CN113482731A - 一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，包括：蒸汽系统、汽轮机、发电机、主给水泵、主给水泵调速装置、给水泵前置泵、摩擦离合器、刹车装置、前置泵调速箱、中控模块。本发明通过汽轮机主轴带动主给水泵，主给水泵带动给水泵前置泵，给水系统动力全部通过汽轮机输出，拖动方式系统简单，维护工作量小，减少能源消耗；在汽轮机与主给水泵之间设有主给水泵调速装置，通过控制调速比来控制主给水泵转速，在主给水泵与给水泵前置泵之间设有前置泵调速箱，通过控制调速比来控制给水泵前置泵转速，通过精准控制给水系统给部分的动力输出，进一步减少能源消耗。

Description

一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统。
背景技术
中国“富煤缺油少气”的能源资源禀赋，就决定了以燃煤发电为主的电力工业格局在较长一段时间内不会发生根本性的改变。燃煤发电在社会经济发展中提供了强力支撑的同时，也产生大量的污染和温室气体的排放。为了保护环境、节约资源，如何提高燃煤发电效率以成为业内越来越重视的问题。
汽轮发电机组是依靠高温、高压水蒸气来推动汽轮机，由汽轮机来带动发电机发电，排汽在供热系统中被利用之后凝结为水，再由水泵送回锅炉作为给水。一般供热系统的凝结水不能全部回收，需要补充给水。
汽轮发电机组中的给水泵是机组重要辅机设备之一，对于600MW的超临界以上的直接空冷机组，已投运及在建的机组大多采用了系统简单并对空冷机组运行影响甚小的电动调速给水泵，部分电厂则采用了汽动给水泵配置。当采用电动给水泵配置时，其电泵消耗的厂用电将达到机组额定发电功率的3％～4％，能耗巨大；当采用汽动泵配置时，因主机背压受外部条件的影响变化幅度大，给水泵汽轮机需要单独配置空冷凝汽设备来冷却做完功的乏汽，系统复杂、投资较大。
发明内容
为此，本发明提供一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统。，用以克服现有技术中电动给水泵配置消耗厂用电巨大、汽动给水泵配置系统复杂投资巨大的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，包括，
汽轮机，其与外部蒸汽系统相连，所述外部蒸汽系统向所述汽轮机输送蒸汽以带动汽轮机叶片转动；所述汽轮机上设有汽轮机转速检测装置，用以检测汽轮机转速；
发电机，其与所述汽轮机相连，所述发电机上设有高压转子，所述高压转子能够随汽轮机的转动而转动，用以进行发电；
主给水泵，其与所述汽轮机、所述蒸汽系统分别相连，所述主给水泵由汽轮机的转动而带动，用以对所述蒸汽系统提供给水；所述主给水泵上设有主给水泵转速检测装置，用以检测主给水泵转速；
主给水泵调速装置，其设置在所述汽轮机与所述主给水泵之间，当汽轮机运行时，所述主给水泵调速装置能够通过调节自身调速比来调节主给水泵转速；
给水泵前置泵，其与所述主给水泵相连，用以提高主给水泵入口的水流压力，用以防止主给水泵发生汽蚀；所述给水泵前置泵上设有给水泵前置泵转速检测装置，所述转速检测装置用以检测给水泵前置泵转速；
前置泵调速箱，其设置在所述主给水泵与所述给水泵前置泵之间，所述前置泵调速箱能够通过调节自身调速比来调节给水泵前置泵转速；
中控模块，其与所述汽轮机转速检测装置、所述主给水泵转速检测装置、所述主给水泵调速装置、所述前置泵调速箱、所述给水泵前置泵转速检测装置、所述蒸汽系统分别相连，用以调节各部件工作状态；
当所述汽轮发电机组启动时，所述汽轮机转动带动所述发电机转动，所述汽轮机转动通过所述主给水泵调速装置带动所述主给水泵转动，所述主给水泵转动通过所述前置泵调速箱带动所述给水泵前置泵转动；
当所述汽轮发电机组在运行时，所述汽轮机转速检测装置检测到所述汽轮机转速，并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块内设有所述主给水泵标准转速，中控模块对汽轮机转速与主给水泵标准转速进行计算得出调速比，中控模块通过调节所述主给水泵调速装置自身调速比来调节主给水泵的转速；
所述给水泵前置泵有恒定标准转速，当所述主给水泵运行时，所述主给水泵转速检测装置检测到主给水泵转速，并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块对给水泵前置泵恒定标准转速与主给水泵转速进行计算得出调速比，中控模块通过调节所述前置泵调速箱自身调速比来调节给水泵前置泵的转速。
进一步地，当所述汽轮发电机组在运行中时，所述汽轮机转动，所述中控模块内设有主给水泵标准转速VZ，所述汽轮机转速检测装置检测到汽轮机转速VS，并将检测结果传递至中控模块，中控模块计算主给水泵标准转速VZ与汽轮机转速VS得出主给水泵调速装置调速比AS，AS＝VS/VZ。
进一步地，当所述主给水泵调速装置调速比在AS时，所述主给水泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VM,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM的差值ΔVM1,ΔVM1＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM1进行对比:
当ΔVM1≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM1＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行调节,中控模块计算调速比AE，AE＝VS/(ΔVM1+VZ)×P,其中，P为主给水泵调速装置调速比计算补偿参数。
进一步地，所述主给水泵调速装置调速比在AE时，所述主给水泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VM2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM2的差值ΔVM2,ΔVM2＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM2的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM2进行对比：
当ΔVM2≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM2＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值，计算主给水泵调速装置减速比，对主给水泵调速装置调节操作，直至ΔVM2≤ΔVb。
进一步地，所述中控模块内设有所述给水泵前置泵恒定标准转速VH，当所述主给水泵实时转速为VM2且ΔVM2≤ΔVb时，中控模块计算主给水泵实时转速VM2与给水泵前置泵恒定标准转速VH得出前置泵调速箱调速比AJ，AJ＝VM2/VH。
进一步地，所述前置泵调速箱调速比在AJ时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述给水泵前置泵实时转速VN,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN的差值ΔVN1,ΔVN1＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN1进行对比:
当ΔVN1≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱调速比进行调节；
当ΔVN1＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱调速比进行调节,中控模块计算调速比AK，AK＝VM2/(ΔV3+VH)×C,其中，C为前置泵调速箱调速比计算补偿参数。
进一步地，所述前置泵调速箱调速比在AK时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VN2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值ΔVN2,ΔVN2＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN2进行对比：
当ΔVN2≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱调速比进行调节；
当ΔVN2＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱调速比进行再次调节,重复上述根据给水泵前置泵恒定标准转速与给水泵前置泵实时转速的差值，计算前置泵调速箱减速比，对前置泵调速箱调节操作，直至ΔVN2≤ΔVd。
进一步地，所述给水泵前置泵的调节过程是在所述主给水泵实时转速VM2时，通过所述前置泵调速箱调节的，当给水泵前置泵实时转速VN2且ΔVN2≤ΔVd时，所述主给水泵转速检测装置检测到主给水泵实时转速VM3，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值判定，ΔVM3＝VZ-VM3，
当ΔVM3≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM3＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值，计算主给水泵调速装置减速比，对主给水泵调速装置调节操作，直至ΔVM3≤ΔVb。
进一步地，当所述主给水泵实时转速VM3且ΔVM3≤ΔVb时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述给水泵前置泵实时转速VN3,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据给水泵前置泵恒定标准转速与给水泵前置泵实时转速的差值判定,ΔVN3＝VH-VN3，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN3进行对比调节，直至ΔVMX≤ΔVb且ΔVNY≤ΔVd停止调节操作。
进一步地，所述基于汽轮发电机组的同步可调给水系统中还包括，摩擦离合器，其与主给水泵调速装置相连，用以降低驱动链事故状态下的扭矩；刹车装置，其设置在所述主给水泵调速装置与所述主给水泵之间，主给水泵因故障需在线不停主汽轮机检修时，主给水泵调速装置使用传统调速型液力偶合器无法给所述主给水泵降至零转速，需把所述液力偶合器工作腔室内的工作油完全排空，但主给水泵叶轮会受所述汽轮机鼓风作用影响产生较低转速，所以在主给水泵调速装置与所述主给水泵之间设置所述刹车装置，使主给水泵转速降低至零；所述主给水泵调速装置将液力变矩器和液力偶合器并联驱动。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，汽轮发电机组的同步可调给水系统中，蒸汽系统通过高压蒸汽推动汽轮机运行，汽轮机通过主轴带动主给水泵运行，汽轮机与主给水泵之间设有主给水泵调速装置，汽轮机与主给水泵设有转速检测装置，中控模块通过转速检测装置的反馈实时调节主给水泵调速装置调速比，从而实时调节主给水泵转速，以调节主给水泵的转速来精准控制主给水泵的给水量；主给水泵通过主轴带动给水泵前置泵运行，主给水泵与给水泵前置泵之间设有前置泵调速箱，主给水泵与给水泵前置泵设有转速检测装置，中控模块通过转速检测装置的反馈实时调节前置泵调速箱调速比，实现在主给水泵转速改变时，稳定给水泵前置泵的转速，稳定工作效率；在此给水系统中，全部能量输出来自汽轮机转动，与电动给水泵方式相比，降低了电能消耗；与汽动给水泵方式相比，同轴拖动方式能量传递充分，且系统简单，维护工作量小。
尤其，当所述汽轮发电机组在运行中时，所述汽轮机转动，所述中控模块内设有主给水泵标准转速VZ，所述汽轮机转速检测装置检测到汽轮机转速VS，并将检测结果传递至中控模块，中控模块根据汽轮机转速VS与主给水泵标准转速VZ进行计算对所述主给水泵调速装置进行调节，避免了主给水泵的过量输出而造成的能源浪费。
进一步地，所述中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM的差值的标准值ΔVb，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM的差值ΔVM1，对ΔVM1与ΔVb进行对比，当ΔVM1小于或等于ΔVb时，中控模块判定转速差值在可控范围内，不对主给水泵调速装置调速比进行调节，当ΔVM1大于ΔVb时，中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行调节，避免主给水泵因转速差值较大而导致主给水泵输出量不足影响汽轮发电机组运行，或导致主给水泵输出量过剩造成资源浪费。
进一步地，在上述ΔVM1大于ΔVb时，所述中控模块对主给水泵调速装置调速比进行调节后，进行再次检测，经中控模块判定转速差值对比标准值并调节，直至ΔVM2小于或等于ΔVb停止调节，通过重复调节使主给水泵实时转速与标准转速的差值控制在差值标准值的范围内，主给水泵达到理想工作状态，稳定汽轮发电机组运行，减少能源消耗。
尤其，所述中控模块内设有所述给水泵前置泵恒定标准转速VH，当所述主给水泵实时转速为VM2时，中控模块计算主给水泵实时转速VM与给水泵前置泵恒定标准转速VH得出前置泵调速箱调速比AJ，并对前置泵调速箱调节，使给水泵前置泵能够进入运行状态。
进一步地，所述前置泵调速箱调速比在AJ时，所述中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN的差值ΔVN1,中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN1进行对比:当ΔVN1小于或等于ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱调速比进行调节；当ΔVN1大于ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱调速比进行调节,使给水泵前置泵的转速更趋近于恒定标准转速，使给水系统能够稳定运行。
进一步地，在上述调节后进行再次检测，经所述中控模块判定转速差值对比标准值并调节，直至ΔVN2小于或等于ΔVd时停止调节，通过重复调节使给水泵前置泵实时转速与恒定标准转速的差值控制在差值标准值的范围内，减少汽轮发电机组的动力消耗，从而减少能源消耗。
尤其，所述给水泵前置泵的调节过程是在所述主给水泵实时转速VM2时，主给水泵作为动力源，此时主给水泵的实时转速低于VM2，当给水泵前置泵实时转速达到VN2状态下且转速差值在标准值范围内时，对主给水泵的实时转速进行检测，所述中控模块通过对主给水泵实时转速与标准转速的差值的计算，调节所述主给水泵调速装置，直至调整在标准范围内，由于系统的动力传递损耗，可能会导致给水系统不能正常运行，在给水泵前置泵调整至标准范围内时，对主给水泵进行再次调整，保障了给水系统的正常运行。
进一步地，当所述主给水泵实时转速完成调节且实时转速与标准转速的差值在标准值范围内时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测，对所述给水泵前置泵实时转速进行检测,所述中控模块重复上述根据给水泵前置泵恒定标准转速与给水泵前置泵实时转速的差值判定,并将标准值ΔVd与差值ΔVN3进行对比调节，并重复上述对主给水泵转速检测调节操作，直至主给水泵实时转速与标准转速的差值在标准差值范围内，且给水泵前置泵实时转速与标准转速的差值也在标准差值范围内停止调节，通过进一步地控制，使系统达到理想运行状态。
进一步地，所述刹车装置设置在所述主给水泵调速装置与所述主给水泵之间，所述主给水泵因故障需在线不停主汽轮机检修时，所述刹车装置可使主给水泵转速降低至零，保障了维修人员的人身安全；所述摩擦离合器与主给水泵调速装置相连，用以降低驱动链事故状态下的扭矩，保护所述汽轮发电机组；所述主给水泵调速装置将液力变矩器和液力偶合器并联驱动，通过缩短驱动连长度，从而达到节约能源消耗的效果。
附图说明
图1为本发明所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述基于汽轮发电机组的同步可调给水系统的结构示意图，本发明公布一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，包括，汽轮机1、发电机2、主给水泵3、主给水泵调速装置4、给水泵前置泵5、前置泵调速箱6、刹车装置7、摩擦离合器8、中控模块(图中未画出)，其中，
汽轮机1，其与外部蒸汽系统相连，所述蒸汽系统向所述汽轮机1输送蒸汽以带动汽轮机1叶片转动；所述汽轮机1上设有汽轮机转速检测装置101，用以检测汽轮机1转速；
发电机2，其与所述汽轮机1相连，所述发电机2上设有高压转子，所述高压转子能够随汽轮机1的转动而转动，用以进行发电；
主给水泵3，其与所述汽轮机1、所述蒸汽系统分别相连，所述主给水泵3由汽轮机1的转动而带动，用以对所述蒸汽系统提供给水；所述主给水泵3上设有主给水泵转速检测装置301，用以检测主给水泵3转速；
主给水泵调速装置4，其设置在所述汽轮机1与所述主给水泵3之间，当汽轮机1运行时，所述主给水泵调速装置4能够通过调节自身调速比来调节主给水泵3转速；
给水泵前置泵5，其与所述主给水泵3相连，用以提高主给水泵3入口的水流压力，用以防止主给水泵3发生汽蚀；所述给水泵前置泵5上设有给水泵前置泵转速检测装置501，所述转速检测装置用以检测给水泵前置泵5转速；
前置泵调速箱6，其设置在所述主给水泵3与所述给水泵前置泵5之间，所述前置泵调速箱6能够通过调节自身调速比来调节给水泵前置泵5转速；
刹车装置7，其设置在所述主给水泵调速装置4输出端与所述主给水泵3之间，用以检修所述主给水泵3时，将所述主给水泵3转速完全降低到零转速；
摩擦离合器8，其是以径向方式在所述主给水泵调速装置4输入端联轴器上链接，用以降低驱动链事故状态下的扭矩；
中控模块，其与所述汽轮机转速检测装置101、所述主给水泵转速检测装置301、所述主给水泵调速装置4、所述前置泵调速箱6、所述给水泵前置泵转速检测装置501、所述蒸汽系统分别相连，用以调节各部件工作状态；
本实施例中，VS＝3000r/min；
当所述汽轮发电机组在运行中时，所述汽轮机1转动，所述中控模块内设有主给水泵3标准转速VZ，所述汽轮机转速检测装置101检测到汽轮机1转速VS，并将检测结果传递至中控模块，中控模块计算主给水泵3标准转速VZ与汽轮机1转速VS得出主给水泵调速装置4调速比AS，AS＝VS/VZ,避免了主给水泵3的过量输出而造成的能源浪费。
当所述主给水泵调速装置4调速比在AS时，所述主给水泵转速检测装置301检测所述主给水泵3实时转速VM,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM的差值ΔVM1,ΔVM1＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM1进行对比:
当ΔVM1≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置4调速比进行调节；
当ΔVM1＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置4调速比进行调节,中控模块计算调速比AE，AE＝VS/(ΔVM1+VZ)×P,其中，P为主给水泵调速装置4调速比计算补偿参数。
所述主给水泵调速装置4调速比在AE时，所述主给水泵转速检测装置301检测所述主给水泵3实时转速VM2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM2的差值ΔVM2,ΔVM2＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM2的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM2进行对比：
当ΔVM2≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置4调速比进行调节；
当ΔVM2＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置4调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵3标准转速与主给水泵3实时转速的差值，计算主给水泵调速装置4减速比，对主给水泵调速装置4调节操作，直至ΔVM2≤ΔVb,通过重复调节使主给水泵3实时转速与标准转速的差值控制在差值标准值的范围内，主给水泵3达到理想工作状态，稳定汽轮发电机组运行，避免主给水泵3因转速差值较大而导致主给水泵3输出量不足影响汽轮发电机组运行，或导致主给水泵3输出量过剩造成资源浪费。
所述中控模块内设有所述给水泵前置泵5恒定标准转速VH，当所述主给水泵3实时转速为VM2且ΔVM2≤ΔVb时，中控模块计算主给水泵3实时转速VM2与给水泵前置泵5恒定标准转速VH得出前置泵调速箱6调速比AJ，AJ＝VM2/VH,并对前置泵调速箱6调节，使给水泵前置泵5能够进入运行状态。
所述前置泵调速箱6调速比在AJ时，所述给水泵前置泵转速检测装置501检测所述给水泵前置泵5实时转速VN,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN的差值ΔVN1,ΔVN1＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN1进行对比:
当ΔVN1≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱6调速比进行调节；
当ΔVN1＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱6调速比进行调节,中控模块计算调速比AK，AK＝VM2/(ΔV3+VH)×C,其中，C为前置泵调速箱6调速比计算补偿参数。
所述前置泵调速箱6调速比在AK时，所述给水泵前置泵转速检测装置501检测所述主给水泵3实时转速VN2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值ΔVN2,ΔVN2＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN2进行对比：
当ΔVN2≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱6调速比进行调节；
当ΔVN2＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱6调速比进行再次调节,重复上述根据给水泵前置泵5恒定标准转速与给水泵前置泵5实时转速的差值，计算前置泵调速箱6减速比，对前置泵调速箱6调节操作，直至ΔVN2≤ΔVd,通过重复调节使给水泵前置泵5实时转速与恒定标准转速的差值控制在差值标准值的范围内，减少汽轮发电机组的动力消耗，从而减少能源消耗。
所述给水泵前置泵5的调节过程是在所述主给水泵3实时转速VM2时，通过所述前置泵调速箱6调节的，当给水泵前置泵5实时转速VN2且ΔVN2≤ΔVd时，所述主给水泵转速检测装置301检测到主给水泵3实时转速VM3，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据主给水泵3标准转速与主给水泵3实时转速的差值判定，ΔVM3＝VZ-VM3，
当ΔVM3≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置4调速比进行调节；
当ΔVM3＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置4调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵3标准转速与主给水泵3实时转速的差值，计算主给水泵调速装置4减速比，对主给水泵调速装置4调节操作，直至ΔVM3≤ΔVb,由于系统的动力传递损耗，可能会导致给水系统不能正常运行，在给水泵前置泵5调整至标准范围内时，对主给水泵3进行再次调整，保障了给水系统的正常运行。
当所述主给水泵3实时转速VM3且ΔVM3≤ΔVb时，所述给水泵前置泵转速检测装置501检测所述给水泵前置泵5实时转速VN3,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据给水泵前置泵5恒定标准转速与给水泵前置泵5实时转速的差值判定,ΔVN3＝VH-VN3，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN3进行对比调节，直至ΔVMX≤ΔVb且ΔVNY≤ΔVd停止调节操作,通过进一步地控制，使系统达到理想运行状态。
所述基于汽轮发电机组的同步可调给水系统中还包括，摩擦离合器8，其与主给水泵调速装置4相连，用以降低驱动链事故状态下的扭矩；刹车装置7，其设置在所述主给水泵调速装置4与所述主给水泵3之间，主给水泵3因故障需在线不停主汽轮机1检修时，主给水泵调速装置4使用传统调速型液力偶合器无法给所述主给水泵3降至零转速，需把所述液力偶合器工作腔室内的工作油完全排空，但主给水泵3叶轮会受所述汽轮机1鼓风作用影响产生较低转速，所以在主给水泵调速装置4与所述主给水泵3之间设置所述刹车装置7，使主给水泵3转速降低至零；所述主给水泵调速装置4将液力变矩器和液力偶合器并联驱动所述刹车装置7设置在所述主给水泵调速装置4与所述主给水泵3之间，所述主给水泵3因故障需在线不停主汽轮机1检修时，所述刹车装置7可使主给水泵3转速降低至零，保障了维修人员的人身安全；所述摩擦离合器8与主给水泵调速装置4相连，用以降低驱动链事故状态下的扭矩，保护所述汽轮发电机组；所述主给水泵调速装置4将液力变矩器和液力偶合器并联驱动，通过缩短驱动连长度，从而达到节约能源消耗的效果。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，包括，
汽轮机，其与外部蒸汽系统相连，所述外部蒸汽系统向所述汽轮机输送蒸汽以带动汽轮机叶片转动；所述汽轮机上设有汽轮机转速检测装置，用以检测汽轮机转速；
发电机，其与所述汽轮机相连，所述发电机上设有高压转子，所述高压转子能够随汽轮机的转动而转动，用以进行发电；
主给水泵，其与所述汽轮机、所述蒸汽系统分别相连，所述主给水泵由汽轮机的转动而带动，用以对所述蒸汽系统提供给水；所述主给水泵上设有主给水泵转速检测装置，用以检测主给水泵转速；
主给水泵调速装置，其设置在所述汽轮机与所述主给水泵之间，当汽轮机运行时，所述主给水泵调速装置能够通过调节自身调速比来调节主给水泵转速；
给水泵前置泵，其与所述主给水泵相连，用以提高主给水泵入口的水流压力，用以防止主给水泵发生汽蚀；所述给水泵前置泵上设有给水泵前置泵转速检测装置，所述转速检测装置用以检测给水泵前置泵转速；
前置泵调速箱，其设置在所述主给水泵与所述给水泵前置泵之间，所述前置泵调速箱能够通过调节自身调速比来调节给水泵前置泵转速；
中控模块，其与所述汽轮机转速检测装置、所述主给水泵转速检测装置、所述主给水泵调速装置、所述前置泵调速箱、所述给水泵前置泵转速检测装置、所述蒸汽系统分别相连，用以调节各部件工作状态；
当所述汽轮发电机组启动时，所述汽轮机转动带动所述发电机转动，所述汽轮机转动通过所述主给水泵调速装置带动所述主给水泵转动，所述主给水泵转动通过所述前置泵调速箱带动所述给水泵前置泵转动；
当所述汽轮发电机组在运行时，所述汽轮机转速检测装置检测到所述汽轮机转速，并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块内设有所述主给水泵标准转速，中控模块对汽轮机转速与主给水泵标准转速进行计算得出调速比，中控模块通过调节所述主给水泵调速装置自身调速比来调节主给水泵的转速；
所述给水泵前置泵有恒定标准转速，当所述主给水泵运行时，所述主给水泵转速检测装置检测到主给水泵转速，并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块对给水泵前置泵恒定标准转速与主给水泵转速进行计算得出调速比，中控模块通过调节所述前置泵调速箱自身调速比来调节给水泵前置泵的转速。
2.根据权利要求1所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，当所述汽轮发电机组在运行中时，所述汽轮机转动，所述中控模块内设有主给水泵标准转速VZ，所述汽轮机转速检测装置检测到汽轮机转速VS，并将检测结果传递至中控模块，中控模块计算主给水泵标准转速VZ与汽轮机转速VS得出主给水泵调速装置调速比AS，AS＝VS/VZ。
3.根据权利要求2所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，当所述主给水泵调速装置调速比在AS时，所述主给水泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VM,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM的差值ΔVM1,ΔVM1＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM1进行对比:
当ΔVM1≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM1＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行调节,中控模块计算调速比AE，AE＝VS/(ΔVM1+VZ)×P,其中，P为主给水泵调速装置调速比计算补偿参数。
4.根据权利要求3所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述主给水泵调速装置调速比在AE时，所述主给水泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VM2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算标准转速VZ与实时转速VM2的差值ΔVM2,ΔVM2＝VZ-VM；中控模块内设有标准转速VZ与实时转速VM2的差值的标准值ΔVb，中控模块将标准值ΔVb与差值ΔVM2进行对比：
当ΔVM2≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM2＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值，计算主给水泵调速装置减速比，对主给水泵调速装置调节操作，直至ΔVM2≤ΔVb。
5.根据权利要求4所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述中控模块内设有所述给水泵前置泵恒定标准转速VH，当所述主给水泵实时转速为VM2且ΔVM2≤ΔVb时，中控模块计算主给水泵实时转速VM2与给水泵前置泵恒定标准转速VH得出前置泵调速箱调速比AJ，AJ＝VM2/VH。
6.根据权利要求5所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述前置泵调速箱调速比在AJ时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述给水泵前置泵实时转速VN,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN的差值ΔVN1,ΔVN1＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN1进行对比:
当ΔVN1≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱调速比进行调节；
当ΔVN1＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱调速比进行调节,中控模块计算调速比AK，AK＝VM2/(ΔV3+VH)×C,其中，C为前置泵调速箱调速比计算补偿参数。
7.根据权利要求6所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述前置泵调速箱调速比在AK时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述主给水泵实时转速VN2，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值ΔVN2,ΔVN2＝VH-VN；中控模块内设有恒定标准转速VH与实时转速VN2的差值的标准值ΔVd，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN2进行对比：
当ΔVN2≤ΔVd时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对前置泵调速箱调速比进行调节；
当ΔVN2＞ΔVd时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对前置泵调速箱调速比进行再次调节,重复上述根据给水泵前置泵恒定标准转速与给水泵前置泵实时转速的差值，计算前置泵调速箱减速比，对前置泵调速箱调节操作，直至ΔVN2≤ΔVd。
8.根据权利要求7所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述给水泵前置泵的调节过程是在所述主给水泵实时转速VM2时，通过所述前置泵调速箱调节的，当给水泵前置泵实时转速VN2且ΔVN2≤ΔVd时，所述主给水泵转速检测装置检测到主给水泵实时转速VM3，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值判定，ΔVM3＝VZ-VM3，
当ΔVM3≤ΔVb时，所述中控模块判定转速差值在可控范围内，中控模块不对主给水泵调速装置调速比进行调节；
当ΔVM3＞ΔVb时，所述中控模块判定转速差值不在可控范围内，中控模块对主给水泵调速装置调速比进行再次调节,重复上述根据主给水泵标准转速与主给水泵实时转速的差值，计算主给水泵调速装置减速比，对主给水泵调速装置调节操作，直至ΔVM3≤ΔVb。
9.根据权利要求8所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，当所述主给水泵实时转速VM3且ΔVM3≤ΔVb时，所述给水泵前置泵转速检测装置检测所述给水泵前置泵实时转速VN3,并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块重复上述根据给水泵前置泵恒定标准转速与给水泵前置泵实时转速的差值判定,ΔVN3＝VH-VN3，中控模块将标准值ΔVd与差值ΔVN3进行对比调节，直至ΔVMX≤ΔVb且ΔVNY≤ΔVd停止调节操作。
10.根据权利要求1所述的基于汽轮发电机组的同步可调给水系统，其特征在于，所述基于汽轮发电机组的同步可调给水系统中还包括，摩擦离合器，其与主给水泵调速装置相连，用以降低驱动链事故状态下的扭矩；刹车装置，其设置在所述主给水泵调速装置与所述主给水泵之间，主给水泵因故障需在线不停主汽轮机检修时，主给水泵调速装置使用传统调速型液力偶合器无法给所述主给水泵降至零转速，需把所述液力偶合器工作腔室内的工作油完全排空，但主给水泵叶轮会受所述汽轮机鼓风作用影响产生较低转速，所以在主给水泵调速装置与所述主给水泵之间设置所述刹车装置，使主给水泵转速降低至零；所述主给水泵调速装置将液力变矩器和液力偶合器并联驱动。
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CN114151144A (zh) * 2022-01-04 2022-03-08 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统

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