CN114687822A - 汽轮机的控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽轮机的控制系统及控制方法，所述汽轮机的控制方法包括：获取汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种；根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的发电机出力控制和转速控制中的一种，以及背压控制和除氧器压力控制。本发明通过背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制多种控制方式的结合实现了汽轮机运行时不同工况的灵活处理。
Description
技术领域
本发明属于汽轮机控制的技术领域，特别是涉及一种汽轮机的控制系统及控制方法。
背景技术
汽轮机控制系统是指汽轮机适应各种运行工况的控制系统的总称。包括汽轮机调节系统、液压伺服系统，还包括超速保护、热应力计算、自启停和负荷自动控制、操作监视等子系统。
其中，汽轮机调节系统包括转速调节系统、功率系统调节、压力调节系统等。操作监视系统是保证汽轮机安全运行的必不可少的设备，它能够连续监视汽轮机各参数的变化。保护系统的作用是当电网或汽轮机本身出现故障时保护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护，以防止事故扩大或造成设备损坏。大容量汽轮机保护内容有超速保护、低油压保护、位移保护、胀差保护、低真空保护、振动保护等。液压伺服系统包括汽轮机供油系统和液压执行机构两部分。供油系统向液压执行机构提供压力油。液压执行机构由电液转换器、油动机、位置传感器等部件组成，其功能是根据电调系统的指令去挂号信相应的阀门动作。
由此，汽轮机控制系统因涉及部件较多，导致运行工况比较复杂，且针对不同的汽轮机机型工况类型也有较大差别。例如，目前并没有针对BEST汽轮机(Back pressureExtraction Steam Turbine，变转速抽背式给水泵汽轮机)出现的各种工况提出的完整运行策略。
因此，如何提供一种汽轮机的控制系统及控制方法，以解决现有技术无法针对BEST汽轮机提供比较完善的运行策略等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机的控制系统及控制方法，用于解决现有技术无法针对BEST汽轮机提供比较完善的运行策略的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种汽轮机的控制方法，所述汽轮机的控制方法包括：获取汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种；根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制。
于本发明的一实施例中，所述背压控制至少包括以下步骤之一：根据设置的高低背压限制线控制所述背压；通过对末级组压比进行最小值限制来降低所述背压；通过开启补汽阀提高所述背压。
于本发明的一实施例中，所述根据设置的高低背压限制线控制背压的步骤包括：当所述背压达到预设报警值时，打开旁路阀或增加所述旁路阀开度；当所述背压达到预设跳机值时，执行跳机操作；当所述背压达到限制控制值时，通过打开溢流阀降低背压，且在所述溢流阀开至最大时打开所述旁路阀；在第一预设情况下检测补气阀的状态和所述旁路阀的状态。
于本发明的一实施例中，所述通过对末级组压比进行最小值限制来降低背压的步骤包括：当所述背压的末级组压比低至预设的末级组压比控制值时，打开溢流阀或旁路阀降低所述背压，以使所述末级组压比始终维持在末级组压比跳机值上；在第二预设情况下，关闭所述溢流阀。
于本发明的一实施例中，所述通过开启补汽阀提高背压的步骤包括：在第三预设情况下，全开补汽阀；在第四预设情况下，关闭溢流阀；其中，所述补汽阀与所述溢流阀或旁路阀于不同时刻打开。
于本发明的一实施例中，所述除氧器压力控制的步骤包括：若所述除氧器压力超出预设的除氧器压力限制值时，关小调门开度，以降低除氧器压力。
于本发明的一实施例中，所述电机出力为小发电机出力；所述发电机出力控制的步骤包括：若所述小电机出力超出预设的小发电机出力限制值时，调整调门的开度，以控制小发电机出力。
于本发明的一实施例中，所述转速控制的步骤包括：通过变流器与汽轮机的交互状态以及所述转速的检测结果对所述转速进行切换控制。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明另一方面一种汽轮机的控制系统，所述汽轮机的控制系统包括：汽轮机；测量单元，用于获取所述汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种；控制器，用于根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制；执行单元，用于执行所述控制器在运行控制时发出的指令，以根据所述指令执行对所述汽轮机的调门、旁路阀、溢流阀和补气阀的操作。
于本发明的一实施例中，所述汽轮机为变转速抽背式给水泵汽轮机。
如上所述，本发明所述的汽轮机的控制系统及控制方法，具有以下有益效果：
本发明通过背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制多种控制方式的结合实现了汽轮机运行时不同工况的灵活处理，以确保汽轮机系统运行的稳定以及汽轮机系统中出现故障时最大程度地降低故障对汽轮机系统中各部件的损坏程度。在转速控制中，采用变流器对给水泵转速进行闭环调节，以实现小电机的进汽门基本处于全开或维持在某个开度，小电机的出力随着大机的负荷变化，小电机和泵组之间的剩余功率由小发电机进行平衡。通过调节BEST小汽机与回馈到电网功率的出力平衡达到对给水泵转速控制的目的。且在机组特殊工况，如加热器切除、RB(Run Back，辅机故障减负荷)等工况，可以快速稳定转速，防止给水温度发生大的变化，引起锅炉停炉等情况。
附图说明
图1显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的原理流程图。
图2显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的原理示意图。
图3显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的背压曲线图。
图4显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的末级组压比曲线图。
图5显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的转速功率曲线图。
图6显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的转速控制原理图。
图7显示为本发明的汽轮机的控制系统于一实施例中的结构原理图。
元件标号说明
7 汽轮机的控制系统
71 汽轮机
72 测量单元
73 控制器
74 执行单元
S11～S12 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明所述的汽轮机的控制系统及控制方法通过背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制多种控制方式的结合实现了汽轮机运行时不同工况的灵活处理。
以下将结合图1至图7详细阐述本实施例的一种汽轮机的控制系统及控制方法的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的汽轮机的控制系统及控制方法。
双机回热系统EC-BEST技术是在700℃高超超临界机组热力系统研发过程中提出的一项创新技术，该项技术既能提高热力系统的能级利用效率，降低热耗，又能瓦解高超超临界机组回热抽汽高温带来的可靠性风险，降低设备和电厂的运行成本。常规1000MW二次再热超超临界机组，回热抽汽从主机通流中抽取，回热抽汽过热度大尤其是经过再热后的回热级，致使整个循环能级利用效率大幅低；采用EC－BEST系统后，高温回热抽汽从BEST透平中抽汽，整个系统最高回热抽汽温度不超过超高排温度，大幅提高循环能级效率，同时BEST兼具驱动给水泵小机的功能，较常规凝汽式给水泵小机BEST透平效率大幅提升，可达89％以上。
BEST小机配有小发电机，小发电机最大发电出力不超过20MW。正常运行时BEST机进汽主调门为全开跟随大机滑压运行，BEST机拖动给水泵组后的多余功率通过小发电机发电进行消纳平衡。BEST为变速小汽轮机，与给水泵直接连接，给水泵转速由变流器控制。当小发电机发生故障时，控制方式切换为常规的进汽主调门节流控制。
对于抽汽背压给水泵汽轮机的控制，除常规的转速(给水流量)调节外，还要控制背压，兼顾BEST汽轮机的效率最优和调节余量，即转速控制时，尽量增大调门的开度，以保证BEST汽轮机效率最高。BEST机进汽主调门具备独立快速的调节BEST机转速功能，并能与小发电机功率输出调节相互配合使用。此外，还要考虑各种事故工况，即与BEST汽轮机连接的各加热器和除氧器，如果出现故障需要切除时，BEST汽轮机应能快速响应，维持背压和转速的稳定。
传统的小机控制方式由小机进汽门根据给水泵的转速要求进行闭环调节，此时小机存在一定的节流损失，由此，本发明提出所述汽轮机的控制方法及汽轮机的控制系统。其中，控制的原则为：机组控制以给水泵转速控制为主；兼顾排汽背压控制；温度及排汽压比限制；抽汽压力不调节，根据主机负荷逐步打开投入抽汽逆止阀；正常运行时，转速由变流器控制，小机进汽门处于全开状态。
请参阅图1，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的原理流程图。如图1所示，所述汽轮机的控制方法具体包括以下几个步骤：
S11，获取汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种。其中，转速为必要参数，背压、电机出力和除氧器压力为三个监视参数，由此，所述运行参数一定包括转速，除此之外，还可以包括背压、电机出力和除氧器压力中的至少一种监视参数。
请参阅图2，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的原理示意图。如图2所示，所述汽轮机的控制方法运行于图2所示的系统中。BEST汽轮机带有小发电机，对小发电机的实际转速n进行实时监测。BEST汽轮机包括#2抽汽、#3抽汽、#4抽汽、#5抽汽、#6抽汽、#7抽汽(#7低加，即#7低压加热器)和#8抽汽(#8低加，即#8低压加热器)，其中，超高压排汽通过主汽门、调节汽阀即调门进入BEST汽轮机，BEST汽轮机通过通风阀即旁路阀进入凝汽器，通过溢流阀实现#8抽汽，主机抽汽通过补气阀进入BEST汽轮机。
S12，根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制。于一实施例中，所述运行控制包括与所述运行参数对应的发电机出力控制和转速控制中的一种，以及背压控制和除氧器压力控制，由此，发电机出力控制和转速控制为二选一形式的控制，且不能同时控制，背压控制和除氧器压力控制在运行现场中根据控制是否需要进行激活。
于实际应用中，以瑞金BEST汽轮机为例，BEST汽轮机共12级回热，且BEST机带小发电机，因此BEST机组事故工况较多，将运行工况进行列表管理，形成表1，即工况控制策略表。表1中的工况按照运行中碰到的主要问题进行分类，并针对所碰到的运行问题设置目标控制值及简要控制策略。其中，低加切除是指对低压加热器进行切除操作，低加单双切中的单切是指对多个低压加热器中的其中一个进行单个切除，双切是指对两个或两个以上的低压加热器进行切除，高加全切是指对多个高压加热器进行全部切除。
表1工况控制策略表
于一实施例中，所述背压控制至少包括以下步骤之一：
(1)根据设置的高低背压限制线控制所述背压。具体地，涉及#7#8#9低加切除工况外的所有工况，按照高低背压限制线控制背压即可。
于一实施例中，所述根据设置的高低背压限制线控制背压的步骤包括：当所述背压达到预设报警值时，打开旁路阀或增加所述旁路阀开度；当所述背压达到预设跳机值时，执行跳机操作；当所述背压达到限制控制值时，通过打开溢流阀降低背压，且在所述溢流阀开至最大时打开所述旁路阀；在第一预设情况下检测补气阀的状态和所述旁路阀的状态。
请参阅图3，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的背压曲线图。如图3所示，所述预设报警值为图3中的高背压限制报警值10bar，所述预设跳机值是指图3中的高背压限制跳机值11bar，所述限制控制值是指图3中的高背压限制控制值。高背压控制线高负荷段根据正常运行工况在调门全开不补不溢状态下的背压确定，低负荷段根据调门全开溢流状态(固定压比)确定。低背压控制线根据#8抽压力(大机中排压力)确定。
根据该背压限制线，具体控制策略如下：
a.背压高限制按照10bar报警，报警后强开旁路阀或增加旁路阀开度，11bar跳机。
b.背压高至限制控制值，开溢流阀降背压，溢流阀开至最大开旁路阀。
c.#7抽压力小于#8抽压力(中排压力)，且#8未切除，且补汽阀未开，报警，检查旁路阀门是否误开。所述第一预设情况是指#7抽压力小于#8抽压力(中排压力)，且#8未切除。
(2)通过对末级组压比进行最小值限制来降低所述背压。具体地，#7低加切除及#7#8低加切除，为了防止鼓风，需通过对末级组压比进行最小值限制来降低背压。
于一实施例中，所述通过对末级组压比进行最小值限制来降低背压的步骤包括：当所述背压的末级组压比低至预设的末级组压比控制值时，打开溢流阀或旁路阀降低所述背压，以使所述末级组压比始终维持在末级组压比跳机值上；在第二预设情况下，关闭所述溢流阀。其中，末级组压比是指BEST最后一个级组的进出口压力比值。
请参阅图4，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的末级组压比曲线图。如图4所示，呈现了最小压比限制曲线，瑞金BEST机在#7低加切除及#7#8低加切除工况下，末级组的压比太小会引起鼓风问题。
具体地，根据该最小压比限制线，具体控制策略如下：
a.压比低至末级组压比控制值时进行报警，低至末级组压比控制值即开溢流阀或旁路阀降低背压，使得末级组压比始终维持在末级组压比跳机值上。
b.#8切除时，关闭溢流阀。所述第二预设情况是指#8切除。
(3)通过开启补汽阀提高所述背压。具体地，#8低加切除及#8#9低加切除，需通过开启补汽阀提高背压，减少机组运行的不安全因素。
于一实施例中，所述通过开启补汽阀提高背压的步骤包括：在第三预设情况下，全开补汽阀；在第四预设情况下，关闭溢流阀；其中，所述补汽阀与所述溢流阀或旁路阀于不同时刻打开即补汽阀同溢流阀不能同时开，补汽阀同旁路阀不能同时开。
具体地，针对需要开启补汽阀的#8低加切除和#8#9低加切除工况，控制策略如下：
a.#7抽压力小于0.95倍的#8抽压力，且#7未切除，全开补汽阀；其中，0.95倍是根据补汽阀全开压损5％确定。所述第三预设情况是指#7抽压力小于0.95倍的#8抽压力，且#7未切除。
b.#8切除时，关闭溢流阀。所述第四预设情况是指#8切除。
于一实施例中，所述除氧器压力控制的步骤包括：若所述除氧器压力超出预设的除氧器压力限制值时，关小调门开度，以降低除氧器压力。
具体地，除氧器压力(#6抽压力)在高加全切工况时会超出限制值16bar，针对该问题的控制策略：关小调门开度降低除氧器压力，若在不带小电机时，出现给水泵转速不足情况则降主机负荷运行。
于一实施例中，所述电机出力为小发电机出力；所述发电机出力控制的步骤包括：若所述小电机出力超出预设的小发电机出力限制值时，调整调门的开度，以控制小发电机出力。
具体地，正常运行和事故工况下，若BEST剩余出力超出小发电机出力限制，通过调整调门开度控制小发电机出力。
于一实施例中，所述转速控制的步骤包括：通过变流器与汽轮机的交互状态以及所述转速的检测结果对所述转速进行切换控制。
具体地，BEST进汽调阀始终由转速信号控制，通过控制BEST进汽调阀的开度满足泵组的功率目标，该项控制与常规凝汽式给水泵小机相似。BEST汽轮机有别于常规的给水泵汽轮机，高加、低加投切时对转速的影响较大，转速控制器需要快速响应，维持给水流量的稳定。转速控制器采用带前馈的PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)运算，响应速度更快。
请参阅图5，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的转速功率曲线图。如图5所示，小发电机的出力限制由小电机厂家提供，即转速在4000r/m及以上，最大出力限制为19MW，4000r/m以下的最大出力限制值同转速呈线性下降关系。
请参阅图6，显示为本发明的汽轮机的控制方法于一实施例中的转速控制原理图。如图6所示，变流器主控状态下，BEST进行转速设定并跟踪实际转速，同时始终增加10转的偏置，以保证调门处于全开状态。当变流器故障或者变流器急停时，MEH(Micro Electro-Hydraulic Control System，小汽轮机电液控制系统)接收变流器故障/急停信号，BEST切换为主控状态，转速设定值切换为给水泵转速信号，偏置取消，阀门开度相应减小。
于实际应用中，变流器与汽轮机的交互过程如下：
在变流器与MEH控制切换中，变流器控制转速时“变流器协调控制请求”信号消失，BEST小机转速跟随变流器。
当变流器发出“变流器协调控制请求”信号时，变流器处于超限状态，此时自动切换至MEH控制转速模式。
当给水目标转速与实际转速偏差大于5转，超出变流器控制范围时，此时无论变流器是否发出“变流器协调控制请求”，MEH均切至主控状态，转速设定值为给水目标转速值，同时MEH发出“协调控制介入”和“请求变流器退出”指令至变流器，变流器退出主控状态。
当变流器发出“变流器请求主控”信号时，此信号为转速由汽轮机控制时，变频器希望重新接管转速控制，向MEH系统发出“变流器请求主控”请求，此时汽轮机接到该请求，发出“允许变流器控制”信号，同时停止发出“协调控制介入”信号，则汽轮机退出转速控制，变流器重新接管转速控制。
本发明所述的汽轮机的控制方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
以下将结合图示对本实施例所提供的汽轮机的控制系统进行详细描述。需要说明的是，应理解以下系统的各个模块或单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：某一模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在下述系统的某一个芯片中实现。此外，某一模块也可以以程序代码的形式存储于下述系统的存储器中，由下述系统的某一个处理元件调用并执行以下某一模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以下各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
以下这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以下某个模块通过处理元件调用程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
请参阅图7，显示为本发明的汽轮机的控制系统于一实施例中的结构原理图。如图7所示，所述汽轮机的控制系统7包括：汽轮机71、测量单元72、控制器73和执行单元74。
所述测量单元72用于获取所述汽轮机71的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种。
所述控制器73用于根据所述运行参数对所述汽轮机71进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制。
所述执行单元74用于执行所述控制器73在运行控制时发出的指令，以根据所述指令执行对所述汽轮机的调门、旁路阀、溢流阀和补气阀的操作。
于一实施例中，所述汽轮机为BEST汽轮机(Back pressure Extraction SteamTurbine，变转速抽背式给水泵汽轮机)。
于实际应用中，所述汽轮机的控制系统包括但不限于图2所示的汽轮机系统。所述汽轮机的控制系统中控制器由过程控制计算机及相应的控制软件组成，执行单元包括主汽门、调节汽阀即调门、通风阀即旁路阀、溢流阀、补汽阀等，测量单元测量汽轮机组控制所需的转速信号n、温度信号Tb、压力信号Pb、阀位信号等，送入控制器进行分析，并根据分析结果发出运行控制的指令。本发明中所述的控制器为包含处理器和存储器并可以用于控制汽轮机系统的电子设备。
所述汽轮机的控制系统与所述的汽轮机的控制方法原理一一对应，本发明所述的汽轮机的控制系统可以实现本发明所述的汽轮机的控制方法，但本发明所述的汽轮机的控制方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的汽轮机的控制系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
综上所述，本发明所述汽轮机的控制系统及控制方法通过背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制多种控制方式的结合实现了汽轮机运行时不同工况的灵活处理，以确保汽轮机系统运行的稳定以及汽轮机系统中出现故障时最大程度地降低故障对汽轮机系统中各部件的损坏程度。在转速控制中，采用变流器对给水泵转速进行闭环调节，以实现小电机的进汽门基本处于全开或维持在某个开度，小电机的出力随着大机的负荷变化，小电机和泵组之间的剩余功率由小发电机进行平衡。通过调节BEST小汽机与回馈到电网功率的出力平衡达到对给水泵转速控制的目的。且在机组特殊工况，如加热器切除、RB(Run Back，辅机故障减负荷)等工况，可以快速稳定转速，防止给水温度发生大的变化，引起锅炉停炉等情况。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种汽轮机的控制方法，其特征在于，所述汽轮机的控制方法包括：
获取汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种；
根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制。
2.根据权利要求1所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述背压控制至少包括以下步骤之一：
根据设置的高低背压限制线控制所述背压；
通过对末级组压比进行最小值限制来降低所述背压；
通过开启补汽阀提高所述背压。
3.根据权利要求2所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述根据设置的高低背压限制线控制背压的步骤包括：
当所述背压达到预设报警值时，打开旁路阀或增加所述旁路阀开度；
当所述背压达到预设跳机值时，执行跳机操作；
当所述背压达到限制控制值时，通过打开溢流阀降低背压，且在所述溢流阀开至最大时打开所述旁路阀；
在第一预设情况下检测补气阀的状态和所述旁路阀的状态。
4.根据权利要求2所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述通过对末级组压比进行最小值限制来降低背压的步骤包括：
当所述背压的末级组压比低至预设的末级组压比控制值时，打开溢流阀或旁路阀降低所述背压，以使所述末级组压比始终维持在末级组压比跳机值上；
在第二预设情况下，关闭所述溢流阀。
5.根据权利要求2所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述通过开启补汽阀提高背压的步骤包括：
在第三预设情况下，全开补汽阀；
在第四预设情况下，关闭溢流阀；其中，所述补汽阀与所述溢流阀或旁路阀于不同时刻打开。
6.根据权利要求1所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述除氧器压力控制的步骤包括：
若所述除氧器压力超出预设的除氧器压力限制值时，关小调门开度，以降低除氧器压力。
7.根据权利要求1所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述电机出力为小发电机出力；所述发电机出力控制的步骤包括：
若所述小电机出力超出预设的小发电机出力限制值时，调整调门的开度，以控制小发电机出力。
8.根据权利要求1所述的汽轮机的控制方法，其特征在于，所述转速控制的步骤包括：
通过变流器与汽轮机的交互状态以及所述转速的检测结果对所述转速进行切换控制。
9.一种汽轮机的控制系统，其特征在于，所述汽轮机的控制系统包括：
汽轮机；
测量单元，用于获取所述汽轮机的运行参数；所述运行参数至少包括转速以及背压、电机出力和除氧器压力中的一种；
控制器，用于根据所述运行参数对所述汽轮机进行运行控制；所述运行控制包括与所述运行参数对应的背压控制、除氧器压力控制、发电机出力控制和转速控制；
执行单元，用于执行所述控制器在运行控制时发出的指令，以根据所述指令执行对所述汽轮机的调门、旁路阀、溢流阀和补气阀的操作。
10.根据权利要求9所述的汽轮机的控制系统，其特征在于，所述汽轮机为变转速抽背式给水泵汽轮机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115788602A (zh) * | 2021-09-10 | 2023-03-14 | 上海电气电站设备有限公司 | 给水泵汽轮机背压控制热力系统以及控制方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0571310A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-23 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 蒸気供給装置の圧力制御方法 |
| CN102418918A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-04-18 | 山东中实易通集团有限公司 | 一种解决空冷机组背压变化对agc调节品质影响的方法 |
| CN104271899A (zh) * | 2012-05-09 | 2015-01-07 | 三电有限公司 | 废热回收装置 |
| CN106247815A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-21 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种超临界火电机组小机直排大机空冷系统的控制方法 |
| CN108240238A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 上海电气电站设备有限公司 | 抽汽背压给水泵汽轮机的控制系统及控制方法、汽轮机 |
| CN208793049U (zh) * | 2018-07-20 | 2019-04-26 | 东南大学 | 双压背压汽轮机供热系统 |
| CN111102024A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-05-05 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种基于锅炉跟随策略的高加rb综合控制装置及方法 |
| CN111156058A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-15 | 西安交通大学 | 一种回热汽轮机运行压力控制方法 |
| CN212133342U (zh) * | 2020-03-30 | 2020-12-11 | 上海宁硕节能科技有限公司 | 一种适用于空冷机组的空湿串联冷却系统 |
-
2020
- 2020-12-25 CN CN202011561993.1A patent/CN114687822B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0571310A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-23 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 蒸気供給装置の圧力制御方法 |
| CN102418918A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-04-18 | 山东中实易通集团有限公司 | 一种解决空冷机组背压变化对agc调节品质影响的方法 |
| CN104271899A (zh) * | 2012-05-09 | 2015-01-07 | 三电有限公司 | 废热回收装置 |
| CN106247815A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-21 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种超临界火电机组小机直排大机空冷系统的控制方法 |
| CN108240238A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 上海电气电站设备有限公司 | 抽汽背压给水泵汽轮机的控制系统及控制方法、汽轮机 |
| CN208793049U (zh) * | 2018-07-20 | 2019-04-26 | 东南大学 | 双压背压汽轮机供热系统 |
| CN111102024A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-05-05 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种基于锅炉跟随策略的高加rb综合控制装置及方法 |
| CN111156058A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-15 | 西安交通大学 | 一种回热汽轮机运行压力控制方法 |
| CN212133342U (zh) * | 2020-03-30 | 2020-12-11 | 上海宁硕节能科技有限公司 | 一种适用于空冷机组的空湿串联冷却系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115788602A (zh) * | 2021-09-10 | 2023-03-14 | 上海电气电站设备有限公司 | 给水泵汽轮机背压控制热力系统以及控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
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