CN203949150U - 一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 - Google Patents
一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203949150U CN203949150U CN201420318684.5U CN201420318684U CN203949150U CN 203949150 U CN203949150 U CN 203949150U CN 201420318684 U CN201420318684 U CN 201420318684U CN 203949150 U CN203949150 U CN 203949150U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control
- temperature
- steam
- feed pump
- attemperator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 abstract description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
Abstract
本实用新型一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，包括现场设备层、过程控制层和分析控制层，利用本系统，在常规的给水、各级减温水闭环控制基础上，通过计算机工作站中智能控制算法将汽温各控制环节协调统一起来，将主汽温控制对象扩展到从水冷壁至末级过热器整个汽水流程上，控制目标不再单一维持末级汽温稳定，而要始终确保整个锅炉热量流程中各点温度全局稳定，有效控制了锅炉过热汽温及其受热面超温现象。不但有效提高了超临界机组末级汽温调节精度和稳定性，而且维持着整个汽水热量流程中各点温度稳定，确保了超临界锅炉汽温全局稳定，有效控制了锅炉局部管壁或蒸汽超温现象。
Description
技术领域
本实用新型属于工业过程控制技术领域,尤其涉及一种用于超临界机组主汽温智能控制系统。
背景技术
大型超临界机组具有容量大、参数高、能耗低、环境友好等优点，现已成为我国电网主力发电机组，但由于超临界锅炉的耦合性、非线性以及主汽温与其减温水间的正强化关系，在机组运行过程中，易发生过热汽温超温或低汽温现象。而过热汽温及锅炉受热面超温时间过长，易引起锅炉“爆管”，直接威胁机组的安全运行；主汽温偏低，将降低机组运行经济性，这必将影响发电企业的经营效益。
当前，基于DCS平台的常规控制方案是将汽水分离器入口温度作为中间点温度，燃水比调节用来控制分离器出口蒸汽过热度（或焓值），过热减温喷水采用常规前馈式串级PID调节，这些常规控制方案抗扰动能力差，尤其在AGC大幅随机变负荷工况下汽温控制性能亟待提高。因此，有必要通过超临界直流锅炉汽水流程和汽温特性分析，开发汽温智能控制平台，利用先进的智能控制算法（例如预测控制、专家控制），并根据汽温模型特性设计出高效汽温优化控制方案，实时调整锅炉给水量、各级减温水量，维持锅炉过热汽温长期稳定，有效防止超温或低汽温现象，提高机组运行稳定性和经济性。
发明内容
本实用新型提供了一种用于超临界机组主汽温智能控制系统技术方案。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，包括现场设备层、过程控制层和分析控制层，所述现场设备层包括汽轮机组的给水泵以及给水泵出水口之后顺序连接的水冷壁、汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器、高温过热器，水经低温过热器、屏式过热器、高温过热器加热变为高压蒸汽至汽轮机，一级减温器和二级减温器是温度调节热交换器；其特征在于：在所述给水泵出水口同时分别连接一级减温器和二级减温器的冷却水进口，在所述给水泵出水口与一级减温器和二级减温器冷却水进口之间分别设置有减温水调节阀；所述过程控制层是含有DCS系统的计算机控制器，所述分析控制层是带有分析程序的计算机工作站；在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器的出口分别设置有温度采集传感器，所述温度采集传感器信号分别连接至含有DCS系统的计算机控制器信号输入电路，含有DCS系统的计算机控制器将采集模拟温度信号转换为数字信号后传递至计算机工作站，所述计算机工作站经分析后将控制数字信号传递至含有DCS系统的计算机控制器，含有DCS系统的计算机控制器将数字信号转换为模拟信号后通过输出控制电路分别连接给水泵的转速调节器和减温水调节阀。
方案进一步是：所述给水泵为通过辅助汽轮机驱动的汽动给水泵，在辅助汽轮机上设置电液控制器，所述输出控制电路连接电液控制器，电液控制器控制辅助汽轮机调门开度调节给水泵的转速进而调节给水流量。
方案进一步是：所述给水泵为通过交流电机驱动的电动给水泵，交流电机与电源之间设置变频控制器，所述输出控制电路连接变频控制器，变频控制器控制给水泵的转速调节给水流量。
方案进一步是：所述含有DCS系统的计算机控制器与计算机工作站之间通过modbus通讯相互连接。
方案进一步是：所述计算机工作站采用GE PACSystem RX3i系列PLC，PLC中采用“双冗余电源+CPU模块+modbus通讯模块”的硬件配置。
方案进一步是：所述温度采集传感器包括一个热电偶和与之连接的温度变送器，热电偶安装在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器出口的管壁上，温度变送器将各点温度转换为4～20mA模拟量信号，并通过连接线连接至含有DCS系统的计算机控制器的信号输入电路。
本实用新型的效果是：利用本系统，在常规的给水、各级减温水闭环控制基础上，通过计算机工作站中智能控制算法将汽温各控制环节协调统一起来，将主汽温控制对象扩展到从水冷壁至末级过热器整个汽水流程上，控制目标不再单一维持末级汽温稳定，而要始终确保整个锅炉热量流程中各点温度全局稳定，有效控制了锅炉过热汽温及其受热面超温现象。不但有效提高了超临界机组末级汽温调节精度和稳定性，而且维持着整个汽水热量流程中各点温度稳定，确保了超临界锅炉汽温全局稳定，有效控制了锅炉局部管壁或蒸汽超温现象。
下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
图1为超临界锅炉汽温协同控制系统结构图。
具体实施方式
一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，包括现场设备层、过程控制层和分析控制层，所述现场设备层包括汽轮机组的给水泵1以及给水泵出水口之后顺序连接的水冷壁2、汽水分离器3、低温过热器4、一级减温器5、屏式过热器6、二级减温器7、高温过热器8，水经低温过热器、屏式过热器、高温过热器加热变为高压蒸汽至汽轮机，一级减温器和二级减温器是温度调节热交换器；在所述给水泵出水口同时分别连接一级减温器和二级减温器的冷却水进口，在所述给水泵出水口与一级减温器和二级减温器冷却水进口之间分别设置有减温水调节阀9和10；所述过程控制层是含有DCS系统的计算机控制器11，所述分析控制层是带有分析程序的计算机工作站12；在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器的出口分别设置有温度采集传感器13、14、15、16、17、18，所述温度采集传感器信号分别连接至含有DCS系统的计算机控制器的信号输入电路，含有DCS系统的计算机控制器将采集模拟温度信号转换为数字信号后传递至计算机工作站，所述计算机工作站经分析后将控制数字信号传递至可编程工业控制器，可编程工业控制器将数字信号转换为模拟信号后通过输出控制电路分别连接给水泵的转速调节器19和减温水调节阀9、10。其中的减温水调节阀是流量调节阀，通过控制流经一级减温器和二级减温器换热器的冷却水流量，调节屏式过热器和高温过热器的出口温度。
实施例中，所述的给水泵为通过辅助汽轮机驱动的汽动给水泵，在辅助汽轮机上有控制汽轮机转速的电液控制器，所述输出控制电路连接电液控制器，电液控制器控制辅助汽轮机调门开度调节给水泵的转速进而调节给水流量。其中，所述的辅助汽轮机又称小汽轮机的电液控制器MEH（Micro Electro-Hydraulic Control System）是基于计算机控制及液压伺服机构的小汽轮机自动控制装置，其主要任务是接收DCS指令信号，经计算机运算后，输出调门开度指令信号，进而控制小汽轮机转速来达到调节给水流量目的。
实施例中：所述给水泵也可以为通过交流电机驱动的电动给水泵，交流电机与电源之间设置变频控制器，所述输出控制电路连接变频控制器，变频控制器控制给水泵的转速调节给水流量。
实施例中：所述含有DCS系统的计算机控制器与计算机工作站之间通过modbus通讯相互连接。
实施例中：所述计算机工作站采用GE PACSystem RX3i系列PLC，PLC中采用“双冗余电源+CPU模块+modbus通讯模块”的硬件配置。
实施例中：所述温度采集传感器包括一个热电偶和与之连接的温度变送器，热电偶安装在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器出口的管壁上，温度变送器将各点温度转换为4～20mA模拟量信号，并通过连接线连接至含有DCS系统的计算机控制器的信号输入电路。
所述机组通过控制层（即含有DCS系统的计算机控制器）将采集到的超临界机组汽水流程中蒸汽温度信号通过modbus通讯传送至智能控制工作站（即计算机工作站）。在智能控制工作站，将采集到的各点汽温信号进行有效整合后，利用广义预测控制和专家控制等先进智能控制技术实时计算出给水流量指令12-1、一级减温水调门（流量控制调节阀）开度指令12-2、二级减温水调门（流量控制调节阀）开度指令12-3信号，又通过modbus通讯回送至DCS系统中，然后经过DCS系统逻辑运算后形成最终的汽动给水泵调门指令11-1、一级减温水调门开度指令11-2、二级减温水调门开度指令11-3信号，并通过硬接线控制现场设备层的执行机构快速、准确动作，最终实现超临界机组水煤比、给水与减温水的动态合理匹配。
所述机组DCS系统适用于目前国内外各种分散控制系统，例如艾默生OVATION系统、ABB Symphony系统、西门子T3000系统等。
所述执行机构包括汽动给水泵、一级减温水调门、二级减温水调门。
所述智能控制工作站硬件平台选用GE PACSystem RX3i系列PLC，PLC中采用“双冗余电源+CPU模块+modbus通讯模块”的硬件配置。软件采用C语言软件包开发所需的高级算法模块，并通过面向对象的封装技术，建立类似DCS系统的组态高级模块库，然后以类似DCS组态的方式完成超临界机组主汽温智能控制功能。
Claims (6)
1.一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，包括现场设备层、过程控制层和分析控制层，所述现场设备层包括汽轮机组的给水泵以及给水泵出水口之后顺序连接的水冷壁、汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器、高温过热器，水经低温过热器、屏式过热器、高温过热器加热变为高压蒸汽至汽轮机，一级减温器和二级减温器是温度调节热交换器；其特征在于：在所述给水泵出水口同时分别连接一级减温器和二级减温器的冷却水进口，在所述给水泵出水口与一级减温器和二级减温器冷却水进口之间分别设置有减温水调节阀；所述过程控制层是含有DCS系统的计算机控制器，所述分析控制层是带有分析程序的计算机工作站；在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器的出口分别设置有温度采集传感器，所述温度采集传感器信号分别连接至含有DCS系统的计算机控制器信号输入电路，含有DCS系统的计算机控制器将采集模拟温度信号转换为数字信号后传递至计算机工作站，所述计算机工作站经分析后将控制数字信号传递至含有DCS系统的计算机控制器，含有DCS系统的计算机控制器将数字信号转换为模拟信号后通过输出控制电路分别连接给水泵的转速调节器和减温水调节阀。
2.根据权利要求1所述的一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，其特征在于，所述给水泵为通过辅助汽轮机驱动的汽动给水泵，在辅助汽轮机上设置电液控制器，所述输出控制电路连接电液控制器，电液控制器控制辅助汽轮机调门开度调节给水泵的转速进而调节给水流量。
3.根据权利要求1所述的一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，其特征在于，所述给水泵为通过交流电机驱动的电动给水泵，交流电机与电源之间设置变频控制器，所述输出控制电路连接变频控制器，变频控制器控制给水泵的转速调节给水流量。
4.根据权利要求1所述的一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，其特征在于，所述含有DCS系统的计算机控制器与计算机工作站之间通过modbus通讯相互连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，其特征在于，所述计算机工作站采用GE PACSystem RX3i系列PLC，PLC中采用“双冗余电源加CPU模块加modbus通讯模块”的硬件配置。
6.根据权利要求1所述的一种用于超临界机组主汽温智能控制系统，其特征在于，所述温度采集传感器包括一个热电偶和与之连接的温度变送器，热电偶安装在所述汽水分离器、低温过热器、一级减温器、屏式过热器、二级减温器和高温过热器出口的管壁上，温度变送器将各点温度转换为4～20mA模拟量信号，并通过连接线连接至含有DCS系统的计算机控制器的信号输入电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420318684.5U CN203949150U (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420318684.5U CN203949150U (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203949150U true CN203949150U (zh) | 2014-11-19 |
Family
ID=51891185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420318684.5U Expired - Fee Related CN203949150U (zh) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203949150U (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104595721A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-05-06 | 无锡职业技术学院 | 高压分离式减温系统 |
| CN107101194A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-29 | 重庆大学 | 锅炉主蒸汽温度控制系统 |
| CN107166360A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-15 | 华北电力大学（保定） | 新型锅炉主蒸汽温度调节装置及控制方法 |
| CN107463739A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-12 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 减温水流量分析方法及装置 |
| CN107631286A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-01-26 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统 |
| CN107976909A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-01 | 华润电力（海丰）有限公司 | 超超临界机组过热汽温多目标控制方法 |
| CN109243253A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-18 | 国电科学技术研究院有限公司 | 一种基于plc的智能算法的实验装置 |
| CN112648606A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-04-13 | 北京国电智深控制技术有限公司 | 二次再热超超临界锅炉汽温协同控制系统 |
-
2014
- 2014-06-16 CN CN201420318684.5U patent/CN203949150U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104595721A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-05-06 | 无锡职业技术学院 | 高压分离式减温系统 |
| CN104595721B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-06-30 | 无锡职业技术学院 | 高压分离式减温系统 |
| CN107166360A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-15 | 华北电力大学（保定） | 新型锅炉主蒸汽温度调节装置及控制方法 |
| CN107101194A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-29 | 重庆大学 | 锅炉主蒸汽温度控制系统 |
| CN107463739A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-12 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 减温水流量分析方法及装置 |
| CN107463739B (zh) * | 2017-07-27 | 2020-08-04 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 减温水流量分析方法及装置 |
| CN107631286A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-01-26 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统 |
| CN107631286B (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-19 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种提高超超临界锅炉机组效率的调温方法及系统 |
| CN107976909A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-01 | 华润电力（海丰）有限公司 | 超超临界机组过热汽温多目标控制方法 |
| CN109243253A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-18 | 国电科学技术研究院有限公司 | 一种基于plc的智能算法的实验装置 |
| CN112648606A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-04-13 | 北京国电智深控制技术有限公司 | 二次再热超超临界锅炉汽温协同控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203949150U (zh) | 一种用于超临界机组主汽温智能控制系统 | |
| CA2867201C (en) | Energy storage power plant and method for operating such a power plant | |
| CN111503620B (zh) | 一种适应燃煤机组深度调峰的给水全程控制系统 | |
| CN101995012B (zh) | 一种火电机组协调变负荷的控制方法 | |
| US8171733B2 (en) | Systems and methods involving combined cycle plants | |
| CN102543235A (zh) | 核电站主给水控制阀转移期间控制蒸汽发生器水位的系统 | |
| CN105372991A (zh) | 供热机组多煤种混烧工况克服主蒸汽压力波动控制方法 | |
| CN103216282B (zh) | 基于背压连续可调的火电机组负荷控制系统与方法 | |
| CN105804809A (zh) | 一种提升机组agc和一次调频品质的装置及方法 | |
| CN103791485A (zh) | 一种火电机组给水系统优化控制方法 | |
| CN107355273A (zh) | 一种应用于有机朗肯循环系统的智能控制装置 | |
| US9494054B2 (en) | Auxiliary steam generator system for a power plant | |
| Falchetta et al. | Dynamic simulation of the operation of a molten salt parabolic trough plant, comprising draining procedures | |
| US9535409B1 (en) | Advanced control of a multiple receiver concentrated solar power plant | |
| CN208982123U (zh) | 一种实现热电机组三种状态切换运行的系统 | |
| CN103453519A (zh) | 切换控制系统的组态设计方法 | |
| CN108278134B (zh) | 一种母管制直流锅炉发电机组协调控制方法 | |
| US9695805B2 (en) | Bypass system for a solar thermal power plant | |
| CN103401496A (zh) | 低温发电机组发电量的连续可调式控制方法 | |
| CN203517758U (zh) | 一种减温减压器小流量控制结构 | |
| CN107906489B (zh) | 一种用于孤立电网的储能系统 | |
| CN109869205A (zh) | 一种用于热电联产机组的储热、发电和供热系统 | |
| CN113623032B (zh) | 一种燃煤锅炉烟气储热发电一体化系统及运行方法 | |
| Matsuda et al. | Simultaneous regulation of multiple flow rates for power generation control of OTEC plant using double-stage Rankine cycle | |
| CN212157116U (zh) | 一种热电厂主蒸汽减温减压系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141119 Termination date: 20210616 |