一種中壓缸啟動汽輪機自動切缸控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電機組熱工自動控制技術(shù)的汽輪機控制，尤其涉及一種中壓缸啟動汽輪機自動切缸控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力工業(yè)蒸汽輪機機組的啟動方式，一般可分為高壓缸啟動、高中壓缸聯(lián)合啟動和中壓缸啟動；中壓缸啟動的機組，啟動時高壓缸不進(jìn)蒸汽，通過中壓缸進(jìn)蒸汽完成機組沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)環(huán)節(jié)，此前機組轉(zhuǎn)速、功率由中壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，待機組并網(wǎng)帶初負(fù)荷后，需要高壓缸進(jìn)蒸汽做功進(jìn)一步增加負(fù)荷，轉(zhuǎn)換為高壓缸控制方式，機組依靠高壓調(diào)節(jié)門控制機組負(fù)荷，這一過程稱為切缸；啟動過程中，主蒸汽流動過程為:高壓旁路調(diào)節(jié)閥一再熱器一中壓聯(lián)合汽門一中壓缸一低壓缸一凝汽器。一般情況下，啟動過程中相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)是:高壓旁路調(diào)節(jié)閥開啟；高排逆止門關(guān)閉；高壓缸通風(fēng)閥(VV閥，用于通風(fēng)及倒暖高壓缸)開啟；低壓旁路調(diào)節(jié)閥微開(穩(wěn)定啟動壓力)；高壓缸控制方式主蒸汽流動過程為:高壓旁路調(diào)節(jié)閥前一高壓主汽門及高壓調(diào)節(jié)汽門一高排逆止門一再熱器一中壓聯(lián)合汽門一中壓缸—低壓缸一凝汽器。相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)是:高壓旁路調(diào)節(jié)閥關(guān)閉；高排逆止門開啟；高壓缸通風(fēng)閥開啟關(guān)閉；低壓旁路調(diào)節(jié)閥旁關(guān)閉；長期以來，機組啟動的切缸過程為手動進(jìn)行，人為設(shè)置相應(yīng)的升負(fù)荷速率及閥位目標(biāo)，手動控制高壓旁路調(diào)節(jié)閥、低壓旁路調(diào)節(jié)閥，完成切缸過程。手動切缸，運行人員勞動強度較大，機組主蒸汽壓力、負(fù)荷波動較大，存在切缸過程不平穩(wěn)對機組沖擊大；嚴(yán)重地若操作不當(dāng)，高排逆止門不能被蒸汽流頂開，則造成悶缸激發(fā)振動導(dǎo)致機組啟動失敗等問題。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，火電機組汽輪機普遍采用分散控制系統(tǒng)(DCS)及汽輪機電液控制系統(tǒng)(DEH)。可在相應(yīng)控制系統(tǒng)中采用自動控制的方法，自動控制相應(yīng)設(shè)備，實現(xiàn)整個切缸過程的自動化，現(xiàn)有技術(shù)的自動切缸控制(申請?zhí)?201410234332.6)，注重對高排逆止門的狀態(tài)判斷，而不是從對高壓旁路調(diào)節(jié)閥、低壓調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制來自動調(diào)節(jié)控制蒸汽參數(shù)，確保高排逆止門開啟的角度出發(fā)；而且其對高排逆止門的狀態(tài)判斷是依靠主蒸汽流量值及高排逆止門后壓力的檢測來實現(xiàn)，但是機組在實際運行過程中，主蒸汽流量參數(shù)的確定是通過檢測機組調(diào)節(jié)機壓力后通過理論計算獲得，在低負(fù)荷階段，調(diào)節(jié)機壓力存在測量不準(zhǔn)確和波動較大的問題；而高排逆止門后壓力，則受低壓旁路調(diào)節(jié)閥開度的影響波動較大，若低壓旁路閥開度增大，高排逆止門后壓力必然降低，而此時高排逆止門由于前后壓力差增大反而更易頂開；采用這樣的自動切缸控制，存在預(yù)設(shè)值參數(shù)不容易獲得，差錯率較大導(dǎo)致控制精度不高，控制不準(zhǔn)確等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:提供一種中壓缸啟動汽輪機自動切缸控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的汽輪機自動切缸控制中存在的預(yù)設(shè)值參數(shù)不容易獲得，差錯率較大導(dǎo)致控制精度不高，控制不準(zhǔn)確等技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案:
一種中壓缸啟動汽輪機自動切缸控制系統(tǒng)，它包括:
自動切缸投入判斷邏輯模塊，對切缸投入的條件進(jìn)行邏輯判斷，輸出自動切缸指令，與自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊電連接；
自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊，自動切缸指令發(fā)出后，選擇機組在閥位控制方式運行，自動設(shè)置閥位目標(biāo)值為預(yù)設(shè)值Y1，自動設(shè)置機組的升負(fù)荷率為預(yù)設(shè)值Y2，與運行邏輯模塊電連接；
運行邏輯模塊，自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊執(zhí)行完畢后延時t秒，調(diào)用主控制系統(tǒng)中的“保持-進(jìn)行”功能中的“進(jìn)行”命令運行；與高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊電連接；
高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊，在機組“運行”命令執(zhí)行的同時，高壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路投入自動，低壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路投入自動以穩(wěn)定機前壓力，與高壓缸通風(fēng)閥、高排逆止門控制模塊電連接；
高壓缸通風(fēng)閥、高排逆止門控制模塊，在機組“運行”指令執(zhí)行過程中，總閥位指令值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值Ml時，發(fā)出“開高排逆止門”指令將高排逆止門釋放到可開啟狀態(tài)，當(dāng)總閥位指令值增大到第二預(yù)設(shè)值M2時，發(fā)出指令將高壓缸通風(fēng)閥自動關(guān)閉，與切缸完成模塊電連接;
切缸完成模塊，在機組“運行”指令執(zhí)行過程中，總閥位指令值繼續(xù)增大，中壓調(diào)節(jié)汽門將完全開啟，高壓調(diào)節(jié)汽門繼續(xù)開啟，高排逆止門被蒸汽流完全沖開，高壓缸外輸出功率不斷增大，高壓旁路調(diào)節(jié)閥因機前壓力的降低自動關(guān)小直至完全關(guān)閉，高壓旁路調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉后，關(guān)閉低壓旁路調(diào)節(jié)閥，隨后切為手動控制，完成自動切缸過程。
[0006]自動切缸投入判斷邏輯模塊中的切缸投入的條件進(jìn)行邏輯判斷方法為:機組在中壓缸啟動方式下；功率在預(yù)設(shè)值XOl到X02額定負(fù)荷之間并穩(wěn)定時間Tl ;主蒸汽壓力在預(yù)設(shè)值Xll到X12之間并穩(wěn)定時間T2 ;高壓旁路調(diào)節(jié)閥開度大于預(yù)設(shè)值X31并穩(wěn)定時間T3 ；低壓旁路調(diào)節(jié)閥前壓力在預(yù)設(shè)值X41到X42之間并穩(wěn)定時間T4 ;滿足條件后，輸出自動切缸指令。
[0007]高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊中的高壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路和低壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路中的PID給定值的確定方法為:在“進(jìn)行”命令發(fā)出時刻的低壓旁路調(diào)節(jié)閥前壓力的基礎(chǔ)上減去預(yù)設(shè)值Z1，使其“給定值”減小，并設(shè)置變化速率為預(yù)設(shè)值Z2，使“給定值”平穩(wěn)過渡。
[0008]運行邏輯模塊中的延時t秒為2-3秒。
[0009]低壓旁路調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉方法為:將低壓旁路調(diào)節(jié)閥PID控制回路的“給定值”在當(dāng)前再熱器壓力的基礎(chǔ)上加上預(yù)設(shè)值U1，此時因低壓旁路調(diào)節(jié)閥PID控制回路的“給定值”7欠遠(yuǎn)大于“當(dāng)前值”，其將逐步自動關(guān)閉。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明控制系統(tǒng)在汽輪機已配備的分散控制系統(tǒng)(DCS)或汽輪機電液控制系統(tǒng)(DHO的基礎(chǔ)上，通過增加控制邏輯的方法，實現(xiàn)中壓缸啟動汽輪機組的自動切缸控制，不需要投入硬件設(shè)備成本，使整體成本降低；切缸過程中，切缸的投入及完成均自動進(jìn)行，整個過程中不需要運行人員操作相關(guān)的閥門設(shè)備，大大降低其勞動強度；本發(fā)明將切缸過程自動化，由相應(yīng)邏輯自動控制相應(yīng)設(shè)備，避免手動切缸存在切缸過程不平穩(wěn)對機組沖擊大的問題，以及易造成悶缸激發(fā)振動等問題；同現(xiàn)有技術(shù)的自動方法比較，本發(fā)明從自動控制高壓旁路調(diào)節(jié)閥、低壓旁路調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，自動調(diào)節(jié)控制蒸汽參數(shù)的角度出發(fā)，確保高排逆止門被蒸汽流頂開，使各種數(shù)字化的預(yù)設(shè)值參數(shù)易于獲得，不需要通過額外試驗獲取，提高了整個切缸過程的控制精度和控制準(zhǔn)確度等，可有效移植推廣到各種機組；解決了現(xiàn)有技術(shù)的汽輪機自動切缸控制中存在的預(yù)設(shè)值參數(shù)不容易獲得，差錯率較大導(dǎo)致控制精度不高，控制不準(zhǔn)確等技術(shù)問題。
[0011]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明實施例原理結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0012]一種中壓缸啟動汽輪機自動切缸控制系統(tǒng)，它包括(見圖1):
自動切缸投入判斷邏輯模塊，對切缸投入的條件進(jìn)行邏輯判斷，輸出自動切缸指令，與自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊通過邏輯信號進(jìn)行連接；自動切缸投入判斷邏輯模塊中的切缸投入的條件進(jìn)行邏輯判斷方法為:機組在中壓缸啟動方式下；功率在預(yù)設(shè)值XOl到X02額定負(fù)荷之間并穩(wěn)定時間Tl ;主蒸汽壓力在預(yù)設(shè)值Xll到X12之間并穩(wěn)定時間T2 ;高壓旁路調(diào)節(jié)閥開度大于預(yù)設(shè)值X31并穩(wěn)定時間T3 ;低壓旁路調(diào)節(jié)閥前壓力在預(yù)設(shè)值X41到X42之間并穩(wěn)定時間T4 ;?兩足條件后，輸出自動切缸指令；
自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊，自動切缸指令發(fā)出后，選擇機組在閥位控制方式運行，自動設(shè)置閥位目標(biāo)值為預(yù)設(shè)值Υ1，自動設(shè)置機組的升負(fù)荷率為預(yù)設(shè)值Υ2，與運行邏輯模塊通過邏輯信號連接；
運行邏輯模塊，自動設(shè)置升負(fù)荷及目標(biāo)閥位模塊執(zhí)行完畢后延時t秒，調(diào)用主控制系統(tǒng)中的“保持-進(jìn)行”功能中的“進(jìn)行”命令運行；進(jìn)行”命令執(zhí)行后，機組的總閥位指令不斷增大，機組總閥位指令按所設(shè)定的升負(fù)荷率Y2向閥位目標(biāo)值Yl靠近，與高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊通過邏輯信號連接，運行邏輯模塊中的延時t秒為2-3秒。
[0013]高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊，在機組“運行”命令執(zhí)行的同時，高壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路投入自動，低壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路投入自動以穩(wěn)定機前壓力，與高壓缸通風(fēng)閥、高排逆止門控制模塊通過邏輯信號連接；高壓旁路調(diào)節(jié)閥和低壓旁路調(diào)節(jié)閥控制模塊中的高壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路和低壓旁路調(diào)節(jié)閥的PID控制回路中的PID給定值的確定方法為:在“進(jìn)行”命令發(fā)出時刻的低壓旁路調(diào)節(jié)閥前壓力的基礎(chǔ)上減去預(yù)設(shè)值Zl，使其“給定值”減小，并設(shè)置變化速率為預(yù)設(shè)值Z2，使“給定值”平穩(wěn)過渡；執(zhí)行完以上功能后，機組總閥位指令增大，中壓調(diào)節(jié)閥開度增大，隨后高壓調(diào)節(jié)閥開啟，高壓缸開始進(jìn)入蒸汽，高壓調(diào)節(jié)閥前壓力降低，高壓旁路調(diào)節(jié)閥PID控制回路在自動模式下，將逐漸關(guān)閉以穩(wěn)定機前壓力；低壓旁路調(diào)節(jié)閥因其PID控制回路的“給定值”逐步變小，將開大，此時低壓旁路調(diào)節(jié)閥前壓力將降低，再熱器壓力降低，高排逆止門后壓力降低。達(dá)到一個目的，機前壓力穩(wěn)定，高排逆止門后壓力逐步不斷降低，高排逆止門前后的壓力差不斷增大，為實現(xiàn)頂開高排逆止門做好了準(zhǔn)備。在此階段，進(jìn)入高壓缸的蒸汽較少，