阅读说明：本技术 一种给水泵最小流量控制系统 (Minimum flow control system of water feeding pump ) 是由 袁俊文 高颖 宿海涛 宁松涛 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：一种给水泵最小流量控制系统,属于火力发电给水系统的流量控制领域。解决了现有对于大容量机组常采用连续式的控制方法,使最小流量阀会频繁的动作会增加阀门故障率及引起给水流量的波动的问题。本发明通过温度采集模块采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水温度值；通过压力采集模块采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水压力值；控制器用于根据接收的3个给水温度值和3个给水压力值,获得3个给水泵入口流量值,再根据3个给水泵入口流量值,获得最小流量阀控制指令,该最小流量阀控制指令用于对给水系统中的最小流量阀进行控制。主要用于对给水系统中的最小流量阀进行控制。(A minimum flow control system of a feed pump belongs to the field of flow control of a thermal power generation water supply system. The problem of current adopt continuous type control method to the large capacity unit often, make minimum flow valve can frequent action can increase valve fault rate and cause the fluctuation of feedwater flow is solved. The invention collects 3 water supply temperature values in a pipeline between a preposed pump and a water supply pump of a water supply system through a temperature collecting module; 3 water supply pressure values in a pipeline between a preposed pump and a water supply pump of the water supply system are acquired through a pressure acquisition module; the controller is used for obtaining 3 water supply pump inlet flow values according to the received 3 water supply temperature values and 3 water supply pressure values, and then obtaining a minimum flow valve control instruction according to the 3 water supply pump inlet flow values, wherein the minimum flow valve control instruction is used for controlling a minimum flow valve in a water supply system. The method is mainly used for controlling the minimum flow valve in the water supply system.)

一种给水泵最小流量控制系统

技术领域

本发明属于火力发电给水系统的流量控制领域，具体涉及一种基于间隙特性函数的给水泵最小流量控制系统。

背景技术

给水泵是火电机组的重要辅机之一，保证其安全直接关系到机组运行的安全。

给水泵在启动后，出水阀还未开启时或外界负荷大幅度减少时以及机组低负荷运行时，给水流量很小或为零，这时泵内只有少量或根本无水通过，给水泵叶轮运行时产生的摩擦热不能被水带走，使泵内温度升高。当给水泵温度超过给水泵所处压力下的饱和温度时，流入给水泵内的给水就会发生汽化，形成汽蚀(汽蚀是指液体从汽化开始、汽泡形成、汽泡发展到汽泡破裂而使设备材料受到侵害的整个过程，对给水泵而言，汽蚀的危害尤其严重。)为了防止这种现象的发生，就必须使给水泵在给水流量减少到一定程度时，打开再循环管上的最小流量控制阀，使一部分给水返回到除氧器，这样给水泵内就有足够的水通过，把给水泵内摩擦产生的热量带走，使温度不致升高而使给水产生汽化。

最小流量控制阀的控制方法随火电机组容量的不同而不同。对于小容量机组通常采用开关式的控制方法，开关式控制节流损失较大，且阀门动作行程幅度较大。而对于大容量机组常采用连续式的控制方法，主要包括采用PI控制器实现的控制方法和单一折线函数的控制方法。

PI控制器调节时，虽能保证给水泵的安全可靠运行，防止汽蚀造成给水泵的损坏，但是，由于PI调节器连续控制的特点决定了最小流量阀会随着流量的波动而频繁的动作，增加阀门发生故障的概率。

单一折线函数控制方法在给水泵运行过程中对最小流量阀的调节幅度较大、动作频繁，并且在最小流量阀打开或关闭的瞬间容易引起给水流量的波动，进而影响给水自动调节。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有对于大容量机组常采用连续式的控制方法，使最小流量阀会频繁的动作会增加阀门故障率及引起给水流量的波动的问题，本发明提供了一种给水泵最小流量控制系统及方法。

一种给水泵最小流量控制系统，包括温度采集模块、压力采集模块和控制器；

温度采集模块，用于采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水温度值，并送至控制器；

压力采集模块，用于采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水压力值，并送至控制器；

控制器，用于根据接收的3个给水温度值和3个给水压力值，获得3个给水泵入口流量值，再根据3个给水泵入口流量值，获得最小流量阀控制指令，该最小流量阀控制指令用于对给水系统中的最小流量阀进行控制。

优选的是，控制器包括流量运算模块、取中值模块、控制流量阀打开函数模块、控制流量阀关闭函数模块和指令生成模块；

流量运算模块，用于接收温度采集模块发出的3个给水温度值及压力采集模块发出的3个给水压力值，并提取接收的3个给水温度值中的中间值，并将中间值温度分别与3个给水压力值进行运算，获得3个给水泵入口流量值，并将获得的3个给水泵入口流量值发送至取中值模块；

取中值模块，用于提取3个给水泵入口流量值中的中间值，作为当前时刻给水泵入口流量标准值，并将当前时刻给水泵入口流量标准值同时发送至控制流量阀打开函数模块和控制流量阀关闭函数模块；

控制流量阀打开函数模块，用于根据接收的当前时刻给水泵入口流量标准值，生成当前时刻第一开度指令，并将当前时刻第一开度指令发送至指令生成模块；

控制流量阀关闭函数模块，用于根据接收的当前时刻给水泵入口流量标准值，生成当前时刻第二开度指令，并将当前时刻第二开度指令发送至指令生成模块；

指令生成模块，用于根据接收的相邻两个时刻的两个第一开度指令和两个第二开度指令，获得最小流量阀控制指令。

优选的是，指令生成模块包括小选功能模块和大选功能模块；

小选功能模块的第一输入端与控制流量阀打开函数模块的输出端连接，小选功能模块的第二输入端与大选功能模块的输出端连接，小选功能模块的输出端与大选功能模块的第二输入端连接，且小选功能模块的输出端作为指令生成模块输出的最小流量阀控制指令；

大选功能模块的第一输入端与控制流量阀关闭函数模块的输出端连接；

小选功能模块，根据其第一输入端接收的当前时刻的第一开度指令与大选功能模块输出端输出的上一时刻输出结果进行比较，并选择上述二者之中的最小值发送至大选功能模块的第二输入端，同时还将此被选中的最小值作为指令生成模块输出的最小流量阀控制指令；

大选功能模块，根据其第一输入端接收的当前时刻的第二开度指令与小选功能模块输出端输出的上一时刻输出结果进行比较，并选择上述二者之中的最大值发送至小选功能模块的第二输入端。

优选的是，所述控制流量阀打开函数模块采用函数F₁(x)实现，控制流量阀关闭函数模块采用函数F₂(x)实现，且函数F₁(x)和函数F₂(x)构成间隙特性函数；

其中，

x表示当前时刻给水泵入口流量标准值；

F₁(x)表示控制流量阀打开函数随给水泵入口流量增加时输出的开度指令；

F₂(x)表示控制流量阀关闭函数随给水泵入口流量减小时输出的开度指令；

Q₁表示函数F₂(x)在开度指令为全开时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₂表示函数F₁(x)在开度指令为全开时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₃表示函数F₂(x)在开度指令为全闭时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₄表示函数F₁(x)在开度指令为全闭时所对应的给水泵入口流量定值。

优选的是，控制器还用于采集最小流量阀的实时开度。

本发明带来的有益效果是：本发明可根据实际采集的给水泵入口流量值对给水系统中的最小流量阀进行控制，应用过程中，最小流量阀不会频繁的动作，只有当流量增加或减少时，最小流量阀才发生动作，避免了最小流量阀的频繁动作而引起给水流量的波动进而影响到锅炉给水自动调节，另一方面由于实时采集数据，流量变化是连续性的，能克服由于给水泵入口流量的小幅波动引起最小流量阀的频繁动作，减少阀门发生故障的概率。

附图说明

图1为本发明所述一种给水泵最小流量控制系统的原理示意图；

图2为控制器300的内部原理示意图；

图3为函数F₁(x)和函数F₂(x)的关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种给水泵最小流量控制系统，包括温度采集模块100、压力采集模块200和控制器300；

温度采集模块100，用于采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水温度值，并送至控制器300；

压力采集模块200，用于采集给水系统前置泵与给水泵之间管路内的3个给水压力值，并送至控制器300；

控制器300，用于根据接收的3个给水温度值和3个给水压力值，获得3个给水泵入口流量值，再根据3个给水泵入口流量值，获得最小流量阀控制指令，该最小流量阀控制指令用于对给水系统中的最小流量阀进行控制。

本实施方式中，根据实际采集的给水泵入口流量值对给水系统中的最小流量阀进行控制，应用过程中，最小流量阀不会频繁的动作，只有当流量增加或减少时，最小流量阀才发生动作，避免了最小流量阀的频繁动作而引起给水流量的波动进而影响到锅炉给水自动调节，另一方面由于实时采集数据，流量变化是连续性的，能克服由于给水泵入口流量的小幅波动引起最小流量阀的频繁动作，减少阀门发生故障的概率。

进一步的，具体参见图2，控制器300包括流量运算模块310、取中值模块320、控制流量阀打开函数模块330、控制流量阀关闭函数模块340和指令生成模块350；

流量运算模块310，用于接收温度采集模块100发出的3个给水温度值及压力采集模块200发出的3个给水压力值，并提取接收的3个给水温度值中的中间值，并将中间值温度分别与3个给水压力值进行运算，获得3个给水泵入口流量值，并将获得的3个给水泵入口流量值发送至取中值模块320；

取中值模块320，用于提取3个给水泵入口流量值中的中间值，作为当前时刻给水泵入口流量标准值，并将当前时刻给水泵入口流量标准值同时发送至控制流量阀打开函数模块330和控制流量阀关闭函数模块340；

控制流量阀打开函数模块330，用于根据接收的当前时刻给水泵入口流量标准值，生成当前时刻第一开度指令，并将当前时刻第一开度指令发送至指令生成模块350；

控制流量阀关闭函数模块340，用于根据接收的当前时刻给水泵入口流量标准值，生成当前时刻第二开度指令，并将当前时刻第二开度指令发送至指令生成模块350；

指令生成模块350，用于根据接收的相邻两个时刻的两个第一开度指令和两个第二开度指令，获得最小流量阀控制指令。

本实施方式中，控制器300整个过程操作简单。

更进一步的，具体参见图2，指令生成模块350包括小选功能模块351和大选功能模块352；

小选功能模块351的第一输入端与控制流量阀打开函数模块330的输出端连接，小选功能模块351的第二输入端与大选功能模块352的输出端连接，小选功能模块351的输出端与大选功能模块352的第二输入端连接，且小选功能模块351的输出端作为指令生成模块350输出的最小流量阀控制指令；

大选功能模块352的第一输入端与控制流量阀关闭函数模块340的输出端连接；

小选功能模块351，根据其第一输入端接收的当前时刻的第一开度指令与大选功能模块352输出端输出的上一时刻输出结果进行比较，并选择上述二者之中的最小值发送至大选功能模块352的第二输入端，同时还将此被选中的最小值作为指令生成模块350输出的最小流量阀控制指令；

大选功能模块352，根据其第一输入端接收的当前时刻的第二开度指令与小选功能模块351输出端输出的上一时刻输出结果进行比较，并选择上述二者之中的最大值发送至小选功能模块351的第二输入端。

本优选实施方式中，给出了指令生成模块350的具体结构，该结构简单，便于实现。

更进一步的，具体参见图2和图3，所述控制流量阀打开函数模块330采用函数F₁(x)实现，控制流量阀关闭函数模块340采用函数F₂(x)实现，且函数F₁(x)和函数F₂(x)构成间隙特性函数；

其中，

x表示当前时刻给水泵入口流量标准值；

F₁(x)表示控制流量阀打开函数随给水泵入口流量增加时输出的开度指令；

F₂(x)表示控制流量阀关闭函数随给水泵入口流量减小时输出的开度指令；

Q₁表示函数F₂(x)在开度指令为全开时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₂表示函数F₁(x)在开度指令为全开时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₃表示函数F₂(x)在开度指令为全闭时所对应的给水泵入口流量定值；

Q₄表示函数F₁(x)在开度指令为全闭时所对应的给水泵入口流量定值。

更进一步的，具体参见图2，控制器300还用于采集最小流量阀的实时开度。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。