CN114151144A - 一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统 - Google Patents

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李典来
李一兴
许涛
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Abstract

本发明涉及一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统，汽轮机一端通过联轴器连接发电机，另一端通过磁力耦合器连接给水泵装置。双功率输出机组的调速控制装置通过调节连接汽轮机的调节阀油动机装置的开度，改变汽轮机进汽量，进行汽轮机转速的控制，从而使发电机的转速稳定在要求范围内；双功率输出机组的调速控制装置通过给水泵装置中的磁力耦合器连接给水泵，通过控制磁力耦合器的空气间隙来控制给水泵转速，起到调节给水流量的作用，从而实现双输出功率机组的控制装置对汽轮机和给水泵同时进行转速控制。本发明将两个控制方式整合进同一个控制装置，实现一个机组双功率输出的功能，实现机组小型化、轻型化设计，提高空间利用率和功率密度。

Description

一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统
技术领域
本发明涉及一种舰船辅汽轮机，尤其是一种舰船辅汽轮机组的调速控制系统。
背景技术
传统的汽轮机控制与给水泵控制是相互独立的。汽轮发电机组控制装置对汽轮机转速进行单独控制，汽轮给水泵组控制装置对给水泵转速进行单独控制，两型设备的控制方式没有联系，相互独立。
目前国内无船用双功率输出机组的调速控制系统及方式。
发明内容
本发明是要提供一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统，用于解决常规控制装置无法同时控制汽轮机和给水泵的问题，可以简化船舶辅机设计。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统，包括汽轮机、发电机、汽轮机调节阀油动机装置、给水泵装置、双输出功率机组的控制装置，所述汽轮机一端通过联轴器连接发电机，另一端连接给水泵装置，所述双功率输出机组的调速控制装置通过汽轮机调节阀油动机装置连接汽轮机，用于控制汽轮机的转速；所述双功率输出机组的调速控制装置通过给水泵装置中的磁力耦合器连接给水泵，用于通过控制磁力耦合器的空气间隙来控制给水泵转速，起到调节给水流量的作用，从而实现双输出功率机组的控制装置对汽轮机和给水泵同时进行转速控制。
进一步，所述汽轮机调节阀油动机装置包括油动机LVDT装置、电液伺服阀、油缸，液压油进油口通过电液伺服阀连接油缸，油缸的活塞连接油动机LVDT装置及汽轮机的阀门。
进一步，所述双输出功率机组的控制装置通过转速传感器采集汽轮机的转速信号，以及采集油动机LVDT装置反馈的油缸位移信号，并经与设定汽轮机转速目标值比较运算后，输出控制电信号给电液伺服阀，转换成液压控制信号，来改变油缸进出油，使油缸的活塞发生位移，从而改变汽轮机阀门的开度，控制汽轮机进汽量，形成反馈闭环调节，稳定汽轮机转速，从而使发电机转速稳定在要求范围内。
进一步，所述给水泵装置由磁力耦合器和给水泵组成，磁力耦合器连接给水泵，给水泵连接蒸汽发生器。
进一步，所述双输出功率机组的控制装置接收由蒸汽发生器根据用水需求改变给水泵负荷的反馈信号，输出磁力耦合器的空气间隙控制信号给磁力耦合器，形成反馈闭环调节，从而控制磁力耦合器的空气间隙来调节给水泵输出功率。
本发明的有益效果是：
本发明的基于船用双功率输出机组的调速控制系统，在借鉴原有汽轮发电机组与汽轮给水机组的控制原理上，突破常规思维，将两个控制方式整合进同一个控制装置，实现一个机组双功率输出的功能，实现机组小型化、轻型化设计，提高空间利用率和功率密度。
附图说明
图1是双功率输出机组示意图；
图2是双输出功率机组控制装置原理图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，但有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整进行具体实施是不需付出创造性劳动的。
如图1，2所示，本发明给出了适用于汽轮发电机组与给水泵机组相结合的汽轮发电给水机组的控制系统，包括给水泵8、磁力耦合器7、汽轮机10、联轴器11、发电机12、公共机架13、双输出功率机组的控制装置6。
双功率输出机组的调速控制装置6对汽轮机10和给水泵8同时进行转速控制。汽轮机10一端通过联轴器11连接发电机12，另一端通过磁力耦合器7连接给水泵8。对于汽轮机10转速控制，仍然按照传统的船用汽轮机控制方式，采用转速负反馈调节，通过带动调节汽阀开度变化改变进汽量，使负荷变化下的汽轮机转速保持稳定要求范围内。汽轮机10采用联轴器11的方式与发电机12连接，从而使发电机12转速保持在要求范围内。对于给水泵转速控制是变转速控制，通过控制磁力耦合器的空气间隙从而控制给水泵转速起到调节给水流量的作用，使给水泵给水流量满足系统要求。汽轮机转速控制装置与给水泵转速控制装置整合进同一个控制装置，实现对汽轮发电给水机组的双功率输出。
如图2所示，双输出功率机组的控制装置6同时控制汽轮机转速与给水泵转速。通过设定汽轮机转速目标值，控制装置6采集转速传感器5感知的转速信号和油动机LVDT装置2反馈的位移信号进行运算，输出控制的电信号，控制电信号在经过电液伺服阀4转换成液压控制信号，改变油缸3进出油，使活塞发生位移，从而改变阀门1的开度，控制汽轮机进汽量，形成反馈闭环调节，稳定汽轮机转速。
同时，蒸汽发生器9根据用水需求，改变给水泵8负荷，负荷反馈至双输出功率机组的控制装置6，控制装置输出磁力耦合器7的空气间隙控制信号给磁力耦合器，即通过给水泵负荷与转速关系曲线、转速与磁力耦合器空气间隙的关系曲线，得出负荷与空气间隙的关系，形成反馈闭环调节，从而控制磁力耦合器的空气间隙来调节给水泵输出功率，最终满足蒸汽发生器对于水量的要求。

Claims (5)

1.一种基于船用双功率输出机组的调速控制系统，包括汽轮机、发电机、汽轮机调节阀油动机装置、给水泵装置、双输出功率机组的控制装置，其特征在于：所述汽轮机一端通过联轴器连接发电机，另一端通过磁力耦合器连接给水泵装置，所述双功率输出机组的调速控制装置通过调节连接于汽轮机的调节阀油动机装置的开度，改变汽轮机进汽量，从而控制汽轮机的转速，使发电机转速稳定在要求范围内；所述双功率输出机组的调速控制装置通过给水泵装置中的磁力耦合器连接给水泵，用于通过控制磁力耦合器的空气间隙来控制给水泵转速，起到调节给水流量的作用，从而实现双输出功率机组的控制装置对汽轮机和给水泵同时进行转速控制。
2.根据权利要求1所述的基于船用双功率输出机组的调速控制系统，其特征在于：所述汽轮机调节阀油动机装置包括油动机LVDT装置、电液伺服阀、油缸，液压油进油口通过电液伺服阀连接油缸，油缸的活塞连接油动机LVDT装置及汽轮机的阀门。
3.根据权利要求2所述的基于船用双功率输出机组的调速控制系统，其特征在于：所述双输出功率机组的控制装置通过转速传感器采集汽轮机的转速信号，以及采集油动机LVDT装置反馈的油缸位移信号，并经与设定汽轮机转速目标值比较运算后，输出控制电信号给电液伺服阀，转换成液压控制信号，来改变油缸进出油，使油缸的活塞发生位移，从而改变汽轮机阀门的开度，控制汽轮机进汽量，形成反馈闭环调节，稳定汽轮机转速，从而使发电机转速稳定在要求范围内。
4.根据权利要求1所述的基于船用双功率输出机组的调速控制系统，其特征在于：所述给水泵装置由磁力耦合器和给水泵组成，磁力耦合器连接给水泵，给水泵连接蒸汽发生器。
5.根据权利要求4所述的基于船用双功率输出机组的调速控制系统，其特征在于：所述双输出功率机组的控制装置接收由蒸汽发生器根据用水需求改变给水泵负荷的反馈信号，输出磁力耦合器的空气间隙控制信号给磁力耦合器，形成反馈闭环调节，从而控制磁力耦合器的空气间隙来调节给水泵输出功率。
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