CN208477396U - 一种用于电厂主汽温度调节的控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种主汽温度调节控制器，其中，信号选择器的输入端与温度变送器的输出端相连，信号选择器的输出端分别与第一高温上限模块的输入端和第二高温上限模块的输入端连接，第一高温上限模块的输出端分别与第一延时模块的输入端和第二脉冲模块的输入端连接，第一延时模块的输出端与第一脉冲模块的输入端连接，第二高温上限模块的输出端与第三脉冲模块的输入端连接；第一脉冲模块、第二脉冲模块和第三脉冲模块的输出端均通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。本实用新型利用高温上限模块和第一延时模块的构成了多个直接控制回路，由此使得开度随温度升幅梯度增加，确保主汽温度迅速下降至正常值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电厂温度控制装置，尤其是一种用于电厂主汽温度调节的控制器。
背景技术
主汽温控制是通过维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。主蒸汽温度是一个非常重要的被控参数，是提高电厂经济效益，保证机组安全运行不可缺少的环节之一。主蒸汽温度的控制一直是电厂过程控制中的一个难点，其问题有如下几个方面：(1)影响过热蒸汽温度发生变化的因素十分复杂。(2)目前广泛采用喷水减温作为控制汽温的手段，但如果只根据汽温偏差来改变喷水量往往不能满足生产上的要求，应该加入更能提前反映扰动的前馈补偿信号。(3)对象在某种扰动下(负荷、工况变化等)，具有非线性和时变性，进一步加大控制的难度。(4)由于工艺特性决定各级过热器管道较长，造成主汽温对其控制输入、喷水减温器的减温水量变化反应较慢。(5)外部扰动 (如主蒸汽流量波动、主汽压力波动、汽水分离器水位波动、给水温度及流量变化、蒸汽吹灰投入等)变化频繁且扰动量较大，致使主汽温长期不能稳定。
传统的火电厂主汽温控制系统大多采用常规的PID串级控制方案；但是模型参数的不确定性以及在控制系统的运行中出现环境变化、元件老化等问题，采用常规的PID控制就很难取得满意的控制品质。因此仍然需要能够克服电厂主汽温控制过程中的现有控制策略存在的适应能力差，抗干扰能力弱，易受系统参数变化影响等缺陷的控制装置。
实用新型内容
为克服上述问题，本实用新型提供了以下技术方案的主汽温度调节控制器。
在一个方面，本实用新型提供一种主汽温度调节控制器，其特征在于，包括温度变送器、信号选择器，第一或门，减温水调节阀门控制器，第一延时模块，第二延时模块，第一高温上限模块，第二高温上限模块，第一脉冲模块，第二脉冲模块，第三脉冲模块；其中，信号选择器的输入端与温度变送器的输出端相连用于选出主汽温度测量值，信号选择器的输出端分别与第一高温上限模块的输入端和第二高温上限模块的输入端连接，第一高温上限模块的输出端分别与第一延时模块的输入端和第二脉冲模块的输入端连接，第一延时模块的输出端与第一脉冲模块的输入端连接，第二高温上限模块的输出端与第三脉冲模块的输入端连接；第一脉冲模块、第二脉冲模块和第三脉冲模块的输出端均通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
进一步地，所述信号选择器包括第一信号选择器，第二信号选择器，第三信号选择器，其中第一信号选择器与机组A侧的两个温度变送器连接，用于对机组A侧的两个主汽温度测量值进行二重选择；第二信号选择器与机组B侧的两个温度变送器连接，用于对机组B侧的两个主汽温度测量值进行二重选择；第三信号选择器分别与第一信号选择器和第二信号选择器的输出端连接，用于对经第一信号选择器和第二信号选择器选择后的主汽温度测量值再进行二重选择，以此选出最终的主汽温度测量值。
进一步地，所述第二高温上限模块设有第二阈值，所述第二阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，所述第二阈值的范围是3-5℃；所述第一高温上限模块设有第一阈值，所述第一阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，所述第一阈值的范围是5-10℃，并且所述第一阈值大于所述第二阈值。
进一步地，所述主汽温度调节控制器还包括压力变送器、高压上限模块和第四脉冲模块，其中压力变送器的输出端与高压上限模块的输入端连接，高压上限模块的输出端与第四脉冲模块的输入端连接，第四脉冲模块的输出端通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
进一步地，所述主汽温度调节控制器还包括机组负荷信号变送器、负荷下限模块、第二延时模块和第五脉冲模块，其中机组负荷信号变送器的输出端与负荷下限模块的输入端连接，负荷下限模块的输出端与第二延时模块的输入端连接，第二延时模块的输出端与第五脉冲模块的输入端连接，第五脉冲模块的输出端通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
本实用新型利用高温上限模块和第一延时模块的构成了多个直接控制回路，由此使得开度随温度升幅梯度增加，确保主汽温度迅速下降至正常值。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施方式的结构示意图；
其中的附图标记含义如下：
PT-压力变送器，TE-温度变送器，S1-第一信号选择器，S2-第二信号选择器，S3-第三信号选择器，GT-高压加热器投入信号变送器，GJ-高压加热器切断(解列)信号变送器，UD- 机组负荷设定模块，NT-机组负荷信号变送器，T-信号切换器，∑--加法模块，A-手动偏置， OR1-第一或门，OR2-第二或门，TC-减温水调节阀门控制器，D1-第一延时模块，D2-第二延时模块，H1-第一高温上限模块，H2-第二高温上限模块，H3-高压上限模块，L1-负荷下限模块，P1-第一脉冲模块，P2-第二脉冲模块，P3-第三脉冲模块，P4-第四脉冲模块，P5-第五脉冲模块，P6-第六脉冲模块，P7-第七脉冲模块，P8-第八脉冲模块，PID-减温器控制PID模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。这种描述是通过示例而非限制的方式介绍了与本实用新型的原理相一致的具体实施方式，这些实施方式的描述是足够详细的，以使得本领域技术人员能够实践本实用新型，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下可以使用其他实施方式并且可以改变和/或替换各要素的结构。因此，不应当从限制性意义上来理解以下的详细描述。
如图1所示，本实用新型提供一种主汽温度调节控制器，包括压力变送器PT，多个温度变送器TE，第一信号选择器S1，第二信号选择器S2，第三信号选择器S3，高压加热器投入信号变送器GT，高压加热器切断(解列)信号变送器GJ，机组负荷设定模块UD，机组负荷信号变送器NT，信号切换器T，加法模块∑，手动偏置A，第一或门OR1，第二或门OR2，减温水调节阀门控制器TC，第一延时模块D1，第二延时模块D2，第一高温上限模块H1，第二高温上限模块H2，高压上限模块H3，负荷下限模块L1，第一脉冲模块P1，第二脉冲模块P2，第三脉冲模块P3，第四脉冲模块P4，第五脉冲模块P5，第六脉冲模块P6，第七脉冲模块P7，第八脉冲模块P8，和给水侧温度控制PID模块。
在本实施方式中，机组负荷设定模块UD通过函数模块F1(x)和F2(x)与减温器控制PID模块的比例增益端KP和积分时间端TI连接；第二选择器S2与机组B侧的两个温度变送器TE连接，用于对机组B侧的两个主汽温度进行二重选择，并且S2的输出端与PID模块的P端连接；机组负荷设定模块UD还通过函数模块F3(x)、信号切换器T以及加法模块Σ与PID模块的S端连接，其中加法模块Σ的输入端还与手动偏置A连接；机组负荷信号变送器NT通过负荷下限模块L1、第六脉冲模块P6和第二或门OR2与PID模块的跟踪开关量输入端TR连接；高压加热器投入信号变送器GT通过第七脉冲模块P7和第二或门OR2与PID 模块的输入端TR连接；高压加热器切断(解列)信号变送器GJ通过第八脉冲模块P8和第二或门OR2与PID模块的输入端TR连接；并且PID模块的输出端与减温水调节阀门控制器 TC连接。由此构成了对减温水调节阀门开度的惯常控制回路。
第一信号选择器S1与机组A侧的两个温度变送器TE连接，用于对机组A侧的两个主汽温度进行二重选择；第二信号选择器S2与机组B侧的两个温度变送器TE连接，用于对机组B侧的两个主汽温度进行二重选择；第三信号选择器S3分别与选择器S1和S2的输出端连接，用于对经S1和S2选择后的主汽温度再进行二重选择，以此选出最终的主汽温度测量值信号。通过对这些选择器进行设置，可以选出最高值、最低值、平均值、A侧高值、B侧高值、A侧低值、B侧低值等作为最终的主汽温度测量值信号。
第三信号选择器S3的输出端分别与第一高温上限模块H1和第二高温上限模块H2输入端连接，第一高温上限模块H1的输出端分别与第一延时模块D1的输入端和第二脉冲模块P2的输入端连接，第一延时模块D1的输出端与第一脉冲模块P1的输入端连接，第二高温上限模块H2的输出端与第三脉冲模块P3的输入端连接；第一脉冲模块P1、第二脉冲模块P2和第三脉冲模块P3的输出端均通过第一或门OR1与减温水调节阀门控制器TC相连。
第二上限模块H2设有第二阈值，所述第二阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，例如3-5℃，优选4℃。当S3输出的主汽温度高于设定值的幅度超过第二阈值时，H2的输出为1，触发第三脉冲模块P3，持续3秒，OR1模块导通，控制器TC控制减温水调节阀门的开度提高第三增加值，例如1-5％，优选3％。
第一上限模块H1设有第一阈值，所述第一阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，例如5-10℃，优选7℃，并且第一阈值大于第二阈值。当S3输出的主汽温度高于设定值的幅度超过第一阈值时，H1的输出为1，触发第二脉冲模块P2，持续3秒，OR1模块导通，控制器TC控制减温水调节阀门的开度提高第一增加值，例如1-5％，优选3％。
第一延时模块D1设有第一设定时间，例如2-5分钟，优选3分钟。当S3输出的主汽温度高于设定值的幅度超过第一阈值，且持续时间达到第一设定时间时，延时模块D1触发第一脉冲模块P1，持续3秒，OR1模块导通，控制器TC控制减温水调节阀门的开度提高第二增加值，例如1-5％，优选3％。若S3输出的主汽温度高于设定值的幅度超过第一阈值的时间达到两倍的第一设定时间，则控制器TC控制减温水调节阀门的开度再次提高第二增加值，以此类推，直至主汽温度高于设定值的幅度低于第一阈值。
压力变送器PT的输出端与高压上限模块H3的输入端连接，高压上限模块H3的输出端与第四脉冲模块P4的输入端连接，第四脉冲模块P4的输出端通过第一或门OR1与减温水调节阀门控制器TC相连。上限模块H3设有第三阈值，所述第三阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽压力设定值的幅度，例如0.05-0.5MPa，优选0.1MPa。当PT输出的主汽压力高于设定值的幅度超过第三阈值时，H3的输出为1，触发第四脉冲模块P4，持续3秒，OR1模块导通，控制器TC控制减温水调节阀门的开度提高第四增加值，例如1-5％，优选3％。
机组负荷信号变送器NT的输出端与负荷下限模块L1的输入端连接，负荷下限模块L1 的输出端与第二延时模块D2的输入端连接，第二延时模块D2的输出端与第五脉冲模块P5 的输入端连接，第五脉冲模块P5的输出端通过第一或门OR1与减温水调节阀门控制器TC相连。负荷下限模块L1设有第四阈值，所述第四阈值为低于机组主PID控制器设定的负荷设定值的幅度，例如20-40％，优选30％。当机组负荷信号变送器NT输出的负荷值低于负荷设定值的幅度超过第四阈值时，L1的输出为1。第二延时模块D2设有第二设定时间，例如 2-5分钟，优选3分钟。当机组负荷信号变送器NT输出的负荷值低于负荷设定值的幅度超过第四阈值并且持续时间达到第二设定时间时，第二延时模块D2触发第五脉冲模块P5，持续3秒，OR1模块导通，控制器TC控制减温水调节阀门的开度提高第五增加值，例如1-5％，优选3％。
本实用新型的主汽温度调节控制器主要通过设置强制降温以防止主汽温度过高。具体而言，本实用新型利用两个利用高温上限模块和第一延时模块的构成了三个直接控制回路，其中使其第一阈值大于第二阈值，这样当主汽温度出现持续上升超过警戒值的可能时，在温度升幅超过较低的第二阈值时就直接增加减温水调节阀门的开度以快速降低主汽温度，并且在温度升幅继续增加超过较高的第二阈值时，可以更加迅速地直接增加减温水调节阀的开度，由此使得开度随温度升幅梯度增加，确保主汽温度迅速下降至正常值。此外，本实用新型还设有利用高压上限模块的直径控制回路，可以在主汽压力过高时，直接增加增加减温水调节阀门的开度以快速降低主汽压力。再者，本实用新型还设有利用负荷下限模块的直径控制回路，可以在机组负荷低于设定值时，直接增加增加减温水调节阀门的开度以快速降低主汽温度。
此外，根据公开的本实用新型的说明书，本实用新型的其他实现对于本领域的技术人员是明显的。实施方式和/或实施方式的各个方面可以单独或者以任何组合用于本实用新型的系统和方法中。说明书和其中的示例应该是仅仅看作示例性，本实用新型的实际范围和精神由所附权利要求书表示。
Claims (5)
1.一种主汽温度调节控制器，其特征在于，包括温度变送器、信号选择器，第一或门，减温水调节阀门控制器，第一延时模块，第二延时模块，第一高温上限模块，第二高温上限模块，第一脉冲模块，第二脉冲模块，第三脉冲模块；其中，信号选择器的输入端与温度变送器的输出端相连用于选出主汽温度测量值，信号选择器的输出端分别与第一高温上限模块的输入端和第二高温上限模块的输入端连接，第一高温上限模块的输出端分别与第一延时模块的输入端和第二脉冲模块的输入端连接，第一延时模块的输出端与第一脉冲模块的输入端连接，第二高温上限模块的输出端与第三脉冲模块的输入端连接；第一脉冲模块、第二脉冲模块和第三脉冲模块的输出端均通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
2.根据权利要求1所述的主汽温度调节控制器，其特征在于，所述信号选择器包括第一信号选择器，第二信号选择器，第三信号选择器，其中第一信号选择器与机组A侧的两个温度变送器连接，用于对机组A侧的两个主汽温度测量值进行二重选择；第二信号选择器与机组B侧的两个温度变送器连接，用于对机组B侧的两个主汽温度测量值进行二重选择；第三信号选择器分别与第一信号选择器和第二信号选择器的输出端连接，用于对经第一信号选择器和第二信号选择器选择后的主汽温度测量值再进行二重选择，以此选出最终的主汽温度测量值。
3.根据权利要求1所述的主汽温度调节控制器，其特征在于，所述第二高温上限模块设有第二阈值，所述第二阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，所述第二阈值的范围是3-5℃；所述第一高温上限模块设有第一阈值，所述第一阈值为高于机组主PID控制器设定的主汽温度设定值的幅度，所述第一阈值的范围是5-10℃，并且所述第一阈值大于所述第二阈值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的主汽温度调节控制器，其特征在于，还包括压力变送器、高压上限模块和第四脉冲模块，其中压力变送器的输出端与高压上限模块的输入端连接，高压上限模块的输出端与第四脉冲模块的输入端连接，第四脉冲模块的输出端通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的主汽温度调节控制器，其特征在于，还包括机组负荷信号变送器、负荷下限模块、第二延时模块和第五脉冲模块，其中机组负荷信号变送器的输出端与负荷下限模块的输入端连接，负荷下限模块的输出端与第二延时模块的输入端连接，第二延时模块的输出端与第五脉冲模块的输入端连接，第五脉冲模块的输出端通过第一或门与减温水调节阀门控制器相连。
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