CN114483552A - 一种汽电双驱给水泵系统控制方法 - Google Patents

一种汽电双驱给水泵系统控制方法 Download PDF

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李新宇
文鑫
陈华露
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李鑫
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Abstract

本发明涉及汽电双驱给水泵系统技术领域，具体涉及一种汽电双驱给水泵系统控制方法，包括：汽轮机启动，汽轮机转速提升至电机额定转速，给水泵由电机驱动切换为汽轮机驱动；给水泵由汽轮机驱动后，电机处于发电与电动临界点运行；所述汽电双驱给水泵系统停止时，给水泵由汽轮机驱动切换为电机驱动，随后停止汽轮机，再停止电机，此时给水泵停止运行；能够控制汽轮机和电机相互切换来对给水泵进行驱动，由于工厂有足够的蒸汽可以让汽轮机长期运行，能够让汽轮机长期驱动给水泵运行，电机作为汽轮机故障后备使用，能够降低能耗，用汽电双驱给水泵较为经济。

Description

一种汽电双驱给水泵系统控制方法
技术领域
本发明涉及汽电双驱给水泵系统技术领域，尤其涉及一种汽电双驱给水泵系统控制方法。
背景技术
给水泵是工厂常用的设备，目前，一般工厂需要给水泵保持长不间断运行，而给水泵通常是由电机驱动运行，长期使用电机驱动给水泵是不经济的运行方式，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽电双驱给水泵系统控制方法，能够控制所述汽轮机和所述电机相互切换来对所述给水泵进行驱动，能够降低能耗。
为实现上述目的，本发明提供了一种汽电双驱给水泵系统控制方法，所述汽电双驱给水泵系统包括给水泵、电机、超越离合器、汽轮机、进汽调节阀和主汽阀；所述电机和所述给水泵连接，所述超越离合器和所述给水泵连接，所述汽轮机和所述超越离合器连接，所述进汽调节阀和所述主汽阀分别与所述汽轮机连接；
所述汽电双驱给水泵系统控制方法包括：
所述汽电双驱给水泵系统启动时，所述电机启动，所述汽轮机关闭，由所述电机驱动所述给水泵至额定输出功率；
所述汽轮机启动，所述汽轮机转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动；
所述给水泵由所述汽轮机驱动后，所述电机处于发电与电动临界点运行；
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行。
其中，所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行后还包括：
当所述汽轮机故障时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，停止所述汽轮机。
其中，所述汽轮机启动，所述汽轮机转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动包括：
开启所述汽轮机进行暖机；
所述汽轮机暖机结束后将转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动。
其中，所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行包括：
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述汽轮机将转速下降至所述电机额定转速，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动；
所述给水泵驱动切换为所述电机驱动后先停止所述汽轮机，再停止所述电机，使得所述给水泵停止运行。
其中，所述电机额定转速等于所述电机驱动所述给水泵至额定输出功率时的转速。
本发明的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，能够控制所述汽轮机和所述电机相互切换来对所述给水泵进行驱动，由于工厂有足够的蒸汽可以让所述汽轮机长期运行，能够让所述汽轮机长期驱动所述给水泵运行，所述电机作为所述汽轮机故障后备使用，能够降低能耗，用汽电双驱所述给水泵较为经济。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种汽电双驱给水泵系统控制方法的流程图。
图2是本发明的所述汽轮机启动，所述汽轮机转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动的流程图。
图3是本发明的所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行的流程图。
图4是本发明的所述汽轮机升速曲线示意图。
图5是本发明的所述电机转矩-转速特性曲线图。
图6是本发明的所述电机接补偿电容的结构示意图。
图7是本发明的一种汽电双驱给水泵系统的结构示意图。
1-给水泵、2-电机、3-超越离合器、4-汽轮机、5-进汽调节阀、6-主汽阀。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1～图7，本发明提供一种汽电双驱给水泵系统控制方法：所述汽电双驱给水泵系统包括给水泵1、电机2、超越离合器3、汽轮机4、进汽调节阀5和主汽阀6；所述电机2和所述给水泵1连接，所述超越离合器3和所述给水泵1连接，所述汽轮机4和所述超越离合器3连接，所述进汽调节阀5和所述主汽阀6分别与所述汽轮机4连接；
所述汽电双驱给水泵系统控制方法包括：
S1所述汽电双驱给水泵系统启动时，所述电机2启动，所述汽轮机4关闭，由所述电机2驱动所述给水泵1至额定输出功率；
所述进汽调节阀5与所述汽轮机4进气缸连接，所述主汽阀6设置在所述进汽调节阀5之前，通过控制所述进汽调节阀5和所述主汽阀6的开启和关闭来控制所述汽轮机4的开启与关闭；所述汽轮机4经所述超越离合器3驱动所述给水泵1；所述汽电双驱给水泵系统开始启动时，所述电机2单独启动，所述进汽调节阀5与所述主汽阀6均处于全关闭状态，此时所述汽轮机4并不会转动，所述汽轮机4转速<所述电机2转速，所述超越离合器3处于分离状态，由所述电机2驱动所述给水泵1转动，所述电机2启动后，所述给水泵1调节至其额定输出功率；其中，所述电机2额定转速等于所述电机2驱动所述给水泵1至额定输出功率时的转速。
S2所述汽轮机4启动，所述汽轮机4转速提升至所述电机2额定转速，所述给水泵1由所述电机2驱动切换为所述汽轮机4驱动；
具体步骤为：
S21开启所述汽轮机4进行暖机；
所述汽轮机4启动，保持所述电机2驱动所述给水泵1运行，所述主汽阀6全开，所述进汽调节阀5投入转速PID自动调节，根据附图4所示所述汽轮机4升速曲线，将所述汽轮机4转速提升至所述电机2额定转速，升速过程中暖机停留时间要满足所述汽轮机4要求，暖机转速N1、N2和N3根据实际情况设置目标转速，且转速N1、N2和N3避开所述汽轮机4临界转速，暖机时间T1、T2和T3根据实际情况设置时间，转速提升速率K1、K2和K3根据实际情况设置，若临界转速在某段转速范围内，相应段的速率K设置应尽可能大，所述进汽调节阀5动作快慢决定速率K的上限。
S22所述汽轮机4暖机结束后将转速提升至所述电机2额定转速，所述给水泵1由所述电机2驱动切换为所述汽轮机4驱动；
所述汽轮机4暖机结束后，所述汽轮机4将转速提升至所述电机2额定转速，退出转速PID自动调节，所述进汽调节阀5开度增大，所述汽轮机4继续增加转速，所述汽轮机4转速>所述电机2转速，此时所述超越离合器3合上，所述给水泵1由所述电机2驱动切换为所述汽轮机4驱动，同时所述电机2的转速会提升，根据附图5所示所述电机2转矩-转速特性曲线可知，所述电机2转速上升，转矩下降是一个渐变的过程，因此所述电机2不是瞬间将负载卸掉，所述汽轮机4增大转速的同时还需增加所述汽轮机4输出轴功率，才能完成所述给水泵1负载由所述电机2切换到所述汽轮机4；根据附图5所示所述电机2转矩-转速特性曲线，在所述电机2额定转速至同步转速区间内，转速增加Δn，转矩会下降ΔT，转矩是指电磁转矩，由公式T＝KTΦIcosψ知(T代表转矩，KT代表修正系数，Φ代表磁通量，I代表电流，cosψ代表功率因数)，转矩T下降，将引起所述电机2电流I下降，检测所述电机2电流I可作为所述给水泵1负载由所述电机2过渡至所述汽轮机4的依据。
S3所述给水泵1由所述汽轮机4驱动后，所述电机2处于发电与电动临界点运行；
所述给水泵1负载由所述电机2驱动切换为所述汽轮机4的过程中，所述汽轮机4由转速控制转为所述进汽调节阀5控制，通过增加所述汽轮机4上所述进汽调节阀5的开度增加所述汽轮机4的输出转矩，所述电机2未完全处于空载运行前，根据如图4所示异步所述电机2转矩-转速特性曲线，得出所述汽轮机4转矩增大的过程中转速会一直低于所述电机2空载转速，此过程所述进汽调节阀5的开度主要影响的是所述汽轮机4输出转矩；所述电机2电流降低至所述电机2空载电流时，所述给水泵1完全由所述汽轮机4驱动，所述汽轮机4转为转速控制，控制所述给水泵1稳定转速运行，同时整个系统转速低于所述电机2同步转速，由于所述进汽调节阀5能稳定的转速为目标转速±3rpm范围以内波动，整个系统转速控制在所述电机2同步转速-5RPM运行；若系统转速高于所述电机2同步转速，所述电机2将从电动状态转为发电状态，向电网回馈电能，为了电网安全可靠运行，因此不允许向电网输送电能；所述电机2空载运行消耗的电网的无功功率，此时所述电机2电流是无功功率产生，为了让所述电机2不消耗电网无功功率，请参阅图6(图中M为所述电机2、kM为接触器)，在所述电机2进线端并连补偿电容，所述电机2进线端功率因数大小<0.9自动投入接触器kM，接通接触器kM，由补偿电容提供所述电机2所需要的无功功率，所述电机2将不消耗电网的电能，所述电机2与电网一直保持连接，随时可承接所述给水泵1负载，且在所述汽轮机4驱动所述给水泵1运行时，所述电机2不消耗电能。
S4所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵1由所述汽轮机4驱动切换为所述电机2驱动，随后停止所述汽轮机4，再停止所述电机2，此时所述给水泵1停止运行；
具体步骤为：
S41所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述汽轮机4将转速下降至所述电机2额定转速，所述给水泵1由所述汽轮机4驱动切换为所述电机2驱动；
所述汽电双驱给水泵系统正常情况下停止时，由所述进汽调节阀5将所述汽轮机4转速下降至所述电机2额定转速，所述汽轮机4降速的过程中，所述给水泵1负载由所述汽轮机4过渡至所述电机2，减小对所述电机2的冲击。
S42所述给水泵1驱动切换为所述电机2驱动后先停止所述汽轮机4，再停止所述电机2，使得所述给水泵1停止运行；
所述给水泵1驱动切换为所述电机2驱动后先快速停止所述汽轮机4，所述汽轮机4停止后所述电机2停止运行，使得所述给水泵1停止运行，系统停机完成。
S5当所述汽轮机4故障时，所述给水泵1由所述汽轮机4驱动切换为所述电机2驱动，停止所述汽轮机4；
所述汽轮机4出现故障的情况下，所述给水泵1由所述汽轮机4驱动切换为所述电机2驱动，并紧急停止机轮机，所述给水泵1将由所述电机2驱动运行，保证所述给水泵1持续稳定输出，所述汽轮机4转速将降为零并停止运行。
本发明的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，能够控制所述汽轮机4和所述电机2相互切换来对所述给水泵1进行驱动，由于工厂有足够的蒸汽可以让所述汽轮机4长期运行，能够让所述汽轮机4长期驱动所述给水泵1运行，所述电机2作为所述汽轮机4故障后备使用，能够降低能耗，用汽电双驱所述给水泵1较为经济。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种汽电双驱给水泵系统控制方法，其特征在于，所述汽电双驱给水泵系统包括给水泵、电机、超越离合器、汽轮机、进汽调节阀和主汽阀；所述电机和所述给水泵连接，所述超越离合器和所述给水泵连接，所述汽轮机和所述超越离合器连接，所述进汽调节阀和所述主汽阀分别与所述汽轮机连接；
所述汽电双驱给水泵系统控制方法包括：
所述汽电双驱给水泵系统启动时，所述电机启动，所述汽轮机关闭，由所述电机驱动所述给水泵至额定输出功率；
所述汽轮机启动，所述汽轮机转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动；
所述给水泵由所述汽轮机驱动后，所述电机处于发电与电动临界点运行；
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行。
2.如权利要求1所述的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，其特征在于，
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行后还包括：
当所述汽轮机故障时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，停止所述汽轮机。
3.如权利要求1所述的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，其特征在于，
所述汽轮机启动，所述汽轮机转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动包括：
开启所述汽轮机进行暖机；
所述汽轮机暖机结束后将转速提升至所述电机额定转速，所述给水泵由所述电机驱动切换为所述汽轮机驱动。
4.如权利要求1所述的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，其特征在于，
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动，随后停止所述汽轮机，再停止所述电机，此时所述给水泵停止运行包括：
所述汽电双驱给水泵系统停止时，所述汽轮机将转速下降至所述电机额定转速，所述给水泵由所述汽轮机驱动切换为所述电机驱动；
所述给水泵驱动切换为所述电机驱动后先停止所述汽轮机，再停止所述电机，使得所述给水泵停止运行。
5.如权利要求1所述的一种汽电双驱给水泵系统控制方法，其特征在于，
所述电机额定转速等于所述电机驱动所述给水泵至额定输出功率时的转速。
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