[實用新型]一種凝結水系統的變頻器與調門控制系統

有效

• 申請號: 201320416534.3
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN203404771U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王立;張為;羅溫厚;楊趙輝;鄒包產
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院(西安)有限公司
• 主分類號: F22D5/34
• 分類號: F22D5/34;F22D11/06
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本實用新型涉及火力發電廠中除氧器水位控制系統，特別是一種凝結水系統的變頻器與調門控制系統。

背景技術

除氧器水位控制是火力發電廠中的重要控制回路，擔負著鍋爐給水安全、除氧器除氧效率以及低旁減溫水、低壓缸噴水、給水泵密封水、輔機軸承冷卻、冷油器等子系統安全運行的任務。在現代發電廠越來越追求高效、節能、高可靠性的大環境下，凝結水系統多采用除氧器上水調節閥的系統配置。系統需求既要保證除氧器水位安全調節，又要滿足凝結水壓力安全。

目前熱力發電廠中常用的控制方案有4種：方案一是除氧器上水調節閥控制除氧器水位，凝結水泵變頻調節凝結水母管壓力，凝結水壓力設定值與負荷指令以一函數關系對應以減少變負荷時運行人員操作量。方案二是除氧器上水調節閥控制凝結水母管壓力，凝結水泵以單/三沖量方式調節除氧器水位。方案三是除氧器上水調節閥開環控制，凝結水泵控制除氧器水位。方案四是除氧器上水調節閥、凝結水泵均控制除氧器水位。

目前設計中存在的弊病：

方案一中，由于凝結水壓力與調閥開度變化有較大關系，而在實際水位控制回路中多設計為三沖量調節方式并有前饋回路，在凝結水流量發生擾動的情況下，調閥開度將會有一定的快速變化，導致凝結水壓力波動，凝泵變頻動作，最終又會影響壓力的穩定，造成了控制回路中的一個強耦合效應，控制超調量、穩定時間、衰減率等控制指標不高。在劇烈工況下，此耦合效應更會加劇，甚至影響凝結水系統及其用戶安全，在設計有凝結水調功回路的機組尤其不適用。另外，由于調節閥的流量特性線性度差，閥門本身死區也較大，導致對負荷變化的適應能力也較差，而且在控制效果較好的區間內閥門開度小，系統節流損失大，經濟性差，凝泵變頻的優勢將不能完全體現出來。

方案二中，調閥能夠快速的對壓力做出響應，在滿足壓力安全的前提下凝結水流量由凝泵變頻控制，相比較方案一有較好的經濟性。但在低負荷下，凝結水流量低，凝結水泵轉速不高，導致凝結水泵工作點低，出口壓頭偏低，為了維持凝結水壓力，調閥也會關到一個比較小的位置，若發生凝結水壓力擾動，調閥進一步關閉，將會影響凝泵工作點，影響除氧器水位安全，甚至發生斷水事故。其次，若發生凝結水流量擾動，凝泵變頻也會降低轉速，導致壓力失控。其三，若凝泵在循環調節門打開，為了保證凝結水壓力，除氧器上水調節將關小，相對于凝泵變頻調節水位，其耦合嚴重，威脅水位調節安全。綜上所述，方案二雖經濟性好，但安全性差。

方案三中，除氧器上水調閥開環控制，是建立在系統長期運行后得出的經驗之上的，即在某一負荷段某一開度下凝結水壓力是可預料的，可以在長期的運行中總結經驗，經過計算得出一條比較經濟的開度曲線。但在此方案中，調節手段只有凝泵變頻一種方式，對于現代電廠的大容量、系統龐大、擾動較多、控制指標要求高、自動化水平高的特點，顯然已經不能滿足要求。一旦系統特性發生變化，經驗得出的曲線和控制效果將不但不是最優，甚至是不安全的。

方案四中，相對于方案一，對于同一控制對象采用兩種控制手段，而且這兩種控制手段的線性度差別很大，相互耦合，必然增加控制難度。雖然在工程實踐中有應用的例子，在長期運行經驗的指導下也能取得一定的控制效果。考慮到任一執行機構突發故障，將會導致被控對象特性發生很大變化，影響系統安全。系統改造或特性變化后需觀察控制效果，同樣也不符合現代電廠的自動化趨勢。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種凝結水系統的變頻器與調門控制系統，系統適應性強，可以實現凝結水系統的全程控制，減小運行人員操作量；不同負荷段采用不同的控制方式，減弱了凝泵變頻和調節閥的耦合度，降低了系統控制難度，并提高了控制指標；降低了誤操作幾率。能最大功效的發揮凝泵變頻經濟優勢。

本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的。

一種凝結水系統的變頻器與調門控制系統，包括凝結器，及凝結器輸出管線上設置的變頻控制的凝泵，變頻控制的凝泵通過軸封加熱器分別連通再循環管線、軸封減溫水管線和除氧器上水管線；所述再循環管線上通過再循環調門與凝結器相連通；所述軸封減溫水管線通過軸封減溫水調門連通；所述除氧器上水管線通過除氧器上水調門和低壓加熱器與除氧器相連通。

進一步地，所述凝泵為兩個并聯連接的變頻器控制的凝結水泵。

相對于現有技術，本實用新型優化后控制策略的優勢：