CN210319986U - 一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气余热利用领域，特别公开了一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统。该自动控制系统，包括高温段换热器本体，其特征在于：所述高温段换热器本体的进水管道通过升压泵连接凝结水系统，其出水管道通过电动调节门D连通凝结水系统，并通过电动调节门B连通升压泵的进水管；高温段换热器本体的烟气出口上安装有烟气热电阻，且其进水口上安装有水侧热电阻；升压泵的出口上安装有电动调节门C，升压泵与凝结水系统的连接管道上安装有电动调节门A。本实用新型结构简单，设计合理，应用灵活，提供了一种优化后的自动控制方法，在安全可靠的前提下，使系统经济化运行，适于广泛推广应用。

Description

一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统

（一）技术领域

本实用新型涉及烟气余热利用领域，特别涉及一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统。

（二）背景技术

目前，国内部分火电厂机组新加烟气余热利用系统回收烟气中的余热，烟气余热利用系统高温段换热器本体加装于空预器出口、除尘器入口烟道内，用以加热机组凝结水，提高机组运行效率、降低排烟温度、降低发电煤耗。因系统涉及设备较多，目前大部分控制方式繁杂，系统控制故障率高致使无法有效达成控制目标。

（三）发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、安全可靠、运行经济的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，包括高温段换热器本体，其特征在于：所述高温段换热器本体的进水管道通过升压泵连接凝结水系统，其出水管道通过电动调节门D连通凝结水系统，并通过电动调节门B连通升压泵的进水管；高温段换热器本体的烟气出口上安装有烟气热电阻，且其进水口上安装有水侧热电阻；升压泵的出口上安装有电动调节门C，升压泵与凝结水系统的连接管道上安装有电动调节门A；水侧热电阻、烟气热电阻均通过DCS系统连接电动调节门A、电动调节门B、电动调节门C和电动调节门D。

本实用新型在高温段换热器本体的烟气出口和进水口分别安装温度测量元件，对相应温度进行实时监测，通过对检测值的分析，通过DCS系统调节各管道的供水量，电动调节门的设置有助于实现自动化控制。

本实用新型的更优技术方案为：

所述升压泵为安装在并联管道上的两个，且升压泵为变频升压泵；升压泵在正常运行时一备一用，有效提高运行的稳定性。

所述高温段换热器本体安装在空预器出口、除尘器入口之间的烟道内。

所述水侧热电阻和烟气热电阻均为均布安装的三支；对同一温度测点进行同时检测，DCS测量值去三者的平均值，有效提高检测准确性。

所述凝结水系统包括依次串联安装在凝汽器出水管道上的低压加热器A、低压加热器B、低压加热器C和低压加热器D，低压加热器D的出水管道末端连通除氧器。

所述低压加热器A的进口管道和低压加热器B的出口管道上分别引出并列支路，该并列支路并联连通升压泵的进水管道，低压加热器A的进口管道上引出的支路上安装有电动调节门A；便于根据实际需求引出不同温度的低温水。

所述低压加热器D的进口管道上引出连通高温段换热器本体出水管道的支路，且该支路上安装有电动调节门D。

本实用新型结构简单，设计合理，应用灵活，提供了一种优化后的自动控制方法，在安全可靠的前提下，使系统经济化运行，适于广泛推广应用。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1电动调节门A，2电动调节门B，3电动调节门C，4电动调节门D，5高温段换热器本体，6升压泵，7低压加热器A，8低压加热器B，9低压加热器C，10低压加热器D。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括高温段换热器本体5，所述高温段换热器本体5的进水管道通过升压泵6连接凝结水系统，其出水管道通过电动调节门D4连通凝结水系统，并通过电动调节门B2连通升压泵6的进水管；高温段换热器本体5的烟气出口上安装有烟气热电阻，且其进水口上安装有水侧热电阻；升压泵6的出口上安装有电动调节门C3，升压泵6与凝结水系统的连接管道上安装有电动调节门A1；水侧热电阻、烟气热电阻均通过DCS系统连接电动调节门A1、电动调节门B2、电动调节门C3和电动调节门D4；所述高温段换热器本体5安装在空预器出口、除尘器入口之间的烟道内。

所述凝结水系统包括依次串联安装在凝汽器出水管道上的低压加热器A7、低压加热器B8、低压加热器C9和低压加热器D10，低压加热器D10的出水管道末端连通除氧器；所述低压加热器A7的进口管道和低压加热器B8的出口管道上分别引出并列支路，该并列支路并联连通升压泵6的进水管道，低压加热器A7的进口管道上引出的支路上安装有电动调节门A1；所述低压加热器D10的进口管道上引出连通高温段换热器本体5出水管道的支路，且该支路上安装有电动调节门D4。

本实用新型的具体方案为：

（1）升压泵6变频控制

通过自动调节升压泵6转速可改变供水流量，从而控制高温段换热器本体5烟气侧出口温度达到设定值。控制方式采用P&ID自动调节，P&ID调节具体参数的设置可待系统安装完毕调试时视现场情况确定。

高温段换热器本体5出口烟温测量元件为烟气热电阻，每个出口3支，每个温度测点设低报警（报警值可调节），并带品质判断，DCS测量值取其平均值。

DCS系统内设定值与一输入功能块连接，通过画面可以实时更改设定值。添加一设定值增幅/降幅速率限制器，当调节设定值时，设定值自动慢速增加或减小。自动调节时设定值需设置上下限。

出口烟温测量值与设定值作比较，当测量值小于设定值时，降低升压泵6转速，减少进入高温段换热器本体的水量，使出口烟气温度升高。当测量值大于设定值时，提高升压泵6转速，增加进入高温段换热器本体5的水量，使出口烟气温度降低。为防止因升压泵6转速增大/减小过快造成对系统的冲击，升压泵6转速输出控制可添加高/低值限制功能和增幅/降幅限制功能，方便对输出的转速信号进一步控制，使设备更加安全可靠运行。

另外升压泵6P&ID调节增加积分饱和模块，并且设定死区值，暂定为0.1（具体数值可调）；升压泵6自动P&ID调节时设定最低转速，暂定为额定转速的50%（具体数值可调）。

系统中升压泵6共有两台，正常运行时设置为一用一备。

升压泵6启动条件：

①升压泵6无故障跳闸信号；

②400V开关合闸；

③升压泵6出口电动门关闭。

升压泵6保护跳闸条件：

①升压泵6运行，出口电动门全关，延时15s；

②升压泵6故障。

升压泵6联锁：

两台水泵设置单动/联锁启停控制，处于单动位置时，可单独操作启停每一台水泵；处于联锁位置时（联锁开关设置一个，联锁启动后退出联锁），当其中一台水泵因故障停运时另一台能够及时启动。升压泵6分别由两台变频柜控制。变频柜设有远程启停控制接点以及远程调速、电流反馈、转速反馈、运行状态、停止状态、故障报警等反馈信号接点接至DCS系统，DCS系统可以在控制室操作并监控每台水泵的状态。

升压泵6出口的电动调节门C3与升压泵6运行信号联锁控制，升压泵6运行3秒后出口电动调节门C3自动打开，升压泵6停止运行后电动调节门C3自动关闭。

（2）电动调节门A1控制

通过调节电动调节门A1开度可以改变进高温段换热器本体5的水量，从而控制高温段换热器本体5进水的温度达到设定值。控制方式采用P&ID自动调节，P&ID调节参数的设置待系统调试时现场确定。

高温段换热器本体5进口水温测量元件为热电阻，共3支，每个温度测点设低报警（报警值可调），带品质判断以及速率判断，DCS测量值取其平均值，加偏差大报警。

设定值与一输入功能块连接，通过画面可以实时更改设定值。添加一设定值增幅/降幅速率限制器，当调节设定值时，设定值自动慢速增加或减小。自动调节时设定值需设置上下限。

高温段换热器本体5入口水温测量值与设定值作比较，当测量值小于设定值时，减小电动调节门A1开度，减少进入高温段换热器本体5的低温水水量，使本体入口水温升高。当测量值大于设定值时，增大电动调节门A1开度，增加进入高温段换热器本体5的低温水水量，使本体入口水温降低。为防止因电动调节门A1开度增大/减小过快造成对系统的冲击，调门开度输出控制可添加高/低值限制功能和增幅/降幅限制功能，方便对输出的开度信号进一步控制，使设备更加安全可靠运行。

电动调节门A1与电动调节门B2自动调节时做联动，只要有一个有开度反馈和指令（3%），另一个不允许投入自动调节。电动调节门A1P&ID调节的设定值要比电动调节门B2P&ID调节的设定值高2至5℃（可根据项目需要设定）。

另外电动调节门A1P&ID调节增加积分饱和模块，并且设定死区值，暂定为0.1（具体数值可调）。

在P&ID调节过程中，当本体入口水温测量值小于系统保护水温时，电动调节门A1应每隔2S关闭2%，直到全关。

（3）电动调节门B2控制

通过调节电动调节门B2开度可以改变进高温段换热器本体5的水量，从而控制高温段换热器本体5进水的温度达到设定值。控制方式采用P&ID自动调节，P&ID调节参数的设置待系统调试时现场确定。

高温段换热器本体5进口水温测量元件为热电阻，共3支，每个温度测点设低报警（报警值可调），带品质判断以及速率判断，DCS测量值取其平均值，加偏差大报警。

设定值与一输入功能块连接，通过画面可以实时设置更改设定值。添加一设定值增幅/降幅速率限制器，当调节设定值时，设定值自动慢速增加或减小。自动调节时设定值需设置上下限。

高温段换热器本体5入口水温测量值与设定值作比较，当测量值小于设定值时，增大电动调节门B2开度，增加进入高温段换热器本体5的高温水水量，使本体入口水温升高。当测量值大于设定值时，减小电动调节门B2开度，减少进入高温段换热器本体5的高温水水量，使本体入口水温降低。为防止因电动调节门B2开度增大/减小过快造成对系统的冲击，调门开度输出控制可添加高/低值限制功能和增幅/降幅限制功能，方便对输出的开度信号进一步控制，使设备更加安全可靠运行。

电动调节门B2与电动调节门A1自动调节时做联动，只要有一个在自动状态下有开度反馈和指令（3%），另一个不允许投入自动调节。

另外电动调节门B2P&ID调节增加积分饱和模块，并且设定死区值，暂定为0.1（具体数值可调）。

（4）电动调节门C3控制

电动调节门C3作为升压泵6出口电动门，主要起到保护升压泵6安全运行的作用，与升压泵6连锁控制。

当升压泵6启动时，对应升压泵6出口的电动调节门C3延时3S后开启，行程时间不小于30S，且不大于60S。

当升压泵6停运时，对应升压泵6出口的电动调节门C3自动关闭。

（5）电动调节门D4控制

该电动调节门D4根据现场工况手动调节，可根据具体调试情况，设定该调节门开度上限。

（1）升压泵6转速升高，高温段换热器本体5流量增大，若电动调节门B2关闭，此时可逐渐开大电动调节门D4（每次幅度不大于5%），增加回低加的水流量；

（2）当升压泵6自动调节到转速下限时，烟温还继续降低出现报警时，逐渐关小电动调节门D4（每次幅度不大于5%）。当升压泵6到达满转速，高温段换热器本体5出口烟温无下降趋势时，可逐渐开大电动调节门D4（每次幅度不大于5%）；

（3）当升压泵6自动调节到转速下限，电动调节门B2全开，高温段换热器本体5入口水温出现报警时，逐渐关小电动调节门D4（每次幅度不大于5%）。当本体入口水温到达设定值，且电动调节门B2关闭时，可以逐渐开大电动调节门D4（每次幅度不大于5%）。

Claims (7)

1.一种烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，包括高温段换热器本体（5），其特征在于：所述高温段换热器本体（5）的进水管道通过升压泵（6）连接凝结水系统，其出水管道通过电动调节门D（4）连通凝结水系统，并通过电动调节门B（2）连通升压泵（6）的进水管；高温段换热器本体（5）的烟气出口上安装有烟气热电阻，且其进水口上安装有水侧热电阻；升压泵（6）的出口上安装有电动调节门C（3），升压泵（6）与凝结水系统的连接管道上安装有电动调节门A（1）；水侧热电阻、烟气热电阻均通过DCS系统连接电动调节门A（1）、电动调节门B（2）、电动调节门C（3）和电动调节门D（4）。

2.根据权利要求1所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述升压泵（6）为安装在并联管道上的两个，且升压泵（6）为变频升压泵。

3.根据权利要求1所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述高温段换热器本体（5）安装在空预器出口、除尘器入口之间的烟道内。

4.根据权利要求1所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述水侧热电阻和烟气热电阻均为均布安装的三支。

5.根据权利要求1所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述凝结水系统包括依次串联安装在凝汽器出水管道上的低压加热器A（7）、低压加热器B（8）、低压加热器C（9）和低压加热器D（10），低压加热器D（10）的出水管道末端连通除氧器。

6.根据权利要求5所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述低压加热器A（7）的进口管道和低压加热器B（8）的出口管道上分别引出并列支路，该并列支路并联连通升压泵（6）的进水管道，低压加热器A（7）的进口管道上引出的支路上安装有电动调节门A（1）。

7.根据权利要求5所述的烟气余热利用系统高温段的自动控制系统，其特征在于：所述低压加热器D（10）的进口管道上引出连通高温段换热器本体（5）出水管道的支路，且该支路上安装有电动调节门D（4）。

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