CN114087536B - 一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，蒸汽管网中设有蒸汽旁路，蒸汽旁路中设有调压阀，联锁控制方法具体包括以下步骤：步骤S1：根据未联锁时调压阀的原始开度，计算调压阀的流量系数；步骤S2：根据上述流量系数的参数值，计算出未联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量；步骤S3：根据出口蒸汽量的流量和透平的抽汽量，计算得到故障工况下联锁时的总流量；步骤S4：根据上述总流量，计算出出口蒸汽量的目标流量系数；步骤S5：根据上述目标流量系数，计算调压阀的目标开度，当透平跳车进行联锁保护时，调压阀调整至目标开度，达到设定时长后恢复至原始开度。与现有技术相比，本发明具有实现蒸汽管网的平稳过渡、减少蒸汽泄放量等优点。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽系统安全稳定运行领域，尤其是涉及一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法。
背景技术
蒸汽系统作为化工装置能量系统重要组成部分，为整个装置提供所需要的动力工艺蒸汽、热能。蒸汽系统规模庞大、结构复杂、透平用汽量大，对各装置的平稳运行具有十分重要的作用。
化工企业的蒸汽管网一般按压力等级可分为超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽和超低压蒸汽。目前，当透平跳车时，化工企业常规的蒸汽系统控制方法是：联锁保护系统全开事故减温减压器，将多余的蒸汽泄发至下级管网。但是该方法的弊端显而易见，具体包括：
一、事故减温减压器短时间内全开，造成蒸汽管网的不稳定，影响其它蒸汽用户的正常运行；
二、事故减温减压器短时间内全开后蒸汽泄放量大，造成蒸汽大量浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，实现蒸汽管网的平稳过渡，不影响其它蒸汽用户的正常运行，减少蒸汽泄放量，节能降耗。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，所述蒸汽管网中设有蒸汽旁路，所述蒸汽旁路中设有减温减压器，所述减温减压器中设有调压阀，所述联锁控制方法具体包括以下步骤：
步骤S1：根据未发生联锁时所述调压阀的原始开度，计算调压阀的对应的流量系数；
步骤S2：根据所述调压阀的流量系数的参数值，计算出未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量；
步骤S3：根据未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量和透平的抽汽量，计算得到故障工况下进行联锁时所述调压阀的总流量；
步骤S4：根据故障工况下进行联锁时所述调压阀的总流量，计算出调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数；
步骤S5：根据所述调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数，计算调压阀的目标开度，当发生透平跳车进行联锁保护时，调压阀调整至所述目标开度并保持，当处于目标开度的时长达到设定时长后调压阀恢复至原始开度。
所述调压阀的原始开度和目标开度通过压力调节器进行调节，避免蒸汽母管压力过高或过低。
所述目标开度对应的调压阀的出口蒸汽量为透平的抽汽量与未联锁发生时调压阀的出口蒸汽量的总和。
进一步地，所述透平的抽汽量具体为距联锁发生2～6秒前的透平的抽汽量。
所述透平跳车时蒸汽管网的进出口的开关阀关闭。
所述步骤S5中的设定时长为2～8秒。
所述步骤S2中计算未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量时的参数还包括流经调节阀的流体的密度和流体通过时调节阀上下游的压力。
所述蒸汽管网的压力等级蒸汽包括超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽和超低压蒸汽。
进一步地，所述任意压等级蒸汽之间可根据实际工艺需要设有透平进行调节控制。
进一步地，所述透平的数量为1个或1个以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在蒸汽管网中增设对蒸汽旁路的连锁和控制，由蒸汽旁路中的调压阀进行联锁，根据调压阀的原始开度对应的出口蒸汽量的流量和透平的抽汽量计算目标开度，按照目标开度控制透平跳车时的调压阀，提高了调节阀开度的计算精度，实现蒸汽管网的平稳过渡，不影响其它蒸汽用户的正常运行，减少蒸汽泄放量，节能降耗。
附图说明
图1为本发明控制方法的流程示意图；
图2为本发明调节阀的工作原理示意图；
图3为本发明蒸汽旁路的结构示意图；
图4为本发明实施例压力等级的分布示意图；
图5为本发明实施例调节阀的分布示意图；
图6为本发明实施例调压阀的总流量与目标流量系数的对应关系示意图；
图7为本发明实施例调节阀开度与流量系数的对应关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图3所示，一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，实现蒸汽管网的平稳过渡，蒸汽管网中设有蒸汽旁路，蒸汽旁路中设有减温减压器，所述减温减压器中设有调压阀，通过增加蒸汽旁路的调压阀的开度来进行泄压，联锁控制方法具体包括以下步骤：
步骤S1：根据未发生联锁时调压阀的原始开度，计算调压阀的对应的流量系数；
步骤S2：根据调压阀的流量系数的参数值，计算出未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量；
步骤S3：根据未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量和透平的抽汽量，计算得到故障工况下进行联锁时调压阀的总流量；
步骤S4：根据故障工况下进行联锁时调压阀的总流量，计算出调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数；
步骤S5：根据调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数，计算调压阀的目标开度，当发生透平跳车进行联锁保护时，调压阀调整至目标开度并保持，当处于目标开度的时长达到设定时长后调压阀恢复至原始开度。
调压阀的原始开度和目标开度通过压力调节器进行调节，避免蒸汽母管压力过高或过低。
如图2所示，目标开度对应的调压阀的出口蒸汽量为透平的抽汽量与未联锁发生时调压阀的出口蒸汽量的总和。
透平的抽汽量具体为距联锁发生2～6秒前的透平的抽汽量。
透平跳车时蒸汽管网的进出口的开关阀关闭。
步骤S5中的设定时长为2～8秒。
步骤S2中计算未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量时的参数还包括流经调节阀的流体的密度和流体通过时调节阀上下游的压力。
蒸汽管网的压力等级蒸汽包括超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽和超低压蒸汽。
任意压力等级蒸汽之间可根据实际工艺需要设有透平进行调节控制。
透平的数量为1个或1个以上。
实施例一
如图4和图5所示，在乙烯生产工艺流程，超高压蒸汽和中压蒸汽之间设有第一透平，高压蒸汽和超低压蒸汽之间设有第二透平，高压蒸汽和低压蒸汽之间设有第三透平，中压蒸汽和超低压蒸汽之间设有第四透平，按照压力逐级减低的顺序，从超高压蒸汽到超低压蒸汽，相邻两级压力蒸汽之间依次设有第一调压阀、第二调压阀、第三调压阀和第四调压阀。
当第一透平、第二透平和第三透平出现跳车时，第二调压阀执行联锁控制方法对蒸汽管网进行联锁控制，步骤S1中根据图7所示的调节阀开度与流量系数的对应关系计算调压阀的对应的流量系数，具体如下：
Cv＝-210.32a5+817.96a4-1212.3a3+738.6a2-34.62a+0.7469
其中，a为未发生联锁时调压阀的原始开度，Cv为原始开度对应的流量系数；步骤S2中未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量具体为：
Q＝Cv×√(Δp/ρ)/1.167
其中，Q为未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量，ρ为流经调节阀的流体的密度，Δp为流体通过时调节阀上下游的压力；
步骤S3中故障工况下进行联锁时调压阀的总流量具体为：
Q′＝Q+Qa+Qb+Qc
其中，Q′为故障工况下进行联锁时调压阀的总流量，Qa为联锁发生4秒前的第一透平的抽汽量，Qb为联锁发生4秒前的第二透平的抽汽量，Qc为联锁发生4秒前的第三透平的抽汽量；
步骤S4中根据图6所示的调压阀的总流量与目标流量系数的对应关系，计算调压阀的目标流量系数，具体如下：
Cv’＝1.167×Q′/√(Δp/ρ)
其中，Cv’为调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数；
步骤S5中调压阀的目标开度具体为：
A＝1018Cv’5-2575.5Cv’4+2451.2Cv’3-1045.8Cv’2+251.33Cv’+0.4637
其中，A为调压阀的目标开度，步骤S5中的设定时长为5秒。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：透平的抽汽量具体为距联锁发生2秒前的透平的抽汽量；步骤S5中的设定时长为8秒。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于：透平的抽汽量具体为距联锁发生6秒前的透平的抽汽量；步骤S5中的设定时长为2秒。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、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例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，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 (8)
1.一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述蒸汽管网中设有蒸汽旁路，所述蒸汽旁路中设有减温减压器，所述减温减压器中设有调压阀，所述联锁控制方法具体包括以下步骤：
步骤S1：根据未发生联锁时所述调压阀的原始开度，计算调压阀的对应的流量系数；
步骤S2：根据所述调压阀的流量系数的参数值，计算出未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量；
步骤S3：根据未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量和透平的抽汽量，计算得到故障工况下进行联锁时所述调压阀的总流量；
步骤S4：根据故障工况下进行联锁时所述调压阀的总流量，计算出调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数；
步骤S5：根据所述调压阀的出口蒸汽量的目标流量系数，计算调压阀的目标开度，当发生透平跳车进行联锁保护时，调压阀调整至所述目标开度并保持，当处于目标开度的时长达到设定时长后调压阀恢复至原始开度；
所述目标开度对应的调压阀的出口蒸汽量为透平的抽汽量与未联锁发生时调压阀的出口蒸汽量的总和；
所述透平的抽汽量具体为距联锁发生2~6秒前的透平的抽汽量。
2.根据权利要求1所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述调压阀的原始开度和目标开度通过压力调节器进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述透平跳车时蒸汽管网的进出口的开关阀关闭。
4.根据权利要求1所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述步骤S5中的设定时长为2~8秒。
5.根据权利要求1所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述步骤S2中计算未发生联锁时调压阀的出口蒸汽量的流量时的参数还包括流经调节阀的流体的密度和流体通过时调节阀上下游的压力。
6.根据权利要求1所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述蒸汽管网的压力等级蒸汽包括超高压蒸汽、高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽和超低压蒸汽。
7.根据权利要求6所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，任意压力等级蒸汽之间可根据实际工艺需要设有透平进行调节控制。
8.根据权利要求7所述的一种用于透平跳车的蒸汽管网联锁控制方法，其特征在于，所述透平的数量为1个以上。
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