CN114198978B - 循环水系统自控控制试验方案优化设计方法 - Google Patents

循环水系统自控控制试验方案优化设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了循环水系统自控控制试验方案优化设计方法。本发明中，在控制过程中以汽轮机目标负荷和环境温度对流量进行控制；通过试验确定优化控制的目标拟合曲线函数，控制系统运行时根据修正的参数按机组负荷P（对应机组排气量）以及循环水温度t计算出所需要的循环水流量反馈控制输出去控制变频器转速，进行流量调节控制；变频器的使用在单台水泵最大水量的范围内可以十分容易实现水量的连续调节辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低，在安全生产的基础上都要以经济效益为中心，运用本系统进行水循环控制，保证了厂用电的不间断性；为保证运行参数的稳定，调速系统的操作应简单、快速、直观，提高了工作人员在操作时的便利性。

Description

循环水系统自控控制试验方案优化设计方法
技术领域
本发明属于水循环控制技术领域，具体为循环水系统自控控制试验方案优化设计方法。
背景技术
循环水系统的功能是将冷却水送至高低压凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽，以维持高低压凝气器的真空，使汽水循环得以继续。另外，它还向开式水系统和冲灰系统提供用水；循环水的供水压力通过循环水供水干管上的压力在线检测仪表测量和显示。当循环水泵采用定速泵时，可在循环水供水干管处设置装有压力调节阀的旁通管控制循环水供水压力，压力过高时，部分循环水通过旁通管直接回流至循环水池。当循环水泵采用变频泵时，可通过变频电机调节循环水供水压力。如 果 循 环 水 供 水 管 的 压 力 持 续 过高，而压力调节阀已达到最大开度或循环水泵的转速已达到最低状态，则可以停止一台至几台循环水泵，直至压力满足系统要求。循环水泵出口还接有一条增湿塔管，在冷却塔停用时可以使塔内填料保持湿润。由于湿塔线允许的压力不能超过0.2MPa，在此管线采用减压孔板减压；本工程建设规模为2条日处理能力为600t的垃圾焚烧线和2套12MW汽轮发电机组，年处理垃圾量40万吨，年发电量 1.752亿kWh，年总上网电量1.473亿kWh。本项目循环水系统为母管制，配备三台变频循环水泵，两用一备。
但是循环水冷却方式为机力冷却，配备两台冷却塔风机，冷却塔风机为高低速电机。通过前期勘查，循环水进入两台机组凝汽器存在水量分配不均的问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供循环水系统自控控制试验方案优化设计方法。
本发明采用的技术方案如下：循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，所述循环水系统自控控制试验方法包括以下步骤：
S1:先将该系统接入电源，之后开始进行系统的初始化；
S2:数据采集，通过通讯采集DCS中的以下参数：排气温度、排气压力、凝结水流量、机组负荷、真空、循环水温度、大气温度、循环水母管压力、及循环水泵及阀组状态；
S3:即通过对汽轮机多个工况点，循环水系统多个工况点的试验，寻找最佳真空对应需要的循环水流量的数值；
S4:再通过Q=H*Q1/（T1-T2）（H为排气焓降，Q1为排气流量，T1、2为循环水进出水温度）计算得到间接的循环水流量值；
S5:按照对应最佳水量Q=（P，t）的试验，以组负荷P（对应机组排气量）及循环水温度t计算出所需要的循环水流量，确定循环水泵一定转速所对应的循环水量拟合曲线，在控制过程中以汽轮机目标负荷和环境温度对流量进行控制；
S6:通过试验确定优化控制的目标拟合曲线函数，控制系统运行时根据修正的参数按机组负荷P（对应机组排气量）以及循环水温度t计算出所需要的循环水流量反馈控制输出去控制变频器转速，进行流量调节控制；变频器的使用在单台水泵最大水量的范围内实现水量的连续调节；
S7:对步骤S2中得到的数据进行处理，并对数据进行标度换算，对流量积算及“限幅”处理工作；
S8:进行流量控制和校正工作。
在一优选的实施方式中，所述步骤S3中工况设置为两台机运行，选取循环水量大，负荷高的一台机组；常用工况10MW，额定工况12MW，超负荷工况13MW。
在一优选的实施方式中，所述步骤S3中，在每工况下改变循环水泵变频，循环水泵变频设置只是5个工况；根据现场运行具体情况而定；采用超声波流量计测试循环水量，记录凝汽器循环水进出口温度；并记录循环水量与机组背压及功率变化情况。
在一优选的实施方式中，所述步骤S7中，试验结束之后，通过计算得出循环水量与机组功率微增的拟合曲线。
在一优选的实施方式中，所述步骤S6中，优化控制系统参数清单为：1-循环水出水温度；2-循环水进水温度；3-真空度及限制值；4-功率给定值；5-实发功率；6-循环水流量；7-循环水转速及限制值；8-循环水压力及限制值；9-凝结水流量及限制值。
在一优选的实施方式中，所述步骤S6中，优化控制系统硬件包括工业控制计算机和数据采集模块，以及与DCS通讯卡、接口、通讯电缆。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，电厂循环水系统是非常重要的，循环水系统的可靠运行直接影响到汽轮机组的稳定，本系统中采用了自动控制进行水循环，提高了该系统的运行时的稳定性。
2、本发明中，辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低，在安全生产的基础上都要以经济效益为中心，运用本系统进行水循环控制，保证了厂用电的不间断性；为保证运行参数的稳定，调速系统的操作应简单、快速、直观，提高了工作人员在操作时的便利性，使得该系统更加人性化，便于使用。
附图说明
图1为本发明的优化控制系统框图；
图2为本发明中程序框图。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1-2，循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，所述循环水系统自控控制试验方法包括以下步骤：
S1:先将该系统接入电源，之后开始进行系统的初始化；
S2:数据采集，通过通讯采集DCS中的以下参数：排气温度、排气压力、凝结水流量、机组负荷、真空、循环水温度、大气温度、循环水母管压力、及循环水泵及阀组状态；
S3:即通过对汽轮机多个工况点，循环水系统多个工况点的试验，寻找最佳真空对应需要的循环水流量的数值；所述步骤S3中工况设置为两台机运行，选取循环水量大，负荷高的一台机组；常用工况10MW，额定工况12MW，超负荷工况13MW；所述步骤S3中，在每工况下改变循环水泵变频，循环水泵变频设置只是5个工况；根据现场运行具体情况而定；采用超声波流量计测试循环水量，记录凝汽器循环水进出口温度；并记录循环水量与机组背压及功率变化情况；
S4:再通过Q=H*Q1/（T1-T2）（H为排气焓降，Q1为排气流量，T1、2为循环水进出水温度）计算得到间接的循环水流量值；
S5:按照对应最佳水量Q=（P，t）的试验，以组负荷P（对应机组排气量）及循环水温度t计算出所需要的循环水流量，确定循环水泵一定转速所对应的循环水量拟合曲线，在控制过程中以汽轮机目标负荷和环境温度对流量进行控制；
S6:通过试验确定优化控制的目标拟合曲线函数，控制系统运行时根据修正的参数按机组负荷P（对应机组排气量）以及循环水温度t计算出所需要的循环水流量反馈控制输出去控制变频器转速，进行流量调节控制；变频器的使用在单台水泵最大水量的范围内实现水量的连续调节；所述步骤S6中，优化控制系统参数清单为：1-循环水出水温度；2-循环水进水温度；3-真空度及限制值；4-功率给定值；5-实发功率；6-循环水流量；7-循环水转速及限制值；8-循环水压力及限制值；9-凝结水流量及限制值；所述步骤S6中，优化控制系统硬件包括工业控制计算机和数据采集模块，以及与DCS通讯卡、接口、通讯电缆；辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低，在安全生产的基础上都要以经济效益为中心，运用本系统进行水循环控制，保证了厂用电的不间断性；为保证运行参数的稳定，调速系统的操作应简单、快速、直观，提高了工作人员在操作时的便利性，使得该系统更加人性化，便于使用；
S7:对步骤S2中得到的数据进行处理，并对数据进行标度换算，对流量积算及“限幅”处理工作；所述步骤S7中，试验结束之后，通过计算得出循环水量与机组功率微增的拟合曲线；
S8:进行流量控制和校正工作；电厂循环水系统是非常重要的，循环水系统的可靠运行直接影响到汽轮机组的稳定，本系统中采用了自动控制进行水循环，提高了该系统的运行时的稳定性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
工作原理：S1:先将该系统接入电源，之后开始进行系统的初始化；
S2:数据采集，通过通讯采集DCS中的以下参数：排气温度、排气压力、凝结水流量、机组负荷、真空、循环水温度、大气温度、循环水母管压力、及循环水泵及阀组状态；
S3:即通过对汽轮机多个工况点，循环水系统多个工况点的试验，寻找最佳真空对应需要的循环水流量的数值；
S4:再通过Q=H*Q1/（T1-T2）（H为排气焓降，Q1为排气流量，T1、2为循环水进出水温度）计算得到间接的循环水流量值；
S5:按照对应最佳水量Q=（P，t）的试验，以组负荷P（对应机组排气量）及循环水温度t计算出所需要的循环水流量，确定循环水泵一定转速所对应的循环水量拟合曲线，在控制过程中以汽轮机目标负荷和环境温度对流量进行控制；
S6:通过试验确定优化控制的目标拟合曲线函数，控制系统运行时根据修正的参数按机组负荷P（对应机组排气量）以及循环水温度t计算出所需要的循环水流量反馈控制输出去控制变频器转速，进行流量调节控制；变频器的使用在单台水泵最大水量的范围内可以十分容易实现水量的连续调节；
S7:对步骤S2中得到的数据进行处理，并对数据进行标度换算，对流量积算及“限幅”处理工作；
S8:进行流量控制和校正工作，校正工作结束之后，对最终的数据进行整理总结归纳，然后结束整个系统的运行。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述循环水系统自控控制试验方法包括以下步骤：
S1:先将该系统接入电源，之后开始进行系统的初始化；
S2:数据采集，通过通讯采集DCS中的以下参数：排气温度、排气压力、凝结水流量、机组负荷、真空、循环水温度、大气温度、循环水母管压力、及循环水泵及阀组状态；
S3:即通过对汽轮机多个工况点，循环水系统多个工况点的试验，寻找最佳真空对应需要的循环水流量的数值；
S4:再通过Q=H*Q1/（T1-T2）（H为排气焓降，Q1为排气流量，T1、2为循环水进出水温度）计算得到间接的循环水流量值；
S5:按照对应最佳水量Q=（P，t）的试验，以组负荷P及循环水温度t计算出所需要的循环水流量，确定循环水泵一定转速所对应的循环水量拟合曲线，在控制过程中以汽轮机目标负荷和环境温度对流量进行控制；
S6:通过试验确定优化控制的目标拟合曲线函数，控制系统运行时根据修正的参数按机组负荷P以及循环水温度t计算出所需要的循环水流量反馈控制输出去控制变频器转速，进行流量调节控制；变频器的使用在单台水泵最大水量的范围内实现水量的连续调节；
S7:对步骤S2中得到的数据进行处理，并对数据进行标度换算，对流量积算及“限幅”处理工作；
S8:进行流量控制和校正工作。
2.如权利要求1所述的循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述步骤S3中工况设置为两台机运行，选取循环水量大，负荷高的一台机组；常用工况10MW，额定工况12MW，超负荷工况13MW。
3.如权利要求1所述的循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述步骤S3中，在每工况下改变循环水泵变频，循环水泵变频设置只是5个工况；根据现场运行具体情况而定；采用超声波流量计测试循环水量，记录凝汽器循环水进出口温度；并记录循环水量与机组背压及功率变化情况。
4.如权利要求1所述的循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述步骤S7中，试验结束之后，通过计算得出循环水量与机组功率微增的拟合曲线。
5.如权利要求1所述的循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述步骤S6中，优化控制系统参数清单为：1-循环水出水温度；2-循环水进水温度；3-真空度及限制值；4-功率给定值；5-实发功率；6-循环水流量；7-循环水转速及限制值；8-循环水压力及限制值；9-凝结水流量及限制值。
6.如权利要求1所述的循环水系统自控控制试验方案优化设计方法，其特征在于：所述步骤S6中，优化控制系统硬件包括工业控制计算机和数据采集模块，以及与DCS通讯卡、接口、通讯电缆。
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