单向阀。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述低旁减压阀处设置有用于检测液缸活塞杆位移的位移传感器；所述第三控制模块还包括一个压差发讯器，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板与所述伺服阀电连接，压差发讯器的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器与位移传感器电连接。
所述的汽轮机旁路控制系统中,所述阀门控制系统还包括一个加压模块；该加压模块包括连接所述的低旁减压阀的液缸的第四进油管路和第四出油管路，设置在第四进油管路和第四出油管路之间的电磁换向阀、双液控单向阀，以及设置在第四出油管路上的蓄能器；蓄能器通过管道和一个常闭截止阀与第四进油管路连接。
有益效果：
本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统，通过上位机统一对旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀的工作进行控制，可实现旁路卸压过程的自动运行，并有利于实现集中监控，降低出错率。
附图说明
图1为本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统的结构示意图。
图2为本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统中，阀门控制系统的结构示意图。
图3为本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统中，第一控制模块的结构示意图。
图4为本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统中，第二控制模块的结构示意图。
图5为本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统中，第三控制模块和加压模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种汽轮机旁路控制系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-5，本发明提供的一种汽轮机旁路控制系统，包括依次连接形成回路的锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、凝汽器5、凝水泵6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、和高压加热器10；高压缸2的出口通过管道与锅炉再热器1.1的入口连接，再热器1.1的出口通过管道与中压缸3的入口连接；高压缸2的进出口处并联有高压旁路11，该高压旁路中设置有一个高旁减压阀12；中压缸3的入口与凝汽器5之间连接有低压旁路13，该低压旁路中设置有一个低旁减压阀14；所述给水泵9的出口处连接有一根第一供水管15，第一供水管下游并接有一根第二供水管16和一根第三供水管17，第二供水管和第三供水管分别用于向高旁减压阀12、低旁减压阀14输送降温水；第一供水管15中设置有一个减温水截止阀18，第二供水管16上设置有一个高旁减温水阀19，第三供水管17上设置有一个低旁减温水阀20；还包括用于控制所述高旁减压阀12、低旁减压阀14、减温水截止阀18、高旁减温水阀19、低旁减温水阀20工作的阀门控制系统，以及上位机（图中没画）；阀门控制系统与上位机电连接。
工作过程中，当需要对高压缸2进行卸压，则通过高旁减压阀12调节从高压旁路11流过的蒸气流量，并对该部分蒸气进行降压，并通过高旁减温水阀19调节减温水流量对高旁减压阀12适当进行降温；当需要对中压缸3和低压缸4进行卸压，则通过低旁减压阀14调节从低压旁路13流过的蒸气流量，并对该部分蒸气进行降压，并通过低旁减温水阀20调节减温水流量对低旁减压阀14及流过的蒸气进行适当降温。
通过上位机统一对旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀的工作进行控制，可实现旁路卸压过程的自动运行，并有利于实现集中监控，降低出错率。所述上位机可以是发电厂的DCS系统中的上位机，这样可把汽轮机旁路控制系统接入到整个发电厂的DCS系统中，实现集中监控管理提高紧急事件处理能力。
具体的，所述高旁减压阀12、低旁减压阀14、减温水截止阀18、高旁减温水阀19、低旁减温水阀20均为由液缸a控制的控制阀（这些阀的开度由对应的液缸a进行调节）；
见图2，所述阀门控制系统包括供油管21、回油管22、一个第一控制模块23，三个第二控制模块24和一个第三控制模块25；第一控制模块23用于控制减温水截止阀18工作，高旁减压阀12、高旁减温水阀19、低旁减温水阀20各由一个第二控制模块24控制，第三控制模块25用于控制低旁减压阀14工作；供油管21用于向各控制模块供油，回油管22用于各控制模块回油。供油管21和回油管22与外部的供油系统连接。
此处，可在第一控制模块23、第二控制模块24、第三控制模块25的入口处设置单向阀26避免油回流，并在出口处设置过滤器27以过滤油中杂质。
具体的，见图3,所述第一控制模块23包括连接所述减温水截止阀18的液缸a的第一进油管路23.1和第一出油管路23.2，以及设置在第一进油管路和第一出油管路之间的电磁换向阀23.3、双液控单向阀23.4和双单向节流阀23.5。电磁换向阀23.3与上位机电连接，通过电磁换向阀23.3的换向可实现液缸a进油和出油方向的切换，从而开启或关闭减温水截止阀18；通过双液控单向阀23.4可保证输油方向无论如何切换均能够防止油液回流；双单向节流阀23.6用于调节进出流量。
进一步的,所述减温水截止阀18处设置有两个行程开关23.6，减温水截止阀18完全打开时会触发其中一个行程开关23.6，减温水截止阀完全闭合时会触发另一个行程开关23.6。该两个行程开关与上位机电连接，当行程开关被触发时，上位机控制电磁换向阀23.3切断油路，使减温水截止阀18的开合状态保持。
本实施例中，见图4,所述第二控制模块24包括连接所述的高旁减压阀12、高旁减温水阀19或低旁减温水阀20的液缸a的第二进油管路24.1和第二出油管路24.2，以及设置在第二进油管路和第二出油管路之间的伺服阀24.3和液控单向阀24.4。伺服阀24.3和液控单向阀24.4（该液控单向阀是包括配套的电磁控制阀的，如图4所示）均与上位机电连接。通过伺服阀24.3的可实现液缸a进油和出油方向的切换，从而调节高旁减压阀12、高旁减温水阀19或低旁减温水阀20的开度，进而调节对应管路的流量。通过液控单向阀24.4可保证输油方向无论如何切换均能够防止油液回流。
进一步的,所述高旁减压阀12、高旁减温水阀19和低旁减温水阀20处均设置有用于检测液缸a活塞杆位移的位移传感器24.5；所述第二控制模块24还包括一个压差发讯器24.6，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板24.7与所述伺服阀24.3电连接，压差发讯器24.6的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器24.8与位移传感器24.5电连接。通过位移传感器、压差发讯器、解调器和伺服板的设置，使液缸a闭环控制，压差发讯器把上位机发来的目标开度与位移传感器测得数值所表征的实际开度之间差值作用控制信号来实时调节液缸a，可大大地提高控制精度。
此处，所述位移传感器24.5可设置两个，由上位机比较两个测量结果的差异，如果超出允许范围表示至少有一个不正常，测量结果不可信，并及时通知工程师进行维修。采用这种冗余设计，可提高系统的可靠性。
较优的,可在所述伺服阀24.3两端并接有一个手动换向阀24.9，当伺服阀24.3故障时，可临时使用手动换向阀24.9进行手工调节，直到伺服阀24.3维修完成后在切换为自动调节模式，无需机组停机影响生产。
具体的，见图5,所述第三控制模块25包括连接所述的低旁减压阀14的液缸a的第三进油管路25.1和第三出油管路25.2，以及设置在第三进油管路和第三出油管路之间的伺服阀25.3和液控单向阀25.4。伺服阀25.3和液控单向阀25.4（该液控单向阀是包括配套的电磁控制阀的，如图5所示）均与上位机电连接。通过伺服阀25.3的可实现液缸a进油和出油方向的切换，从而调节低旁减压阀14的开度，进而调节对应管路的流量。通过液控单向阀25.4可保证输油方向无论如何切换均能够防止油液回流。
进一步的,所述低旁减压阀14处设置有用于检测液缸a活塞杆位移的位移传感器25.5；所述第三控制模块25还包括一个压差发讯器25.6，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板25.7与所述伺服阀25.3电连接，压差发讯器的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器25.8与位移传感器25.5电连接。通过位移传感器、压差发讯器、解调器和伺服板的设置，使液缸a闭环控制，压差发讯器把上位机发来的目标开度与位移传感器测得数值所表征的实际开度之间差值作用控制信号来实时调节液缸a，可大大地提高控制精度。
此处，所述位移传感器25.5可设置两个，由上位机比较两个测量结果的差异，如果超出允许范围表示至少有一个不正常，测量结果不可信，并及时通知工程师进行维修。采用这种冗余设计，可提高系统的可靠性。
优选实施例中，见图2、5,所述阀门控制系统还包括一个加压模块28；该加压模块28包括连接所述的低旁减压阀14的液缸a的第四进油管路28.1和第四出油管路28.2，设置在第四进油管路和第四出油管路之间的电磁换向阀28.3、双液控单向阀28.4，以及设置在第四出油管路28.2上的蓄能器28.5；蓄能器通过管道28.6和一个常闭截止阀28.7与第四进油管路28.1连接。通过向低旁减压阀14的液缸a多输入两条油路，可提高动力，保证其可靠工作，而由于第四出油管路28.2是连接到回油管22上的，可提高回油压力，保证回油畅顺。此处，打开常闭截止阀28.7可对蓄能器进行蓄能。
需要说明的是，所述第一进油管路23.1、第二进油管路24.1、第三进油管路25.1、第四进油管路28.1均连接供油管21；所述第一出油管路23.2、第二出油管路24.2、第三出油管路25.2、第四出油管路28.2均连接回油管22。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽轮机旁路控制系统，其特征在于，包括依次连接形成回路的锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器、凝水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、和高压加热器；高压缸的出口通过管道与锅炉再热器的入口连接，再热器的出口通过管道与中压缸的入口连接；高压缸的进出口处并联有高压旁路，该高压旁路中设置有一个高旁减压阀；中压缸的入口与凝汽器之间连接有低压旁路，该低压旁路中设置有一个低旁减压阀；所述给水泵的出口处连接有一根第一供水管，第一供水管下游并接有一根第二供水管和一根第三供水管，第二供水管和第三供水管分别用于向高旁减压阀、低旁减压阀输送降温水；第一供水管中设置有一个减温水截止阀，第二供水管上设置有一个高旁减温水阀，第三供水管上设置有一个低旁减温水阀；还包括用于控制所述高旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀工作的阀门控制系统，以及上位机；阀门控制系统与上位机电连接；
所述高旁减压阀、低旁减压阀、减温水截止阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀均为由液缸控制的控制阀；所述阀门控制系统包括供油管、回油管、一个第一控制模块，三个第二控制模块和一个第三控制模块；第一控制模块用于控制减温水截止阀工作，高旁减压阀、高旁减温水阀、低旁减温水阀各由一个第二控制模块控制，第三控制模块用于控制低旁减压阀工作；供油管用于向各控制模块供油，回油管用于各控制模块回油；
所述第三控制模块包括连接所述的低旁减压阀的液缸的第三进油管路和第三出油管路，以及设置在第三进油管路和第三出油管路之间的伺服阀和液控单向阀；
所述低旁减压阀处设置有用于检测液缸活塞杆位移的位移传感器；所述第三控制模块还包括一个压差发讯器，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板与所述伺服阀电连接，压差发讯器的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器与位移传感器电连接；所述位移传感器设置有两个，两个所述位移传感器用于把各自的测量结果发送至上位机，以使所述上位机根据两个测量结果的差异判断测量结果的可信性；
所述阀门控制系统还包括一个加压模块；该加压模块包括连接所述的低旁减压阀的液缸的第四进油管路和第四出油管路，设置在第四进油管路和第四出油管路之间的电磁换向阀、双液控单向阀，以及设置在第四出油管路上的蓄能器；蓄能器通过管道和一个常闭截止阀与第四进油管路连接；所述第三进油管路、所述第三出油管路、所述第四进油管路和所述第四出油管路分别通过不同的连接口与所述低旁减压阀的液缸连接；
所述第二控制模块包括连接所述的高旁减压阀、高旁减温水阀或低旁减温水阀的液缸的第二进油管路和第二出油管路，以及设置在第二进油管路和第二出油管路之间的伺服阀和液控单向阀；
所述伺服阀两端并接有一个手动换向阀。
2.根据权利要求1所 述的汽轮机旁路控制系统，其特征在于,所述第一控制模块包括连接所述减温水截止阀的液缸的第一进油管路和第一出油管路，以及设置在第一进油管路和第一出油管路之间的电磁换向阀、双液控单向阀和双单向节流阀。
3.根据权利要求2所 述的汽轮机旁路控制系统，其特征在于,所述减温水截止阀处设置有两个行程开关，减温水截止阀完全打开时会触发其中一个行程开关，减温水截止阀完全闭合时会触发另一个行程开关。
4.根据权利要求1所 述的汽轮机旁路控制系统，其特征在于, 所述高旁减压阀、高旁减温水阀和低旁减温水阀处均设置有用于检测液缸活塞杆位移的位移传感器；所述第二控制模块还包括一个压差发讯器，该压差发讯器的出口端通过一个伺服板与所述伺服阀电连接，压差发讯器的入口与上位机通讯连接，压差发讯器的反馈入口通过一个解调器与位移传感器电连接。
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