一種火電站調節(jié)閥實時在線汽蝕監(jiān)測預警系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及火電站自動控制技術領域，具體涉及一種火電站調節(jié)閥實時在線汽蝕監(jiān)測預警系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]調節(jié)閥是最常見的工業(yè)設備之一，應用范圍十分廣泛。汽蝕(氣蝕)是調節(jié)閥損壞的主要因素之一，也是系統(tǒng)設計階段進行閥門選型必須校核的一項內(nèi)容。閥門的汽蝕(氣蝕)是液體工質在流過閥門最狹窄縮口時，局部速度的增大使壓力快速下降，此時如局部壓力小于工質的飽和壓力，則液體工質會瞬間氣化并產(chǎn)生大量的氣泡，當工質進一步朝出口流動的過程中，隨著通流面積的增大，流速逐漸減小，壓力也得以恢復，此時在高壓環(huán)境的作用下，氣泡瞬間又破滅，造成極大的沖擊，對設備造成嚴重的破壞。
[0003]火電站是經(jīng)典的大型復雜工業(yè)系統(tǒng)，根據(jù)電網(wǎng)的特性，火電站需頻繁根據(jù)電網(wǎng)負荷需求調整工況以滿足供電和用電的平衡，因此在啟停和負荷調整過程中必然需要大量的調節(jié)閥以滿足工藝過程的需要；此外，由于火電站以水為循環(huán)工質，工藝過程中依賴工質水的蒸發(fā)、冷凝相變過程，因此，大量的調節(jié)閥在工作過程中面臨汽蝕的風險。
[0004]現(xiàn)有技術針對閥門氣蝕問題主要采用兩類技術，第一類屬于結構改進技術，通過各種閥門結構的改進緩解甚至消除氣蝕產(chǎn)生的破壞，第二類屬于選型布置校核，設計人員根據(jù)閥門的設計工作條件和閥門廠家提供的相關資料，校核閥門是否在設計工況下具備足夠的氣蝕安全裕度，從而進行閥門的布置設計和選型。
[0005]閥門的結構改進技術種類繁多，但都需要增加額外的部件或進行閥門本體的結構修改，與常規(guī)閥門相比需求量低，設計、制造成本較高，因此，除極為特殊場合，在電站系統(tǒng)內(nèi)鮮有采用。
[0006]系統(tǒng)設計階段對于閥門進行氣蝕安全的校核及布置設計是電站設計必須進行的一項工作，一般根據(jù)閥門廠家提供的相關參數(shù)，校核設計工況下閥門的壓降是否滿足相關標準的要求。目前，閥門制造商對汽蝕的評估方法不盡相同，常見的方法主要有KE法、δ法和XFz法，主要針對如何避免汽蝕，從而對閥門進行正確的選型。
[0007]閥門系統(tǒng)的設計工況一般選擇額定工況，從而指導閥門進行選型以保障足夠的流量滿足系統(tǒng)工藝要求。但實際系統(tǒng)在工作過程中，啟停和頻繁的負荷調整使閥門的實際工作條件變化極大，常常偏離設計工況較遠，這使常規(guī)的設計階段的氣蝕校核計算無法避免實際閥門工作過程出現(xiàn)氣蝕。大量電站系統(tǒng)閥門檢修維護經(jīng)驗表明，盡管電站系統(tǒng)設計過程中的閥門選型都進行了氣蝕校核，但實際系統(tǒng)在啟停和頻繁負荷調整過程中常常導致閥門運行于惡劣工況，這導致閥門的氣蝕破壞仍是電站系統(tǒng)內(nèi)閥門損壞的主要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種火電站調節(jié)閥實時在線汽蝕監(jiān)測預警系統(tǒng)，對提高火電廠的設備管理水平，延長關鍵設備壽命，降低維護維修成本都具有重要的意義。
[0009]為達到以上目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0010]一種火電站調節(jié)閥實時在線汽蝕監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括與電站DCS控制系統(tǒng)10相連的外部監(jiān)測單元11、監(jiān)測目標調節(jié)閥6、管道流量傳感器2、調節(jié)閥上游溫度傳感器3、調節(jié)閥上游壓力傳感器4和調節(jié)閥下游壓力傳感器8 ;所述調節(jié)閥上游溫度傳感器3和調節(jié)閥上游壓力傳感器4為監(jiān)測目標調節(jié)閥6所在管路上游距離監(jiān)測目標調節(jié)閥6最近的壓力和溫度測量傳感器；調節(jié)閥下游壓力傳感器8為監(jiān)測目標調節(jié)閥6所在管路下游距離監(jiān)測目標調節(jié)閥6最近的壓力傳感器；所述監(jiān)測目標調節(jié)閥6與調節(jié)閥上游壓力傳感器4之間的管道和管路元件構成調節(jié)閥上游管段5，所述監(jiān)測目標調節(jié)閥6與調節(jié)閥下游壓力傳感器8之間的管道和管路元件構成調節(jié)閥下游管段7。
[0011]所述管道流量傳感器2位于監(jiān)測目標調節(jié)閥6的上游管道I或下游管道9上，只需保證所測流量等于或近似等于通過監(jiān)測目標調節(jié)閥6的流量。
[0012]所述外部監(jiān)測單元11選擇配有各自操作系統(tǒng)且支持工業(yè)標準MODBUB串口通訊的可編程控制器PLC、工業(yè)控制計算機、微型計算機或服務器。
[0013]和現(xiàn)有技術相比較，本實用新型具備如下優(yōu)點:
[0014]從火電站系統(tǒng)內(nèi)原有用于生產(chǎn)工藝監(jiān)測與控制需要而安裝的管道壓力、流體溫度、管道流量傳感器中，按照本實用新型提出的系統(tǒng)構成結構選擇對應的傳感器輸出信號組成系統(tǒng)，實時在線監(jiān)測調節(jié)閥的汽蝕風險。在機組啟停及負荷調整過程中，利用機組系統(tǒng)原有的提示及報警功能接口，對各調節(jié)閥發(fā)生汽蝕的風險進行提示和報警，可用于提醒運行人員調整系統(tǒng)的運行方式和升降負荷速率等，從而減輕甚至避免調節(jié)閥的汽蝕損傷，對于經(jīng)常損壞的閥門可以輔助確認汽蝕破壞是否是主要誘因，指導電廠的檢修和改造，這對提高火電廠的設備管理水平，延長關鍵設備壽命，降低維護維修成本都具有重要的意義。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的特點如下:(I)在現(xiàn)有火電站系統(tǒng)硬件結構基礎上只需增加外部監(jiān)測單元11，即可實現(xiàn)對電站內(nèi)所有存在汽蝕風險的閥門進行實時在線監(jiān)測，無需增加任何硬件和傳感器，實現(xiàn)成本低；(2)系統(tǒng)硬件與原有電站DCS系統(tǒng)渾然一體，直接使用DCS系統(tǒng)固有的提示或報警功能模塊，滿足運行人員對于全廠操作控制系統(tǒng)的一體化要求，在原有統(tǒng)一平臺上即可實現(xiàn)對閥門汽蝕的監(jiān)測功能；(3)即使最簡單的閥門都可以采用本實用新型的技術實現(xiàn)監(jiān)測和報警，不依賴設備本身的復雜度和附加設備；(4)與現(xiàn)有設計校核方法不同，本實用新型提出的調節(jié)閥汽蝕監(jiān)測報警方法可以獲得調節(jié)閥汽蝕風險指標，風險指標的高低不僅能說明發(fā)生汽蝕的風險，還可描述發(fā)生汽蝕的程度，進而描述對調節(jié)閥設備的破壞程度，對運行人員進行設備運行狀態(tài)的監(jiān)測更具實用意義，而前者只能提供具備一定安全裕度的汽蝕安全判斷，只能校核閥門沒有發(fā)生汽蝕的充分條件，對運行人員的提示意義有限。
【附圖說明】
[0016]附圖是本實用新型系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附