CN201486833U - 调速给水泵最小流量阀数控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种火力发电厂的大型锅炉给水设备中的自动调速给水泵数控装置，属于机电一体化领域。其特征在于：该系统主要包括有PLC可编程控制器和一台上位机，PLC可编程控制器和一台上位机通过线路进行连接；PLC可编程控制器的信号输入端分别与除氧器压力变送器、给水泵入口压力变送器、给水泵出口压力变送器等相连；同时，PLC可编程控制器的信号输出端分别与最小流量阀和给水泵电机连接。本实用新型的目的是解决以往的购置费用相对较高、可靠性稍差、给水管道节流损失增加，对给水泵的运行工况不能做到直观监视等方面存在的问题。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种火力发电厂的大型锅炉给水设备中的调速给水泵数控装置，属于机电一体化领域。
背景技术：目前国内外在火力发电厂的大型锅炉给水设备中，对给水泵最小流量阀的控制均采用传统的由流量孔板测取差压信号、再经流量变送器转换为流量信号，去控制给水泵最小流量阀开关的方式。这种控制过程，在经济运行方面，除了购置费用相对较高外，同时还增加了给水管道节流损失，并对泵组效率带来了不利影响；在安全运行方面，控制可靠性稍差，对给水泵的运行工况也不能做到直观监视，因为给水泵运行工况，一定要控制在工作区内，否则给水泵很容易被损坏。
发明内容：
发明目的：本实用新型提供一种调速给水泵最小流量阀数控系统，其目的是解决以往的购置费用相对较高、可靠性稍差、增加给水管道流量孔板节流损失，及对给水泵的运行工况不能做到直观监视等方面存在的问题。
技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种调速给水泵最小流量阀数控系统，其应用于火力发电厂的大型锅炉供给水设备中，其特征在于：该系统主要包括有PLC可编程控制器和一台上位机，PLC可编程控制器和一台上位机连接；PLC可编程控制器的信号输入端分别与除氧器压力变送器、给水泵入口压力变送器、给水泵出口压力变送器、给水泵转速变送器、给水泵电机电流互感器、最小流量阀开度指示变送器和给水泵出口电动门开度指示变送器相连接；同时，PLC可编程控制器的信号输出端分别与最小流量阀和给水泵电机连接。
优点及效果：
a.简化了系统原有的控制环节，提高了控制信号发出的准确性和可靠性；
b.取消了流量孔板、流量变速器和流量开关等设施，减少了加工制造和安装维护费用(本装置的费用远小于原装置费用)；
c.该装置流量的测量方法，取消了原有的流量孔板，减少了给水系统的节流损失，提高了泵组的经济性。对国家发改委倡导的节能减排，具有一定的实际意义；
d.该装置可以作为产品广泛生产，效益可观。
附图说明：
图1为背景技术中采用流量孔板的结构示意图；
图2为本实用新型的主要结构示意图；
图3为本实用新型给水泵工况在线监视曲线图。
具体实施方式：下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1～4中，标注的序号分别是：除氧器1；前置泵入口门2；前置泵3；前置泵出口门4；给水泵入口门5；给水泵6；液力耦合器7；给水泵电机8；给水泵逆止门9；给水泵出口电动门10；锅炉11；最小流量阀12；除氧器压力变送器13；给水泵入口压力变送器14；给水泵出口压力变送器15；给水泵转速变送器16；给水泵电机电流互感器17；给水泵流量孔板18；差压变送器19；流量开关20；PLC可编程控制器21；上位机22；最小流量阀管路23；最小流量阀开度指示变送器24；给水泵出口电动门开度指示变送器。
如图1所示，现有技术中发电站的大型锅炉给水设备中，均采用给水泵流量孔板18来测取给水泵流量的，以实现对给水泵最小流量阀的控制。从除氧器1流出的水通过给水泵6提供的动力，将水送至锅炉11中。当给水泵流量孔板18监测流入锅炉11的水量过小时，通过流量孔板的压差变送器19将信号送至流量开关20，控制最小流量阀12，将最小流量阀12打开，水经最小流量阀管路23回流到除氧器1中；当给水泵流量孔板18监测的水量足够大时，也是通过流量孔板的压差变送器19将信号送至流量开关20，将最小流量阀12关闭。
本申请主要的技术方案是取消了以往采用流量孔板的测量系统，既提高了控制信号的准确性和可靠性，又降低了加工制造和安装等方面的维护费用，并且减少了给水系统的节流损失，提高了泵组的经济性。
本申请是按如下技术方案来实施的：
如图2所示，该系统包括有PLC可编程控制器21和一台上位机22；所谓的上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示各种采集信号变化及流量计算结果，也可以追忆历史数据。PLC可编程控制器21的信号输入端分别与除氧器压力变送器13、给水泵入口压力变送器14、给水泵出口压力变送器15、给水泵转速变送器16、给水泵电机电流互感器17、最小流量阀开度指示变送器24和给水泵出口电动门开度指示变送器25相连；将这些数据在已经储存到上位机里的程序进行计算和处理，并绘制成图的曲线可直观地反应在上位机的屏幕上，见附图3所示。同时，PLC可编程控制器21的信号输出端，一路连接至最小流量阀12，另一路连接至给水泵的跳闸回路(即水泵电机8)。
根据调速给水泵最小流量控制方法，一般采用：
a.首先，上位机22能够在线实时检测给水泵的运行工况；
b.给水泵计算流量小于该转速所对应的最小流量曲线值时，最小流量阀自动开启20％；
c.给水泵计算流量小于某一值时，最小流量阀自动开启100％，如果在规定时间内未开，给水泵自动停止；
d.给水泵计算流量大于最大流量曲线值时，即泵运行工况跑出工作区，发出给水泵出口流量过大报警信号；
e.当计算流量大于某一值时，并且给水泵出口门在开启状态，给水泵最小流量阀自动开始关闭。
PLC可编程控制器3是由单板机和部分硬件组成的运算平台，她可以将模拟量或开关量通过输入接口传入信号，经过逻辑判断和运算后，再将以模拟量或开关量的形式通过输出接口传出控制指令。
上位机有两个功能，一个是编制、传输程序，即编制阀门控制所需程序，并将已编好的程序传入到PLC可编程控制器；另一个是运行在线监视，即利用CRT显示画面进行设备运行工况显示、事故报警列表显示、历史参数查询显示等。
采集输入信号。该装置的输入信号，给水泵转速、给水泵电流、给水泵入口压力、给水泵出口压力、除氧器压力及最小流量阀的阀位等，均采用原有系统中的信号源。
建立数学模型。根据离心水泵转速、流量、压力关系理论，编制数学模型，并用数学模型计算得出调速给水泵实时流量值。
实施闭环控制。用控制对象的实测数据，计算得出若干个曲线族，根据调速泵最小流量特性曲线和最大流量特性曲线找出调速给水泵工作区，设置门槛值，再用计算流量值与所对应的门槛值进行比较，从而达到对最小流量阀适时自动开启、关闭及报警等功能的控制目的。如果最小流量阀动作异常，控制装置将会发出紧急停泵指令。
后备保护。为防止最小流量阀拒动，调速给水泵正常运行中，一旦出现计算流量值不可信时，可以取除氧器压力、给水泵出口压力、给水泵转速及给水泵电流等参数值，作为辅助判断，如果判断出调速给水泵流量过低时，最小流量阀任然能自动全开，确保调速给水泵的安全运行。
实时监控。打开调速给水泵工作区画面，有一个可移动的闪光点直接显示出给水泵运行工况(见图3)，当给水泵运行接近最小流量或最大流量区域时，运行人员将一目了然，并可以及时采取应对措施，将给水泵工况调整在工作区内的高效区运行。
Claims (1)
1.一种调速给水泵最小流量阀数控系统，其应用于火力发电厂的大型锅炉供给水设备中，其特征在于：该系统主要包括有PLC可编程控制器(21)和一台上位机(22)，PLC可编程控制器(21)和一台上位机(22)连接；PLC可编程控制器(21)的信号输入端分别与除氧器压力变送器(13)、给水泵入口压力变送器(14)、给水泵出口压力变送器(15)、给水泵转速变送器(16)、给水泵电机电流互感器(17)、最小流量阀开度指示变送器(24)和给水泵出口电动门开度指示变送器(25)相连接；同时，PLC可编程控制器(21)的信号输出端分别与最小流量阀(12)和给水泵电机(8)连接。
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| CN101936289A (zh) * | 2010-09-19 | 2011-01-05 | 中国广东核电集团有限公司 | 汽动主给水泵紧急停机保护定期试验装置及方法 |
| CN101787969B (zh) * | 2009-09-04 | 2013-03-27 | 东北电力科学研究院有限公司 | 调速给水泵最小流量阀数控系统及其最小流量控制方法 |
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