阅读说明：本技术 一种给水泵汽轮机的控制方法及控制系统 (Control method and control system for water feeding pump steam turbine ) 是由 王磊 许伟强 周健 于 2018-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种给水泵汽轮机控制方法,包括S1控制器根据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差增大伺服阀指令控制低压侧调门开大；S2压力变送器检测给水泵汽轮机低压侧进汽压力参数,并将确定的汽轮机低压侧进汽压力参数传输给控制器；S3控制器根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数,判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配,并在判断为否后,控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应,使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。相应的,还公开了一种给水泵汽轮机控制系统。采用本发明控制更贴近实际,工况发生变化时,给水泵汽轮机高、低压侧调门快速响应,提高转速响应能力。(The invention discloses a control method of a water feeding pump steam turbine, which comprises the steps that an S1 controller increases a servo valve instruction according to the deviation of the target rotating speed and the actual rotating speed of the steam turbine to control the opening of a low-pressure side regulating valve; the method comprises the following steps that S2 a pressure transmitter detects a steam inlet pressure parameter at the low-pressure side of a water supply pump steam turbine and transmits the determined steam inlet pressure parameter at the low-pressure side of the steam turbine to a controller; and the S3 controller judges whether the low-pressure side inlet steam pressure is matched with the target revolution of the steam turbine according to the low-pressure side inlet steam pressure parameter of the steam turbine from the pressure transmitter, and controls the high-pressure side throttle to be opened to enable the low-pressure side inlet steam pressure to be matched with the target revolution of the steam turbine after judging that the low-pressure side inlet steam pressure is not matched with the target revolution of the steam turbine, so that the revolution of the water feeding pump steam turbine is stabilized at the target revolution. Correspondingly, a feedwater pump steam turbine control system is also disclosed. The control of the invention is closer to the actual situation, and when the working condition changes, the high-pressure side regulating valve and the low-pressure side regulating valve of the water supply pump steam turbine respond quickly, thereby improving the response capability of the rotating speed.)

一种给水泵汽轮机的控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及给水泵汽轮机技术领域，特别涉及一种给水泵汽轮机的控制方法及控制系统。

背景技术

近几年，随着全球经济的快速发展，能源消耗总量连年攀升，节能减耗迫在眉睫，火力发电厂用工业汽轮机（简称“小汽轮机”）拖动给水泵，减少能源转换环节，不但利用抽汽作为汽源，实现了能源的低级利用，提高了能源利用率，而且工业汽轮机根据负荷需要变转速运行，不再靠调门的节流来调节给水量，避免了大量的节流损失，在火力发电厂得到越来越广泛的应用。

火电发电厂常用于拖动给水泵的小汽轮机为单缸、冲动、纯凝式、多汽源式汽轮机，高压侧汽源为冷段再热蒸汽，低压汽源为四段抽汽和辅助蒸汽，两路低压汽源为外切换，高、低压汽源之间为内切换，通过高低压侧共同作用，实现给水泵转速控制，进而控制锅炉给水流量以满足机组不同工况的需要。

目前，高压侧调门参与调节给水泵汽轮机转速的时候是根据事先设置的、固定的重叠度来启动的，即根据低压调门的开度来控制的，例如当低压侧调门开度大于N（一般在60%～95%，因设备差异略有不同）时，再开启高压侧调门。这样的控制方式，会出现高压侧压力比低压侧压力偏高较大的情况，当高压侧调门大幅度易导致低压调门前压力突升，并且高于低压侧供汽压力时，则会发生高低压侧“抢汽”现象，轻则引起给水泵汽轮机转速大幅度偏离设定时，给水量波动较大，严重时引起给水泵振动加剧而导致给水泵跳闸；也会因重叠度设置不当，导致高压侧调门开启之前有一段“空行程”，导致给水泵汽轮机转速异常下降，都会严重威胁机组安全运行。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种给水泵汽轮机的控制方法及控制系统，调节了给水泵汽轮机的低压侧进汽压力，使给水泵汽轮机以稳定的目标转速进行运转。

本发明公开了一种给水泵汽轮机控制方法,该方法包括如下步骤：

S1，在需要增加给水泵汽轮机转速时，控制器根据给水泵汽轮机的目标转速和实际转速的偏差发送增大伺服阀指令控制低压侧调门开大；

S2，压力变送器根据来自水泵汽轮机低压侧主汽门前取样孔的蒸汽，检测给水泵汽轮机低压侧进汽压力参数，并将确定的汽轮机低压侧进汽压力参数传输给控制器；

S3，控制器根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配，并在判断为否后，控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。

优选的，所述步骤S3包括：

S31，控制器确定与汽轮机目标转速对应的低压侧目标进汽压力；

S32，控制器将来自压力变送器的汽轮机低压侧的当前进汽压力与低压侧的目标进汽压力比较；

S33，若汽轮机低压侧的当前进汽压力大于目标进汽压力，则控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门关小，直至给水泵汽轮机低压测的当前进气压力达到目标进气压力；

S34，若汽轮机低压侧的当前进汽压力小于目标进汽压力，则控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门开大，直至给水泵汽轮机低压测的当前进气压力达到目标进气压力。

相应的，本发明还公开了一种给水泵汽轮机的控制系统，所述给水泵汽轮机低压侧主汽门前管道设置有取样孔，所述取样孔通过取样管与控制系统的压力变送器连通，所述控制系统包括：

压力变送器，其一端与控制器连接，另一端通过取样管与汽轮机低压侧主汽门前管道的取样孔连通，用于根据来自给水泵汽轮机低压侧取样孔的蒸汽，检测给水泵汽轮机低压侧进汽压力参数，并将确定的汽轮机低压侧进汽压力参数传输给控制器；

低压侧伺服阀，设置于给水泵汽轮机低压侧调门的调节回路，与控制器电连接，用于根据控制器的控制命令调整汽轮机低压侧调门开度；

高压侧伺服阀，设置于给水泵汽轮机高压侧调门的调节回路，与控制器电连接，用于根据控制器的控制命令调整汽轮机高压侧调门开度；

控制器，用于在需要增加汽轮机转速时，根据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差发送增大伺服阀指令控制低压侧伺服阀将低压侧调门开大；并根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配，并在判断为否后，控制高压侧伺服阀调整高压侧调门的开度使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。

优选的，所述控制器控制高压侧伺服阀调整高压侧调门的开度至低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速的具体过程为：

控制器确定与给水泵汽轮机目标转速对应的低压侧目标进汽压力，并将来自压力变送器的汽轮机低压侧的当前进汽压力与低压侧的目标进汽压力比较，若汽轮机低压侧的当前进汽压力大于目标进汽压力，则控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门关小，若汽轮机低压侧的当前进汽压力小与目标进汽压力，则控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门开大。

优选的，包括如下步骤：

相应的，本发明还公开了一种给水泵汽轮机控制系统的控制器，该控制器包括一个或多个处理器，所述处理器：

在需要增加给水泵汽轮机转速时，据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差增大伺服阀指令控制低压侧调门开大；

根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配，并在判断为否后，控制高压侧调门开启至低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。

优选的，所述控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速的过程，具体包括：

确定与水泵汽轮机目标转速对应的低压侧目标进汽压力；

将来自压力变送器的汽轮机低压侧的当前进汽压力与低压侧的目标进汽压力比较，若汽轮机低压侧的当前进汽压力大于目标进汽压力，则控制高压侧调门关小，若汽轮机低压侧的当前进汽压力小于目标进汽压力，则控制高压侧调门开大。

本发明实施的控制方法通过检测给水泵汽轮机低压侧的压力来确定低压侧压力是否能够满足汽轮机转速的要求，并在低压侧压力不足的情况下，通过调整高压侧调门的开度（即调整高压侧压力）来维持低压侧压力的稳定，从而使给水泵稳定的以目标转速进行转动，延长了给水泵的使用寿命，提高了给水效率。这样就实现了根据实时工况在低压侧和高压侧调门之间进行调整，从而实现汽轮机转速的稳定。同时避免了通过预设低压侧调门开度来控制高压侧调门（例如，低压侧调门开至 60%～95%时，再开启高压侧调门）造成的高低压侧“抢汽”现象。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种给水泵汽轮机控制系统应用的给水泵汽轮机系统的示意图；

图2为本发明一种给水泵汽轮机控制系统的一种实施例的示意图；

图3为本发明一种给水泵汽轮机控制方法的一种实施例的流程示意图；

图4为本发明一种给水泵汽轮机控制方法的应用的给水泵汽轮机的转数和低压侧进汽压力关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，该图是本发明一种给水泵汽轮机的控制系统基于的给水泵汽轮机系统的示意图，包括低压侧调门1，高压侧调门2，低压侧调门前压力测点3，其中，在低压侧调门前增加压力检测点（取样孔），该压力检测点接入MEH（给水泵汽轮机控制系统）。其中在给水泵汽轮机控制系统中，该通过压力检测点用于检测低压进汽压力参数，对高压侧调门进行闭环控制，以维持低压侧进汽门前压力；对低压侧调门通过闭环控制，调节汽轮机转速。通过控制系统对给水泵汽轮机高低压侧调门的控制，使高低压侧调门各司其职，共同维持机组需要的给水泵转速（目标转速），既可以及时弥补低压侧动力不足，又不至于让高压侧过多投入而产生抢汽现象。

参考图2，给图是本发明一种给水泵汽轮机的控制系统的一种实施例的示意图，该系统包括：压力变送器10、低压侧伺服阀20、高压侧伺服阀30、控制器40和转速传感器50，其中压力变送器的一端通过取样管与汽轮机低压侧主汽门前管道的取样孔连通，另一端与控制器通过IO卡口连接；低压侧伺服阀20的一端与低压侧调门连接，另一端与控制器连接；高压侧伺服阀30的一端与高压侧调门连接，另一端与控制器连接。

压力变送器10根据来自给水泵汽轮机低压侧取样孔的蒸汽，检测给水泵汽轮机低压侧进汽压力参数，并将确定的汽轮机低压侧进汽压力参数传输给控制器。

低压侧伺服阀20，设置于给水泵汽轮机低压侧调门的调节回路，用于根据控制器的控制命令调整汽轮机低压侧调门开度。

高压侧伺服阀30，设置于给水泵汽轮机高压侧调门的调节回路，用于根据控制器的控制命令调整汽轮机高压侧调门开度。

控制器40，用于对整个系统进行控制。特别是通过蒸汽压力的控制，使汽轮机以目标转数进行运转，进而使给水泵达到目标给水量。因此，在需要增加汽轮机转速时，控制器根据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差增大伺服阀指令控制低压侧伺服阀将低压侧调门开大；并根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，控制高压侧伺服阀控制高压侧调门的开度，以使低压侧进汽压力维持稳定，从而使给水泵汽轮机以稳定的目标转速进行运转。

转速传感器50，用于采集给水泵汽轮机的转速，并传输给控制器。

下面对本发明实施例中的控制方法进行详细说明。本实施例以需要增加给水泵汽轮机转速时为例，对水泵汽轮机的控制方法进行说明。参考图3，该图是本发明一种给水泵汽轮机的控制方法的流程示意图，该流程包括如下步骤：

步骤s1, 控制器根据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差发送增大伺服阀指令控制低压侧调门开大；具体实现时，转速传感器采集给水泵汽轮机的转速并发送给控制器，控制器将给水泵汽轮机的当前实际转速和目标转速进行比较确定两者的偏差。

步骤S2，压力变送器根据来自水泵汽轮机低压侧主汽门前取样孔的蒸汽，检测给水泵汽轮机低压侧进汽压力参数，并将确定的汽轮机低压侧进汽压力参数传输给控制器；

步骤S3，控制器接收来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，

步骤S4，判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配，若是，则执行步骤s5,否则，执行步骤s6;

步骤s5,判定当前给水泵汽轮机低压侧进汽压力可以使汽轮机达到目标转速；

步骤s6,控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。

具体实现时，步骤s6包括：

步骤s61控制器确定与汽轮机目标转速对应的低压侧目标进汽压力；

步骤S62，控制器将来自压力变送器的汽轮机低压侧的当前进汽压力与低压侧的目标进汽压力比较，若汽轮机低压侧的当前进汽压力大于目标进汽压力，则执行步骤s63, 若汽轮机低压侧的当前进汽压力小于目标进汽压力，则执行步骤s64;

通过高压侧调门自动调节低压侧主汽门前压力的方式，补充低压侧蒸汽参数的不足，维持给水泵汽轮机当前工况所需要的动力源，进而给水泵维持汽轮机当前转速。

步骤S63，控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门关小，具体实现时，在不断关小高压侧调门的同时，低压侧的压力参数也会发生变化，当低压侧的实际压力达到低压侧的目标压力的时候，则停止对高压侧伺服阀的调整，当低压侧达到目标压力的时候，也就是给水泵汽轮机达到目标转速的时候，具体实现时，考虑到实际的运行情况目标压力可以为一个和目标压力的一个实际偏差值。

步骤S64，控制器控制高压侧伺服阀将高压侧调门开大，所述将高压侧调门开大的程度，也是根据低压侧的目标压力来确定的，即当低压侧的当前压力你达到了预设的目标压力的时候，就可以停止对高压侧调门的调整了，从而维持了低压侧调门的稳定，避免了高压侧抢汽情况的发生。

另外，本发明还公开了一种给水泵汽轮机控制系统的控制器，该控制器包括一个或多个处理器，给处理器：在需要增加给水泵汽轮机转速时，据汽轮机的目标转速和实际转速的偏差增大伺服阀指令控制低压侧调门开大；

根据来自压力变送器的汽轮机低压侧进汽压力参数，判断低压侧进汽压力是否与汽轮机目标转数相匹配，并在判断为否后，控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速。其中，控制高压侧调门开启使低压侧进汽压力与汽轮机的目标转速相适应，使给水泵汽轮机转速稳定在目标转速的过程，具体包括：

确定与水泵汽轮机目标转速对应的低压侧目标进汽压力；

将来自压力变送器的汽轮机低压侧的当前进汽压力与低压侧的目标进汽压力比较，若汽轮机低压侧的当前进汽压力大于目标进汽压力，则控制高压侧调门关小，若汽轮机低压侧的当前进汽压力小于目标进汽压力，则控制高压侧调门开大。

本发明实施例通过高压侧调门自动维持了低压调门前的压力，具体实现时，低压侧目标压力可以体现为正常工况时的低压侧目标压力，而启动高压侧时的控制点可以是一个设定值，该设定值略高于正常工况时低压侧主汽门前压力（低压侧目标进汽压力），从而不再使高压侧调门的介入调节不再是根据事先设置的、固定的重叠度，而是根据运行工况自动调节低压调门前压力，当压力低时，即低压侧蒸汽参数较低，不足以维持小汽轮机转速，通过控制器调节开启高压侧调门维持低压调门前压力；当压力高时，即低压侧蒸汽参数较高，关小高压侧调门也可以维持小汽轮机转速。

本发明实施例避免了给水泵汽轮机高低压侧抢汽的控制方法与传统的仅仅根据事先设置的、固定的重叠度方法相比，除了考虑了小汽轮机从冲转到满负荷所有正常运行工况，也考虑了低压侧压力不足时，高压侧调门如何合理的介入的情况，通过高压调门自动维持低压侧主汽门前压力的方式，即可以及时弥补低压侧动力不足的情况，又不至于让高压侧投入过多而产生抢汽现象，计算更贴近实际，工况发生变化时，小汽轮机转速扰动量小，提高负荷响应能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。