CN111121482A - 极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，通过对单台风机进行单独控制，而非对一列的风机进行整体控制，即通过条件判断对单台风机进行控制其是否运转，只有当位于同一列的全部风机均停运的情况下，才通过条件判断是否需要停止对该列管束停止进蒸汽，进而防止管束结冻；在管束不结冻的情况下，保证运行的风机数量始终处于最大值，可减少热风回流，降低风机的运行转速，降低风机的耗电率，进而提高机组整体的经济性能。本发明可保证背压始终维持的一定范围内，保证机组的经济性能不受影响；当机组在负荷低、环境温度低的环境条件下，通过及时、精准的调控手段防止空冷岛的管束结冻，可确保机组的安全可靠运行。

Description

极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法

技术领域：

本发明涉及一种空冷岛的防冻控制方法，尤其涉及一种极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法。

背景技术：

对于火力发电机组，汽轮机做功产生的高温乏汽需经过空冷岛进行降温；空冷岛主要由管束、支架和56台风机组成，通常来说，管束共分8列，分别对应8列风机，每列管束对应7台风机；高温蒸汽流经管束时，由风机带动空气在管束外吹过，进而实现对管束内的蒸汽降温的效果。在冬季，对于我国北方的一些极寒地区，气温极低，再加上许多机组都参与调峰，机组的用电负荷是经常发生变化的，当机组的负荷降低时，使得汽轮机的乏汽排汽量减少，导致空冷岛极易出现结冻的事故。空冷岛一旦结冻，会引起管束冻裂损坏，降低机组的严密性，影响机组的安全，且管束一旦损坏将无法恢复，增加了管束的更换费用；当管束冻裂情况严重时还需要机组停机，严重影响机组的可靠运行，导致机组的经济性下降。

目前，为了防止管束发生冻裂，通常是由工作人员凭借多年的工作经验进行防冻调整，工作人员根据空冷岛的各项参数变化初步判断有可能发生结冻，则动用大量的人力通过对空冷岛加盖苫布来防止结冻。但是，现有的调控方法完全依赖于工作人员的工作经验，可靠性差；对于极度寒冷的恶劣天气，仅通过加盖苫布无法完全避免结冻发生；且自动化程度低，需动用大量的人力，劳动强度大；同时，现有的调控方法存在严重的滞后性，对于突发的天气变化，不能及时的进行防冻调控，仍不能避免管束冻裂的情况发生，无法保证机组的安全可靠运行。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，可在保证机组经济性能的同时，通过及时、精准的调控手段防止空冷岛的管束结冻，可保证机组的安全可靠运行。

本发明由如下技术方案实施：

极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，包括如下步骤：

S1、通过监测模块对空冷岛的实时运行参数进行监测，根据实时运行参数判断第一执行机构切出条件是否满足，如满足，执行第一执行机构切出动作，之后执行步骤S2；如不满足，则继续执行步骤S1；

S2、判断第一执行机构投入条件是否满足，如满足，执行第一执行机构投入动作，之后返回步骤S1；如不满足，则执行步骤S3；

S3、判断位于某一列的全部第一执行机构是否已全部切出，如不是，则返回步骤S1；如是，则执行步骤S4；

S4、判断第二执行机构切出条件是否满足，如不满足，则返回步骤S3；如满足，则执行第二执行机构切出动作，之后执行步骤S5；

S5、判断第二执行机构投入条件是否满足，如满足，执行第二执行机构投入动作，之后返回步骤S4；如不满足，则不动作。

进一步的，所述第一执行机构切出条件需同时满足以下条件：

(1)、背压维持在8～20KPa；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量；

(4)、第一执行机构对应管束的凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(5)、第一执行机构对应管束的凝结水温度＜15℃，且持续时间＞180s。

进一步的，所述第一执行机构切出动作包括以下步骤：

(1)、将该第一执行机构的风机停运；

(2)、将该第一执行机构的苫布合上。

进一步的，所述第一执行机构投入条件需同时满足以下条件：

(1)、背压维持在10～20KPa；

(2)、外界环境温度≥-20℃；

(3)、第一执行机构对应的凝结水过冷度温度≥15℃；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量大于防冻最小流量；

(5)、第一执行机构对应的凝结水温度≥25℃，且持续时间＞180s。

进一步的，所述第一执行机构投入动作包括以下步骤：

(1)、将第一执行机构的风机的转速调整至最低转速；

(2)、将第一执行机构的苫布打开。

进一步的，所述第二执行机构切出条件需满足以下条件：

(1)、背压维持在8～10KPa；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、机组负荷＜300MW；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量；

(5)、凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(6)、该列所有第一执行机构已全部切出。

进一步的，所述第二执行机构切出动作包括以下步骤：

(1)、关闭进汽电动门30min后，关闭抽真空电动门；

(2)、关闭抽真空电动门120min后，关闭凝结水电动门。

进一步的，所述第二执行机构投入条件需满足以下条件：

(1)、背压维持在15～20KPa；

(2)、机组负荷＞350MW；

(3)、凝结水过冷度温度≥40℃。

进一步的，所述第二执行机构投入动作为：进汽电动门、抽真空电动门以及凝结水电动门均打开。

进一步的，所述实时运行参数包括机组背压、外界环境温度、当前进入空冷岛的蒸汽流量、每个第一执行机构对应的凝结水过冷度温度、每个第一执行机构对应的凝结水温度、机组负荷、每列的凝结水过冷度温度。

本发明的优点：

本发明通过对单台风机进行单独控制，而非对一列的风机进行整体控制，即通过条件判断对单台风机进行控制其是否运转，只有当位于同一列的全部风机均停运的情况下，再通过条件判断是否需要停止对该列管束停止进蒸汽，进而防止管束结冻；在管束不结冻的情况下，保证运行的风机数量始终处于最大值，可减少热风回流，降低风机的运行转速，降低风机的耗电率，进而提高机组整体的经济性能。

本发明可保证背压始终维持的一定范围内，保证机组的经济性能不受影响；当机组在负荷低、环境温度低的环境条件下，通过及时、精准的调控手段防止空冷岛的管束结冻，可确保机组的安全可靠运行。

具体实施方式：

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，包括如下步骤：

S1、通过监测模块对空冷岛的实时运行参数进行监测，所监测的实时运行参数包括机组背压、外界环境温度、当前进入空冷岛的蒸汽流量、每个第一执行机构对应的凝结水过冷度温度、每个第一执行机构对应的凝结水温度、机组负荷、每列的凝结水过冷度温度；第一执行机构包括一台风机及其对应的苫布的驱动机构,本实施例中的苫布采用申请号为CN201320700250.7的专利文献中公开的结构及其驱动结构；按照常规的机组来说，共包括56个第一执行机构；

之后根据实时运行参数判断第一执行机构切出条件是否满足，即判断当前的实时运行参数是否同时满足以下条件：

(1)、背压维持在8～20KPa，保证机组的经济性能不受损失；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量，说明高温蒸汽量无法满足最低的防冻需求；

(4)、第一执行机构对应管束的凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(5)、第一执行机构对应管束的凝结水温度＜15℃，且持续时间＞180s；

如满足，执行第一执行机构切出动作：将该第一执行机构的风机停运，停止风机运行，通过减少管束外的冷空气流量，进而降低管束内高温蒸汽的降温速率，使管束内凝结水的温度逐渐回升，并将该第一执行机构的苫布合上，通过加盖苫布对管束进行保温；之后执行步骤S2；如不满足，则继续执行步骤S1；

S2、判断第一执行机构投入条件是否满足，即判断当前的实时运行参数是否同时满足以下条件：

(1)、背压维持在10～20KPa；

(2)、外界环境温度≥-20℃，表明外界温度开始回暖；

(3)、第一执行机构对应的凝结水过冷度温度≥15℃；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量大于防冻最小流量；

(5)、第一执行机构对应的凝结水温度≥25℃，且持续时间＞180s；

如满足，执行第一执行机构投入动作，将第一执行机构的风机的转速调整至最低转速即22.5rpm，同时将第一执行机构的苫布打开；之后返回步骤S1；如不满足，则执行步骤S3；

S3、判断位于某一列的全部第一执行机构是否已全部切出，如不是，则返回步骤S1；如是，则执行步骤S4；

S4、判断第二执行机构切出条件是否满足，即判断当前的实时运行参数是否同时满足以下条件：

(1)、背压维持在8～10KPa；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、机组负荷＜300MW；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量；

(5)、凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(6)、该列所有第一执行机构已全部切出，即该列所有风机均已停运，且该列所有苫布均已合上；

如不满足，则返回步骤S3；如满足，则执行第二执行机构切出动作：关闭进汽电动门，停止对单列管束进蒸汽，30min后，关闭抽真空电动门；关闭抽真空电动门120min后，关闭凝结水电动门；之后执行步骤S5；

S5、判断第二执行机构投入条件是否满足，即判断当前的实时运行参数是否同时满足以下条件：

(1)、背压维持在15～20KPa；

(2)、机组负荷＞350MW；

(3)、凝结水过冷度温度≥40℃。

如满足，执行第二执行机构投入动作：将进汽电动门、抽真空电动门以及凝结水电动门均打开，实现对单列管束恢复进蒸汽；之后返回步骤S4；如不满足，则不动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过监测模块对空冷岛的实时运行参数进行监测，根据实时运行参数判断第一执行机构切出条件是否满足，如满足，执行第一执行机构切出动作，之后执行步骤S2；如不满足，则继续执行步骤S1；

S2、判断第一执行机构投入条件是否满足，如满足，执行第一执行机构投入动作，之后返回步骤S1；如不满足，则执行步骤S3；

S3、判断位于某一列的全部第一执行机构是否已全部切出，如不是，则返回步骤S1；如是，则执行步骤S4；

S4、判断第二执行机构切出条件是否满足，如不满足，则返回步骤S3；如满足，则执行第二执行机构切出动作，之后执行步骤S5；

S5、判断第二执行机构投入条件是否满足，如满足，执行第二执行机构投入动作，之后返回步骤S4；如不满足，则不动作。

2.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第一执行机构切出条件需同时满足以下条件：

(1)、背压维持在8～20KPa；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量；

(4)、第一执行机构对应管束的凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(5)、第一执行机构对应管束的凝结水温度＜15℃，且持续时间＞180s。

3.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第一执行机构切出动作包括以下步骤：

(1)、将该第一执行机构的风机停运；

(2)、将该第一执行机构的苫布合上。

4.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第一执行机构投入条件需同时满足以下条件：

(1)、背压维持在10～20KPa；

(2)、外界环境温度≥-20℃；

(3)、第一执行机构对应的凝结水过冷度温度≥15℃；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量大于防冻最小流量；

(5)、第一执行机构对应的凝结水温度≥25℃，且持续时间＞180s。

5.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第一执行机构投入动作包括以下步骤：

(1)、将第一执行机构的风机的转速调整至最低转速；

(2)、将第一执行机构的苫布打开。

6.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第二执行机构切出条件需满足以下条件：

(1)、背压维持在8～10KPa；

(2)、外界环境温度＜-25℃；

(3)、机组负荷＜300MW；

(4)、当前进入空冷岛的蒸汽流量小于防冻最小流量；

(5)、凝结水过冷度温度＜10℃，且持续时间＞180s；

(6)、该列所有第一执行机构已全部切出。

7.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第二执行机构切出动作包括以下步骤：

(1)、关闭进汽电动门30min后，关闭抽真空电动门；

(2)、关闭抽真空电动门120min后，关闭凝结水电动门。

8.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第二执行机构投入条件需满足以下条件：

(1)、背压维持在15～20KPa；

(2)、机组负荷＞350MW；

(3)、凝结水过冷度温度≥40℃。

9.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述第二执行机构投入动作为：进汽电动门、抽真空电动门以及凝结水电动门均打开。

10.根据权利要求1所述的极寒地区深度调峰下空冷岛防冻及背压自动控制方法，其特征在于，所述实时运行参数包括机组背压、外界环境温度、当前进入空冷岛的蒸汽流量、每个第一执行机构对应的凝结水过冷度温度、每个第一执行机构对应的凝结水温度、机组负荷、每列的凝结水过冷度温度。