[發明專利]SHRT機組變頻降轉速過程中汽輪機的負荷控制方法

有效

• 申請號: 201811154679.4
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109268079B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 馬凱;張亞軍;王東升;王華強;張保平;柳黎光;張娜
• 申請（專利權）人: 西安陜鼓動力股份有限公司
• 主分類號: F01D21/14
• 分類號: F01D21/14;F01D21/00;F01D17/06
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種SHRT機組變頻降轉速過程中汽輪機的負荷控制方法：步驟1，啟動汽輪機并檢測汽輪機在最大空載轉速下調節汽門的開度；步驟2，機組降轉速控制，具體操作如下：1)當機組需降轉速運行時，操作人員設定VFDS的頻率或轉速；VFDS發出“準備降轉速”信號至儀控系統，儀控系統判斷機組是否滿足調速條件，若滿足，反饋“允許降轉速”信號至VFDS7，并執行步驟2)。2)電動機在VFDS的控制下降轉速至目標轉速S₁，在降轉速過程中，通過降低汽輪機的輸出功率，保證電動機的電流始終為設定電流I₁。本發明涉及的方法無需人為干預，有效解決了降轉速過程中出現的因電動機電流波動引起的變頻器故障停機問題。同時，變頻調節SHRT機組為企業產生巨大的經濟效益。

技術領域

本發明屬于余熱發電技術領域，應用于鋼鐵冶金流程中能量回收利用設備，具體是一種SHRT機組變頻降轉速過程中汽輪機的負荷控制方法。

背景技術

我國鋼鐵工業能耗占國家總能耗的16.3％，其能耗來源主要是燒結和煉鐵兩個工段，其中燒結工段占10～20％，僅次于煉鐵工段的70％，所以優化燒結工藝及動力設備系統以實現節能減排尤為重要。燒結風機是燒結工藝的必要能動設備，其通過電動機驅動運行來為燒結系統供風。燒結系統的回收余熱主要在燒結風機后面的3～5個煙箱及冷卻機的第一個煙罩處，通過余熱鍋爐產生蒸汽后用余熱汽輪機驅動發電機發電。

傳統的燒結余熱發電機組與電動機拖動燒結主抽風機機組是兩個獨立的機組，隸屬于不同廠房，不同用途的動力旋轉設備。而燒結余熱回收與燒結風機聯合機組(Sinterblowerresidual Heat Recovery Turbine，簡稱SHRT機組)如圖1所示，由燒結余熱發電機組和燒結主抽風機組集成配套而成，包括汽輪機1、變速離合器2、燒結風機3、電動機4、儀控系統5和MCC系統6(電氣控制系統)。該SHRT機組配置方式的優勢在于：第一，取消了發電機，機組將燒結余熱回收的能量直接作為旋轉機械能補充在軸系上，與電動機4同軸驅動燒結風機3，電動機4只需輸出燒結風機3耗能和汽輪機1做功的功率差，因此降低了電動機4運行的電流，使驅動燒結風機3的電動機4在線降低電流實現節能；第二，不向當地電網供電，節減了供電審批程序；第三，與余熱發電機組相比，提高了能量回收率6％～8％；第四，機組余熱能量回收60％～80％；⑤減少了設備、廠房等物資投入。

在此基礎上SHRT機組若能夠實現變頻運行，可在保證能量高效回收的同時更有效地降低電能的消耗。

目前，SHRT機組使用時，在電動機4通過變頻器7降轉速的過程中，由于汽輪機1的做功使得電動機4將承受很大的反向力矩，導致電動機4進入發電狀態(發電機定子轉速小于轉子轉速)電動機4電流不斷減小，變頻器7反向輸入電能，而普通的兩象限變頻器不具有反向輸入的功能，變頻器7直流母線電壓隨之升高，最終變頻器7故障跳閘導致機組聯鎖停機。因此，SHRT機組如何實現變頻過程中機組的降轉速控制是亟待解決的問題。

發明內容

針對上述SHRT機組變頻過程中機組的降轉速控制問題，本發明的目的在于，提供一種SHRT機組變頻降轉速過程中汽輪機的負荷控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案予以解決：

一種SHRT機組變頻降轉速過程中汽輪機的負荷控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1，啟動汽輪機并檢測汽輪機在最大空載轉速下調節汽門的開度；

步驟2，機組降轉速控制，具體操作如下：

1)當機組需降轉速運行時，設定VFDS的頻率或轉速；VFDS發出“準備降轉速”信號至儀控系統，儀控系統判斷機組是否滿足調速條件，若滿足，反饋“允許降轉速”信號至VFDS7，并執行步驟2)。