CN112664283A - 汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法，包括：汽轮机控制系统自控联锁汽轮机辅助系统，汽轮机控制系统制定启动过程或停机过程的各个运行步骤；汽轮机控制系统自动对当前运行步骤所对应的汽轮机辅助系统发出动作指令，汽轮机辅助系统在接受动作指令之后向汽轮机控制系统反馈当前状态，汽轮机控制系统自动获取并判断汽轮机辅助系统的当前状态是否满足执行下一个运行步骤的前提条件，若满足，则执行下一个运行步骤，直至完成整个启动过程或停机过程。本发明能够通过自启停控制，实现一键启停的控制策略，提高了汽轮机的自动化水平，避免了因人工操作失误而造成的损失，延长了汽轮机的运行寿命。

Description

汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法

技术领域

本发明涉及汽轮机控制技术领域，特别是涉及一种汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法。

背景技术

汽轮机的自启停控制系统包括启动和停机两个过程。在启动时，汽轮机能够安全的、在一个合适的时间启动，以最短启动时间实现高可用性的运行状态，使汽轮机和所有相关的辅助设备安全、可靠地从停机状态转换到发电状态，从而取得最佳的经济效益。在停机时，使汽轮机和所有相关的辅助设备安全、可靠地从发电状态进入汽轮机阀门全部关闭状态，并且再进入到盘车状态。

然而，在现有启动、停机的过程中，绝大多数需要工作人员介入，通过手动方式实现启动、停机过程，操作繁琐，容易出错。此外，现有的汽轮机自启动技术，仅仅考虑汽轮机的进汽阀门本身的控制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法，通过自启停控制，实现一键启停的控制策略，提高了汽轮机的自动化水平，避免了因人工操作失误而造成的损失，延长了汽轮机的运行寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽轮机自启停顺控方法，包括：

基于汽轮机的启动过程或停机过程的每个运行步骤的操作规范，汽轮机控制系统自控联锁汽轮机辅助系统，汽轮机控制系统制定启动过程或停机过程的各个运行步骤；

在启动过程或停机过程的每个运行步骤中，汽轮机控制系统自动对当前运行步骤所对应的汽轮机辅助系统发出动作指令，汽轮机辅助系统在接受动作指令之后执行相应动作并向汽轮机控制系统反馈当前状态，汽轮机控制系统自动获取并判断汽轮机辅助系统的当前状态是否满足执行下一个运行步骤的前提条件，若满足，则执行下一个运行步骤，直至完成整个启动过程或停机过程。

优选地，所述启动过程包括以下步骤：

检测汽轮机的主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数，判断主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数之间是否匹配，若匹配，则执行下一个运行步骤；

在冲转前以及冲转过程中，汽轮机控制系统通过将需要预热的主部件预热至暖机程度；汽轮机控制系统基于主部件热应力自动确定汽轮机的升速率、目标转速以及负荷增速其中的一个或多个。

优选地，所述停机过程包括以下步骤：根据汽轮机的主部件的热应力自动确定汽轮机的降速率、目标转速以及负荷减速其中的一个或多个。

优选地，所述主部件为转子、汽缸、主汽门以及调节汽门其中的一个或多个。

优选地，对所述主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数所采用的匹配准则为汽轮机数字电液控制系统的温度准则。

优选地，所述汽轮机辅助系统为润滑油系统、控制油系统、疏水系统、抽汽系统以及轴封系统其中的一个或多个。

本发明还提供一种采用所述汽轮机自启停顺控方法的超超临界汽轮机机组，包括：

多个汽缸，多个汽缸分别位于高压运行区、中压运行区以及低压运行区，汽缸内转动穿设有转子，高压运行区和中压运行区内均设有与汽缸连接的抽汽逆止门；

与高压运行区、中压运行区一一对应的两个蒸汽控制阀组，蒸汽控制阀组包括主汽门以及位于主汽门下游处的调节汽门；

供汽装置，供汽装置与位于高压运行区的蒸汽控制阀组管路连接；

油路系统，油路系统包括控制油系统和润滑油系统，控制油系统与蒸汽控制阀组的油动机管路连接，润滑油系统与用于支承转子的轴承结构管路连通；

疏水系统，疏水系统分别与高压运行区、中压运行区以及低压运行区管路连通；

发电机，发电机与位于低压运行区的转子连接。

优选地，所述超超临界汽轮机机组还包括凝汽器，凝汽器分别与高压运行区、低压运行区管路连通。

本发明还提供一种所述超超临界汽轮机机组的启动顺控方法，包括以下步骤：

S11，关闭主汽门、调节汽门以及抽汽逆止门；

S12，打开疏水系统，预暖汽轮机的进汽管道；

S13，确保汽轮机辅助系统运行正常；

S14，判断蒸汽品质是否满足阀门开启标准，若满足，则执行下一步；所述阀门开启标准包括：调节汽门的阀体温度与主蒸汽的饱和温度是否匹配；

S15，汽轮机控制系统自动设定汽轮机的负荷目标值和负荷阈值；

S16，判断蒸汽品质是否满足冲转标准要求，若满足，则试行下一步；若未满足，则跳回至步骤S14；冲转标准要求包括：转子的温度与蒸汽的进汽参数是否匹配；

S17，开启调节汽门，汽轮机控制系统以由汽轮机温度裕度确定的升速率将汽轮机提升至暖机转速，进而提升至额定转速；

S18，发电机完成并网，启动过程结束。

本发明还提供一种所述超超临界汽轮机机组的停机顺控方法，包括以下步骤：

S21，将汽轮机负荷降为零；

S22，发电机解除并网，关闭蒸汽控制阀组；

S23，检测油路系统是否正常，若正常，则执行下一步；

S24，冷却蒸汽控制阀组；

S25，打开疏水系统，对汽轮机进行疏水，停机过程结束。

如上所述，本发明的汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法，具有以下有益效果：本发明的汽轮机自启停顺控方法能够使汽轮机在启动时安全高效地、在最短时间内启动，使汽轮机及其汽轮机辅助系统安全可靠地从停机状态转换到发电状态，从而取得最佳的经济效益；在停机时安全高效地、在最短时间内停机，使汽轮机及其汽轮机辅助系统安全可靠地从发电状态转换到停机状态，从而减少不必要的损失。本发明的汽轮机自启停顺控方法通过自启停控制，实现一键启停的控制策略，提高了汽轮机的自动化水平，避免了因人工操作失误而造成的损失，延长了汽轮机的运行寿命。

附图说明

图1显示为本发明的超超临界汽轮机机组的示意图。

元件标号说明

1 汽缸

11 转子

12 抽汽逆止门

2 蒸汽控制阀组

21 主汽门

22 调节汽门

3 供汽装置

4 再热器

5 控制油系统

6 润滑油系统

7 发电机

8 疏水系统

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种汽轮机自启停顺控方法，包括：

基于汽轮机的启动过程或停机过程的每个运行步骤的操作规范，汽轮机控制系统自控联锁汽轮机辅助系统，汽轮机控制系统制定启动过程或停机过程的各个运行步骤；

在启动过程或停机过程的每个运行步骤中，汽轮机控制系统自动对当前运行步骤所对应的汽轮机辅助系统发出动作指令，汽轮机辅助系统在接受动作指令之后执行相应动作并向汽轮机控制系统反馈当前状态，汽轮机控制系统自动获取并判断汽轮机辅助系统的当前状态是否满足执行下一个运行步骤的前提条件，若满足，则执行下一个运行步骤，直至完成整个启动过程或停机过程。

本发明的汽轮机自启停顺控方法能够使汽轮机在启动时安全高效地、在最短时间内启动，使汽轮机及其汽轮机辅助系统安全可靠地从停机状态转换到发电状态，从而取得最佳的经济效益；在停机时安全高效地、在最短时间内停机，使汽轮机及其汽轮机辅助系统安全可靠地从发电状态转换到停机状态，从而减少不必要的损失。本发明的汽轮机自启停顺控方法通过自启停控制，实现一键启停的控制策略，提高了汽轮机的自动化水平，避免了因人工操作失误而造成的损失，延长了汽轮机的运行寿命。

进一步的，上述启动过程包括以下步骤：

检测汽轮机的主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数(例如进汽温度)，判断主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数之间是否匹配，若匹配，则执行下一个运行步骤；

在冲转前以及冲转过程中，汽轮机控制系统通过将需要预热的主部件预热至暖机程度；汽轮机控制系统基于主部件热应力自动确定汽轮机的升速率、目标转速以及负荷增速其中的一个或多个；如此操作，能够保证汽轮机在启动过程中所受的热应力最小。

进一步的，上述停机过程包括以下步骤：根据汽轮机的主部件的热应力自动确定汽轮机的降速率、目标转速以及负荷减速其中的一个或多个。如此操作，能够保证汽轮机在停机过程中所受的热应力最小。

上述主部件为转子、汽缸、主汽门以及调节汽门其中的一个或多个。

对上述主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数所采用的匹配准则为汽轮机数字电液控制系统的温度准则，例如X温度准则。

上述汽轮机辅助系统为润滑油系统、控制油系统、疏水系统、抽汽系统以及轴封系统其中的一个或多个。

如图1所示，本发明还提供一种采用上述汽轮机自启停顺控方法的超超临界汽轮机机组，包括：

多个汽缸1，多个汽缸1分别位于高压运行区(位于高压运行区的汽缸1称之为高压缸)、中压运行区(位于中压运行区的汽缸1称之为中压缸)以及低压运行区(位于低压运行区的汽缸1称之为低压缸)，汽缸1内转动穿设有转子11，高压运行区和中压运行区内均设有与汽缸1连接的抽汽逆止门12；

与高压运行区、中压运行区一一对应的两个蒸汽控制阀组2，蒸汽控制阀组2包括主汽门21以及位于主汽门21下游处的调节汽门22；

供汽装置3，供汽装置3与位于高压运行区的蒸汽控制阀组2管路连接；

油路系统，油路系统包括控制油系统5和润滑油系统6，控制油系统5与蒸汽控制阀组2的油动机管路连接，润滑油系统6与用于支承转子11的轴承结构管路连通；

疏水系统8，疏水系统8分别与高压运行区、中压运行区以及低压运行区管路连通；

发电机7，发电机7与位于低压运行区的转子11连接。

本发明的超超临界汽轮机机组能够高效安全完成启动或停止过程。

上述超超临界汽轮机机组还包括凝汽器8，凝汽器8分别与高压运行区、低压运行区管路连通。

上述超超临界汽轮机机组还包括再热器4，再热器4设于高压运行区和中压运行区之间的管路；

本发明还提供一种上述超超临界汽轮机机组的启动顺控方法，包括以下步骤：

S11，关闭主汽门21、调节汽门22以及抽汽逆止门12；

S12，打开疏水系统8，预暖汽轮机的进汽管道；

S13，确保汽轮机辅助系统运行正常；

S14，判断蒸汽品质是否满足阀门开启标准，若满足，则执行下一步；上述阀门开启标准包括：调节汽门22的阀体温度与主蒸汽的饱和温度是否匹配；

S15，汽轮机控制系统自动设定汽轮机的负荷目标值和负荷阈值；

S16，判断蒸汽品质是否满足冲转标准要求，若满足，则试行下一步；若未满足，则跳回至步骤S14；冲转标准要求包括：转子11的温度与蒸汽的进汽参数是否匹配；

S17，开启调节汽门22，汽轮机控制系统以由汽轮机温度裕度确定的升速率将汽轮机提升至暖机转速，进而提升至额定转速；

S18，发电机7完成并网，启动过程结束。

上述步骤S11～S18的序号仅仅为了划分步骤，不代表实施顺序。

本发明还提供一种上述超超临界汽轮机机组的停机顺控方法，包括以下步骤：

S21，将汽轮机负荷降为零；

S22，发电机7解除并网，关闭蒸汽控制阀组2；

S23，检测油路系统是否正常，若正常，则执行下一步；

S24，冷却蒸汽控制阀组2；

S25，打开疏水系统8，对汽轮机进行疏水，停机过程结束。

上述步骤S21～S25的序号仅仅为了划分步骤，不代表实施顺序。

综上所述，本发明的汽轮机自启停顺控方法、超超临界汽轮机机组及其方法通过自启停控制，实现一键启停的控制策略，提高了汽轮机的自动化水平，避免了因人工操作失误而造成的损失，延长了汽轮机的运行寿命。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种汽轮机自启停顺控方法，其特征在于，包括：

基于汽轮机的启动过程或停机过程的每个运行步骤的操作规范，汽轮机控制系统自控联锁汽轮机辅助系统，汽轮机控制系统制定启动过程或停机过程的各个运行步骤；

在启动过程或停机过程的每个运行步骤中，汽轮机控制系统自动对当前运行步骤所对应的汽轮机辅助系统发出动作指令，汽轮机辅助系统在接受动作指令之后执行相应动作并向汽轮机控制系统反馈当前状态，汽轮机控制系统自动获取并判断汽轮机辅助系统的当前状态是否满足执行下一个运行步骤的前提条件，若满足，则执行下一个运行步骤，直至完成整个启动过程或停机过程。

2.根据权利要求1所述的汽轮机自启停顺控方法，其特征在于，所述启动过程包括以下步骤：

检测汽轮机的主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数，判断主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数之间是否匹配，若匹配，则执行下一个运行步骤；

在冲转前以及冲转过程中，汽轮机控制系统通过将需要预热的主部件预热至暖机程度；汽轮机控制系统基于主部件热应力自动确定汽轮机的升速率、目标转速以及负荷增速其中的一个或多个。

3.根据权利要求1所述的汽轮机自启停顺控方法，其特征在于：所述停机过程包括以下步骤：

根据汽轮机的主部件的热应力自动确定汽轮机的降速率、目标转速以及负荷减速其中的一个或多个。

4.根据权利要求2或3所述的汽轮机自启停顺控方法，其特征在于：所述主部件为转子、汽缸、主汽门以及调节汽门其中的一个或多个。

5.根据权利要求2所述的汽轮机自启停顺控方法，其特征在于：对所述主部件的金属温度和蒸汽的进汽参数所采用的匹配准则为汽轮机数字电液控制系统的温度准则。

6.根据权利要求1所述的汽轮机自启停顺控方法，其特征在于：所述汽轮机辅助系统为润滑油系统、控制油系统、疏水系统、抽汽系统以及轴封系统其中的一个或多个。

7.一种采用如权利要求1所述的汽轮机自启停顺控方法的超超临界汽轮机机组，其特征在于，包括：

多个汽缸(1)，多个汽缸(1)分别位于高压运行区、中压运行区以及低压运行区，汽缸(1)内转动穿设有转子(11)，高压运行区和中压运行区内均设有与汽缸(1)连接的抽汽逆止门(12)；

与高压运行区、中压运行区一一对应的两个蒸汽控制阀组(2)，蒸汽控制阀组(2)包括主汽门(21)以及位于主汽门(21)下游处的调节汽门(22)；

供汽装置(3)，供汽装置(3)与位于高压运行区的蒸汽控制阀组(2)管路连接；

油路系统，油路系统包括控制油系统(5)和润滑油系统(6)，控制油系统(5)与蒸汽控制阀组(2)的油动机管路连接，润滑油系统(6)与用于支承转子(11)的轴承结构管路连通；

疏水系统(8)，疏水系统(8)分别与高压运行区、中压运行区以及低压运行区管路连通；

发电机(7)，发电机(7)与位于低压运行区的转子(11)连接。

8.根据权利要求7所述的超超临界汽轮机机组，其特征在于：所述超超临界汽轮机机组还包括凝汽器(8)，凝汽器(8)分别与高压运行区、低压运行区管路连通。

9.一种如权利要求7或8所述的超超临界汽轮机机组的启动顺控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11，关闭主汽门(21)、调节汽门(22)以及抽汽逆止门(12)；

S12，打开疏水系统(8)，预暖汽轮机的进汽管道；

S13，确保汽轮机辅助系统运行正常；

S14，判断蒸汽品质是否满足阀门开启标准，若满足，则执行下一步；所述阀门开启标准包括：调节汽门(22)的阀体温度与主蒸汽的饱和温度是否匹配；

S15，汽轮机控制系统自动设定汽轮机的负荷目标值和负荷阈值；

S16，判断蒸汽品质是否满足冲转标准要求，若满足，则试行下一步；若未满足，则跳回至步骤S14；冲转标准要求包括：转子(11)的温度与蒸汽的进汽参数是否匹配；

S17，开启调节汽门(22)，汽轮机控制系统以由汽轮机温度裕度确定的升速率将汽轮机提升至暖机转速，进而提升至额定转速；

S18，发电机(7)完成并网，启动过程结束。

10.根据权利要求7或8所述的汽轮机机组的停机顺控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S21，将汽轮机负荷降为零；

S22，发电机(7)解除并网，关闭蒸汽控制阀组(2)；

S23，检测油路系统是否正常，若正常，则执行下一步；

S24，冷却蒸汽控制阀组(2)；

S25，打开疏水系统(8)，对汽轮机进行疏水，停机过程结束。

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