CN112856381A - 一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统及其控制方法，为了解决先有技术中锅炉汽包水位控制不够平稳的问题，提出了一种技术方案为：一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统包括锅炉给水泵、锅炉汽包、可编程逻辑控制器PLC；锅炉给水泵安装有变频器和驱动电机，变频器的模拟量输入端与PLC的模拟量输出模块相连接；锅炉给水泵的出口安装有第一压力传感器，第一压力传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包上部安装有第二压力传感器，第二传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包中部安装有液位计，液位计与PLC的模拟量输入模块相连接；PLC用于控制驱动电机的转速。本发明能够防止了虚假水位的产生，保持控制系统的平稳运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽包水位控制系统及其控制方法，具体涉及一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统及其控制方法。
背景技术
汽轮机发电机组作业时，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，汽轮机将蒸汽动力转换为机械能，再通过发电机将机械能转换为电能。在实际使用时，锅炉的给水流量、蒸汽流量都存在测量误差，锅炉汽包水位也因间断性补水而出现“虚假水位”现象。现在通常利用三冲量控制策略来控制汽包水位，控制方法复杂，而且锅炉给水流量计安装位置与锅炉给水泵之间的路由长度越远，流量数据越滞后，体现在锅炉给水泵的运行效果上，会造成系统振荡，锅炉给水泵的运转速度时快时慢，这样不仅会使锅炉效率降低，还会影响整个汽轮机发电机组的设备安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能够平稳控制汽包水位的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统及其控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该汽轮机发电机组的汽包水位控制系统，其特征在于：包括锅炉给水泵、锅炉汽包、可编程逻辑控制器PLC；锅炉给水泵安装有变频器和驱动电机，变频器的模拟量输入端与PLC的模拟量输出模块相连接；锅炉给水泵的出口安装有第一压力传感器，第一压力传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包上部安装有第二压力传感器，第二传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包中部安装有液位计，液位计与PLC的模拟量输入模块相连接；PLC用于控制驱动电机的转速。
作为优选，本发明中所述变频器采用频率/电压控制模式。
作为优选，本发明中所述变频器的启动/停止控制点与PLC的开关量输入模块连接，通过PLC控制变频器的启动/停止。
一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，包括：
S1：可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入模块对锅炉给水泵出口压力PF、汽包压力PD、汽包水位值LQ进行采集，得出锅炉给水泵出口设定压力PH；
S2：将PH作为目标值，PF作为反馈值，PH、PF传递给PLC内部的PID控制器模块，PID控制器模块输出变频器频率fB，通过模拟量输出模块将fB信号传输给变频器，变频器根据fB信号调整驱动电机转速，驱动锅炉给水泵进行汽包补水。
作为优选，本发明中汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，包括如下步骤：
根据公式得出PH的值；PL为压差值，K为反比例函数系数，A为Y坐标偏移量，L0为X坐标偏移量，PH为锅炉给水泵出口压力设定值，PD为锅炉汽包压力值，LQ为锅炉汽包水位值，Pg为锅炉汽包至锅炉给水泵出口由重力产生的压差。
作为优选，本发明中读取静压状态下的PH和PD，在静压状态下Pg＝PH-PD，得到Pg的实际值。
作为优选，本发明中根据PH最大值、PH正常值、PH最小值，求出K值、A值和L0值。
作为优选，本发明中将LQ实时值和PD计算出PH实时值，将PH实时值与PF实时值送入PID控制器模块中，得出PH实时值。
作为优选，本发明中PLC预置有比例、积分、微分参数；根据系统的振荡情况、响应速度、目标值趋近情况对比例、积分、微分参数进行调节；通过反复修改PID参数实现汽包水位和给水泵转速稳定。
作为优选，本发明中通过调试PID参数来修改fB，直到达到目标值，实现闭环控制系统稳定运行。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明实现了锅炉给水泵的持续工作，汽包供水量趋近于蒸发量，汽包供水速率随着汽包的蒸发速率缓慢变化，从锅炉给水泵出口至汽包的管道、预热器中，水流速平稳，水均匀受热，温度均衡的水进入汽包时，不会使汽包内的温度反复波动，从而防止了“虚假水位”的产生，保持控制系统的平稳运行。同时，能够稳定锅炉汽包水位，并且能够使锅炉管道中的水流速平稳，受热均匀，最大限度的吸收锅炉烟气的热量，提高锅炉热效率。
附图说明
图1是本发明实施例中汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例
参见图1，本实施例中的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统包括锅炉给水泵、锅炉汽包、可编程逻辑控制器PLC；锅炉给水泵安装有变频器和驱动电机，变频器的模拟量输入端与PLC的模拟量输出模块相连接；锅炉给水泵的出口安装有第一压力传感器，第一压力传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包上部安装有第二压力传感器，第二传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包中部安装有液位计，液位计与PLC的模拟量输入模块相连接；PLC用于控制驱动电机的转速；变频器采用频率/电压控制模式；变频器的启动/停止控制点与PLC的开关量输入模块连接，通过PLC控制变频器的启动/停止。
本实施例中的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，包括：
S1：可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入模块对锅炉给水泵出口压力PF、汽包压力PD、汽包水位值LQ进行采集，得出锅炉给水泵出口设定压力PH；
S2：将PH作为目标值，PF作为反馈值，PH、PF传递给PLC内部的PID控制器模块，PID控制器模块输出变频器频率fB，通过模拟量输出模块将fB信号传输给变频器，变频器根据fB信号调整驱动电机转速，驱动锅炉给水泵进行汽包补水。
S3：根据公式得出PH的值；PL为压差值，K为反比例函数系数，A为Y坐标偏移量，L0为X坐标偏移量，PH为锅炉给水泵出口压力设定值，PD为锅炉汽包压力值，LQ为锅炉汽包水位值，Pg为锅炉汽包至锅炉给水泵出口由重力产生的压差。
S4：读取静压状态下的PH和PD，在静压状态下Pg＝PH-PD，得到Pg的实际值。
S5：根据PH最大值、PH正常值、PH最小值，求出K值、A值和L0值。
S6：将LQ实时值和PD计算出PH实时值，将PH实时值与PF实时值送入PID控制器模块中，得出PH实时值。
S7：PLC预置有比例、积分、微分参数；根据系统的振荡情况、响应速度、目标值趋近情况对比例、积分、微分参数进行调节；通过反复修改PID参数实现汽包水位和给水泵转速稳定。
S8：通过调试PID参数来修改fB，直到达到目标值，实现闭环控制系统稳定运行。
本实施例作业时，汽包水位控制系统形成了一个闭环控制系统，能够将汽包水位稳定在目标水位，且补水泵运行平稳，补水速率平稳，水的受热均匀，汽包蒸发量平稳，能够避免因汽包中的水突然暴沸，产生虚假水位现象，干扰控制系统的平稳运行。
本实施例根据PLC中嵌入的程序，将LQ实时值和PD代入公式，计算出PH实时值，将PH实时值与PF实时值送入PID控制器模块中，得出PH实时值；嵌入的程序先预置比例、积分、微分参数；查看控制系统运行的平稳性和系统响应速度，根据系统的振荡情况、响应速度、目标值趋近情况对比例、积分、微分参数进行调节；通过反复修改PID参数实现汽包水位稳定在150mm左右，且给水泵转速变化趋稳。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统，其特征在于：包括锅炉给水泵、锅炉汽包、可编程逻辑控制器PLC；锅炉给水泵安装有变频器和驱动电机，变频器的模拟量输入端与PLC的模拟量输出模块相连接；锅炉给水泵的出口安装有第一压力传感器，第一压力传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包上部安装有第二压力传感器，第二传感器与PLC的模拟量输入模块相连接；锅炉汽包中部安装有液位计，液位计与PLC的模拟量输入模块相连接；PLC用于控制驱动电机的转速。
2.根据权利要求1所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统，其特征在于：变频器采用频率/电压控制模式。
3.根据权利要求1所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统，其特征在于：变频器的启动/停止控制点与PLC的开关量输入模块连接，通过PLC控制变频器的启动/停止。
4.一种汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，包括：
S1：可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入模块对锅炉给水泵出口压力PF、汽包压力PD、汽包水位值LQ进行采集，得出锅炉给水泵出口设定压力PH；
S2：将PH作为目标值，PF作为反馈值，PH、PF传递给PLC内部的PID控制器模块，PID控制器模块输出变频器频率fB，通过模拟量输出模块将fB信号传输给变频器，变频器根据fB信号调整驱动电机转速，驱动锅炉给水泵进行汽包补水。
5.根据权利要求4所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S3：根据公式得出PH的值；PL为压差值，K为反比例函数系数，A为Y坐标偏移量，L0为X坐标偏移量，PH为锅炉给水泵出口压力设定值，PD为锅炉汽包压力值，LQ为锅炉汽包水位值，Pg为锅炉汽包至锅炉给水泵出口由重力产生的压差。
6.根据权利要求5所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S4：读取静压状态下的PH和PD，在静压状态下Pg＝PH-PD，得到Pg的实际值。
7.根据权利要求5所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S5：根据PH最大值、PH正常值、PH最小值，求出K值、A值和L0值。
8.根据权利要求5所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S6：将LQ实时值和PD计算出PH实时值，将PH实时值与PF实时值送入PID控制器模块中，得出PH实时值。
9.根据权利要求5所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S6：PLC预置比例、积分、微分参数；根据系统的振荡情况、响应速度、目标值趋近情况对比例、积分、微分参数进行调节；通过反复修改PID参数实现汽包水位和给水泵转速稳定。
10.根据权利要求4所述的汽轮机发电机组的汽包水位控制系统的控制方法，其特征在于：还包括S7：通过调试PID参数来修改fB，直到达到目标值，实现闭环控制系统稳定运行。
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| US20030005769A1 (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-09 | Alstom Power N.V. | Apparatus for continuously monitoring liquid level conditions in a liquid-vapor separating device |
| CN108224404A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-29 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 锅炉汽包水位控制系统及其控制方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08166106A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Toshiba Corp | 給水制御装置 |
| US20030005769A1 (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-09 | Alstom Power N.V. | Apparatus for continuously monitoring liquid level conditions in a liquid-vapor separating device |
| CN108224404A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-29 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 锅炉汽包水位控制系统及其控制方法 |
| CN108561875A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 并列运行水泵情况下锅炉汽包水位的控制方法 |
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