[發明專利]一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制系統及方法

有效

• 申請號: 202011288108.7
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112554966B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 劉鐵苗;楊月明;徐志強;解志宏;程燕楠;史貴君;王尚禹;尉龍;孫靚;楊冰;閆瑞東;楊耀;張宏偉;李穎杰
• 申請（專利權）人: 北方魏家峁煤電有限責任公司
• 主分類號: F01D17/08
• 分類號: F01D17/08;F01D17/10;F01D21/00;F01D21/12
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 張陽

本發明提供了一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制系統及方法，通過暖閥過程中自動控制主汽閥內壁溫度與主汽閥殼體溫度的溫差不超過限定值，流經主汽閥的主蒸汽流量達到了精確的可控，精確控制換熱量，從而使主汽閥的內外壁溫升溫曲線平滑，金屬熱應力控制良好，減少金屬疲勞。

技術領域

本發明涉及火力發電控制技術領域，具體涉及一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制系統及方法。

背景技術

火力發電廠汽輪機在冷態啟動過程中，首先由燃煤鍋爐啟動單臺磨煤機，將鍋爐控制在低負荷燃燒，利用鍋爐過熱器、減溫器、汽輪機高壓旁路、再熱器、低壓旁路，形成汽水循環通路，逐步將鍋爐水冷壁系統內的水升溫升壓，最后使主蒸汽溫度控制在360度左右，壓力0.5Mpa左右。此時主蒸汽經過主蒸汽管道，

對汽輪機的主汽閥閥體進行暖閥。由于主汽閥閥體比較大，內外壁壁厚比較厚，在閥體升溫的過程當中，要控制升溫速度，防止主汽閥閥體內外壁溫溫差太大，造成較大的金屬熱應力，形成金屬疲勞，造成主汽閥閥體、閥桿強度降低。一般暖閥采用階段性的給主汽閥閥體進汽的方法：打開主汽閥2分鐘，使主蒸汽通過閥門與閥體進行熱交換，再關閉主汽閥10分鐘，使主蒸汽不經過主汽閥，閥體內壁的熱量利用金屬熱傳導傳給閥體外壁，使主汽閥內外壁溫的溫差慢慢的消失，直到暖閥過程結束。這種方法，在暖伐過程當中，主汽閥內外壁溫溫差控制的不均勻，升溫和降溫的曲線較陡，金屬熱應力不均勻，容易造成金屬疲勞，反復的開關主汽閥容易造成閥桿斷裂等問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制系統及方法，精確控制換熱量，使主汽閥的內外壁溫升溫曲線平滑，金屬熱應力控制良好，減少金屬疲勞。

根據本發明實施例的一個方面，提供一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制系統，包括：過熱器和汽輪機高壓缸，所述汽輪機高壓缸經由第一管道與所述過熱器連通，所述第一管道上設有主汽閥，所述主汽閥與所述汽輪機高壓缸之間還連通有作為分支管路的第二管道，所述第二管道連通有凝汽器，所述第二管道上設有第一調節閥，其中，還包括控制模塊，所述控制模塊基于所述主汽閥的內外壁溫度差控制所述第一調節閥開度，以使所述主汽閥閥體的內外壁溫度差不超過限定值。

優選地，還包括，設于所述主汽閥內壁的主汽閥內壁溫度計，以測量所述主汽閥內壁溫度，以及設于所述主汽閥殼體的主汽閥殼體溫度計，以測量所述主汽閥外壁溫度。

優選地，還包括，在所述第一管道上，設于所述過熱器和所述主汽閥之間的減溫器，所述減溫器用于控制主汽溫度。

優選地，還包括，在所述減溫器到所述主汽閥之間還設有第三管道，所述第三管道作為回流支路連通再熱器，并由在所述第三管道上的第二調節閥控制流量壓力。

優選地，所述第二調節閥可以控制所述第一管道中的主蒸汽壓力。

根據本發明實施例的另一個方面，提供一種汽輪機主汽閥快速暖閥控制方法，包括：獲取主蒸汽溫度、主蒸汽壓力和主汽閥閥體的內外壁溫度差，計算所述主蒸汽溫度、主蒸汽壓力和主汽閥閥體的內外壁溫度差的微分作為前饋信號，在給定第一閾值后，通過PI運算控制所述第一調節閥的開度，以使所述主汽閥閥體的內外壁溫度差不超過限定值。

優選地，當所述內外壁溫度差大于第二閾值時，觸發報警，提醒操作人員，將第一調節閥全關，其中，所述第二閾值小于所述第一閾值。

優選地，如果所述內外壁溫度差小于第三閾值時，則再將所述第一調節閥開大到10％開度，其中，所述第三閾值小于所述第二閾值。

優選地，如果所述第一調節閥全關后，所述內外壁溫度差仍然上升且大于第一閾值時，觸發報警，提醒操作人員，并全關主汽閥，直到所述內外壁溫度差小于第三閾值。

優選地，當主汽閥內壁溫度大于額定溫度時，則判斷為所述主汽閥暖閥完成，所述額定溫度大于所述汽輪機高壓缸的溫度。