CN113605997B - 一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法 - Google Patents

一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，在常规的高旁控制的基础上，继续保持单回路控制策略不变，确保自动控制能够快速响应机组运行工况要求；在原来的一个PID模块控制一个调节对象的基础上，增加为两个PID模块分别控制两个调节对象，两个PID模块共用一个阀门操作模块；但是不同于串级回路控制，这两个PID是各自独立的，各自形成各自的单回路控制：PID1控制高旁阀后压力，PID2控制高旁阀前压力。本发明可以根据机组的实际运行情况，由运行人员去选择调节对象，双调节对象切换为勿扰切换，避免调节对象切换后造成系统扰动，保证机组运行供热安全稳定，能够提高设备自动控制效率。

Description

一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法
技术领域
本发明涉及一种汽机旁路控制方法，特别是涉及一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法。
背景技术
目前随着国家对清洁能源要求的不断提高，所以在当今各地工业园区分布式能源供热机组发展迅猛，燃气联合循环供热机组往往只作为工业生产的辅助供热车间，常规汽机旁路系统主要控制高旁阀前进气压力，以实现机组正常冲转，稳定运行，或者控制高旁阀后压力，以维持稳定的供热压力。
然而燃气联合机组主要以供热为主，兼顾发电。所以在机组不同工况时，汽机旁路系统调节对象也不同，这样就要求汽机旁路系统既要兼顾阀前压力的调节，保证机组稳定运行，同时又要兼顾阀后压力的调节保证供热稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够提高设备自动控制效率的汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，包括以下步骤：
S1：选择两个PID模块，分别是PIDA01模块和PIDAO2模块，且所述PIDA01模块和PIDAO2模块之间相互独立，分别组成独立的单回路控制系统，PID01模块以高旁阀后出口蒸汽压力为调节对象， PID02模块以高旁阀前主蒸汽压力为调节对象；
S2：选择一个手动选择按钮模块，并将所述手动选择按钮模块分别与所述PIDA01模块和所述PIDAO2模块连接，所述手动选择按钮模块与所述PIDA01模块和所述PIDA02模块之间的逻辑连接关系是相反的，即若手动选择按钮模块与所述PIDA01模块之间是取正连接，那手动选择按钮模块与所述PIDA01模块之间就是取反连接；
S3：将所述PIDA01模块、PIDAO2模块和手动选择按钮模块均与SWCH模拟量选择模块连接；
S4：先通过所述手动选择按钮模块选择是所述PIDA01模块处于自动位还是所述PIDA02模块处于自动位，一旦确定其中一个是自动位时，另一个就处于手动位；
S5：选择后，将选择后的PID输出指令通过所述SWCH模拟量选择模块输送到MSA1高旁调阀手操模块，完成单回路双PID调节对象的控制，形成闭环。
所述PIDA01模块的调节对象与所述PIDAO2模块的调节对象相互切换时为勿扰切换，
在单回路双PID调节中，还设置有自动切换到手动位的辅助保护逻辑，在主蒸汽压力全坏或者高压旁路气动调节门反馈中有坏质量指令时，系统自动切换到手动位；
在高压旁路气动调节门控制指令与所述高压旁路气动调节门反馈之间的差值绝对值大于15时，系统自动切换到手动位。
在高旁后压力设定值与实际值之间的差值绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
在高旁前压力设定值与主蒸汽压力调节实际值之间的绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
在单回路双PID调节中，还设置有对汽轮机旁路的开度控制的辅助逻辑，在汽轮机已跳闸并且汽轮发电机有功功率数值大于等于7、阀门指令数值小于30的状态下，将强制调节阀开度的指令输送给所述MSA1高旁调阀手操模块进行开度的强制调节。
所述开度能够在开度模块CHAR中自己选择数值。
本方法可以应用到很多场景，不单是压力，还可以应用到温度，流量和液位等其他控制领域，应用范围广，实用性强。
本发明的积极有益效果是：
1、本发明采用单回路双PID模块分别控制高旁阀前和阀后压力，两个PID模块的参数因为调节对象不同而不同，运行人员可以根据机组运行要求，任意选择PID模块，保证机组运行供热安全稳定。
2、本发明中两个PID模块之间的自动控制可以进行勿扰切换，应对各种工况下运行要求，减轻运行人员操作步骤，减少出错率，提高工作效率。
3、本发明在选择PDI输出时，PB01选择按钮也同时作为选择相应的PID手/自动切换的条件，这样就可以做到，当手操器投入自动时，对应的PID处于自动位时，另一个PID则处于手动，当PB01切换PID模块输出的同时，也将另一个处于手动位的PID无扰切换成自动位，而被切换掉的PID模块则由自动位变成了手动位，这样就减少了运行人员切换调节对象时操作步骤，避免了一些可能出现的操作失误，提高了设备自动控制效率。
附图说明
图1是本发明中PIDA01模块和PIDAO2模块之间的逻辑示意图；
图2是本发明中自动切换到手动位的辅助保护逻辑图；
图3是本发明中开度控制的辅助逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图1、图2、图3和具体实施例对本发明作进一步的解释和说明：
实施例：燃气联合循环供热机组设计为以热定电，主要以供热为主，其旁路系统设计为100%容量，不仅负责启动汽轮机，同时也负责向工业园区供热，当机组不启动时，或者机组达不到抽气供热参数时，余热锅炉蒸汽可以通过高压旁路向工业园区供热。
机组高压蒸汽主要用于供热，对供热质量以及稳定性要求较高，主要由汽轮机抽气或者高压旁路实现，由于燃气轮机发电量较大，因此厂区对汽轮发电机发电需求较低，所以更多工况状态要保证机组供热稳定和燃气联合机组运行安全稳定。
旁路系统主要包括高压旁路和低压旁路，分别由一个高旁调节阀和一个低旁调节阀进去压力调节；其中低压旁路只负责低旁出口压力的调节，工艺流程简单，调节对象明了。
而高压旁路则比较复杂，需要负责两个调节对象，一个调节对象是高旁进口压力，调节目的是为了控制汽轮机启停及运行时的供气压力；另一个调节对象是高压旁路出口压力，调节目的是为了控制工业园区供热压力，保证供热稳定。
两个调节对象要使用各自单独的PID参数，避免调节对象切换时，造成参数不合适，增加扰动，影响自动控制调节品质，能够在确保机组安全稳定的前提下，保证供热持续稳定，避免因汽轮机运行或者供热原因造成的燃机频繁启停，高旁阀前调节压力，主要为汽轮机启动，冲转时的重要监测对象，也是汽轮机启动、运行、停止时的主要调节对象；高旁阀后压力，本旁路为100%容量供热旁路，因此阀后压力是供热系统主要调节对象。
为了满足高旁工艺设计的复杂性，则需要对常规的高旁自动控制进行改造升级，设计一种新的控制策略，同时也要方便运行人员操作：
在常规的高旁控制的基础上，继续保持单回路控制策略不变，确保自动控制能够快速响应机组运行工况要求；在原来的一个PID模块控制一个调节对象的基础上，增加为两个PID模块分别控制两个调节对象，两个PID模块共用一个阀门操作模块；但是不同于串级回路控制，这两个PID是各自独立的，各自形成各自的单回路控制：PID1控制高旁阀后压力，PID2控制高旁阀前压力，并且可以根据机组的实际运行情况，由运行人员去选择，双调节对象切换为勿扰切换，避免调节对象切换后造成系统扰动。
在机组启动、供热、带负荷运行、停机等各阶段工况下验证自动控制可靠性，正确性，实施过程中，注意观察旁路系统各参数的稳定，确保各系统安全正常，如出现异常时，要迅速进行人为干预，将自动切到手动。
具体包括以下步骤：
S1：选择两个PID模块，分别是PIDA01模块和PIDAO2模块，且PIDA01模块和PIDAO2模块之间相互独立，分别组成独立的单回路控制系统，PID01模块以高旁阀后出口蒸汽压力为调节对象，用来维持供热压力的稳定；PID02模块以高旁阀前主蒸汽压力为调节对象，用来维持汽轮机正常启动和停止。
S2：选择一个手动选择按钮模块，并将手动选择按钮模块分别与PIDA01模块和PIDAO2模块连接，手动选择按钮模块与PIDA01模块和PIDA02模块之间的逻辑连接关系是相反的，即若手动选择按钮模块与PIDA01模块之间是取正连接，那手动选择按钮模块与PIDA01模块之间就是取反连接；
S3：将PIDA01模块、PIDAO2模块和手动选择按钮模块均与SWCH模拟量选择模块连接；
S4：先通过手动选择按钮模块选择是PIDA01模块处于自动位还是PIDA02模块处于自动位，一旦确定其中一个是自动位时，另一个就处于手动位；
S5：选择后，将选择后的PID输出指令通过SWCH模拟量选择模块输送到MSA1高旁调阀手操模块，完成单回路双PID调节对象的控制，形成闭环。
因为本控制策略将高压旁路系统自动控制设计为单回路双PID双调节对象，所以由自动控制切手动的辅助保护逻辑上，就不能单纯的用设定值和跟踪值偏差大将自动切手动，而是要根据选择的PID回路来进行分别对待，具体方法就是同样也使用PB01按钮作为切手动的条件，当选择其中一个PID模块作为自动时，只有该PID模块相对应的设定值和跟踪值偏差保护起作用，而未被选择的则不起作用，切换调节对象后，相应的设定值和跟踪值偏差保护也进行切换。
在主蒸汽压力全坏或者高压旁路气动调节门反馈中有坏质量指令时，系统自动切换到手动位；在高压旁路气动调节门控制指令与高压旁路气动调节门反馈指令之间的差值绝对值大于15时，系统自动切换到手动位。
在高旁后压力设定值与实际值之间的差值绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
在高旁前压力设定值与主蒸汽压力调节实际值之间的绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
汽机旁路系统不仅有切手动的辅助保护逻辑外，还有一些其他特定辅助逻辑，这些特定辅助逻辑一般都是根据机组本身运行和业主实际使用情况量身设计的。例如电负荷大于一定值时，对汽轮机旁路的开度要求。
在汽轮机已跳闸、汽轮发电机有功功率数值大于等于7、阀门指令数值小于30的共同作用下，将强制调节阀开度的指令输送给MSA1高旁调阀手操模块进行开度的调节，开度能够在开度模块CHAR中自己选择数值。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，包括以下步骤：
S1：选择两个PID模块，分别是PIDA01模块和PIDAO2模块，且所述PIDA01模块和PIDAO2模块之间相互独立，分别组成独立的单回路控制系统，PIDA01模块以高旁阀后出口蒸汽压力为调节对象， PIDA02模块以高旁阀前主蒸汽压力为调节对象；
S2：选择一个手动选择按钮模块，并将所述手动选择按钮模块分别与所述PIDA01模块和所述PIDAO2模块连接，所述手动选择按钮模块与所述PIDA01模块和所述PIDA02模块之间的逻辑连接关系是相反的；
S3：将所述PIDA01模块、PIDAO2模块和手动选择按钮模块均与SWCH模拟量选择模块连接；
S4：先通过所述手动选择按钮模块选择是所述PIDA01模块处于自动位还是所述PIDA02模块处于自动位，一旦确定其中一个是自动位时，另一个就处于手动位；
S5：选择后，将选择后的PID输出指令通过所述SWCH模拟量选择模块输送到MSA1高旁调阀手操模块，完成单回路双PID调节对象的控制，形成闭环。
2.根据权利要求1所述的一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，其特征是：所述PIDA01模块的调节对象与所述PIDAO2模块的调节对象相互切换时为勿扰切换，在单回路双PID调节中，还设置有自动切换到手动位的辅助保护逻辑，在主蒸汽压力全坏或者高压旁路气动调节门反馈中有坏质量指令时，系统自动切换到手动位；
在高压旁路气动调节门控制指令与所述高压旁路气动调节门反馈之间的差值绝对值大于15时，系统自动切换到手动位。
3.根据权利要求2所述的一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，其特征是：在高旁后压力设定值与实际值之间的差值绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
4.根据权利要求3所述的一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，其特征是：在高旁前压力设定值与主蒸汽压力调节实际值之间的绝对值大于0.5并且处于高旁后压力控制回路且该回路处于自动状态下时，系统由自动切换到手动位。
5.根据权利要求1所述的一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，其特征是：在单回路双PID调节中，还设置有对汽轮机旁路的开度控制的辅助逻辑，在汽轮机已跳闸并且汽轮发电机有功功率数值大于等于7、阀门指令数值小于30的状态下，将强制调节阀开度的指令输送给所述MSA1高旁调阀手操模块进行开度的强制调节。
6.根据权利要求5所述的一种汽机旁路系统单回路双调节对象控制方法，其特征是：所述开度能够在开度模块CHAR中自己选择数值。
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