專利名稱：純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機調節(jié)裝置，尤其是一種純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機
調節(jié)裝置及其控制方法。
背景技術：
水泥、玻璃、冶金等行業(yè)在生產過程中會產生各種不同參數的余熱蒸汽，一些低品位蒸汽，尤其是低壓飽和蒸汽往往得不到充分利用，直接排空不僅是能源的浪費，而且還造成環(huán)境污染。隨著科技的發(fā)展，人們對能源的利用率要求越來越高，將余熱回收并予以利用進行發(fā)電已成為上述行業(yè)推行節(jié)能減排的重要手段，純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機作為該過程中的余熱回收裝置起著非常重要的作用?，F有的余熱利用補汽凝汽式汽輪機不能有效調節(jié)蒸汽，導致蒸汽的不穩(wěn)定，未能完全實現補汽式汽輪機的性能，從而影響汽輪機運行的穩(wěn)定性和余熱利用的效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術的不足而提供的一種有效調節(jié)蒸汽，保證蒸汽穩(wěn)定性的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置及其控制方法。 為了達到上述目的，本發(fā)明所設計的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝
置，它主要包括調節(jié)閥，所述調節(jié)閥包括設置在汽輪機進汽管路上的進汽調節(jié)閥，以及設置
在汽輪機補汽管路上的補汽調節(jié)閥，所述進汽調節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉子轉速的轉
速傳感器信號連接，該轉速傳感器為進汽調節(jié)閥提供調節(jié)所需的轉速信號；從而形成一個
閉環(huán)的轉速控制系統(tǒng)，其中轉速傳感器可以為多個，數據采集時可保證數據的可靠性。所述
補汽調節(jié)閥與設置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接，該補汽壓力變送器為補汽調
節(jié)閥提供調節(jié)所需的壓力信號。可有效保證補汽口的蒸汽穩(wěn)定性，通過對兩個調節(jié)閥控制，
汽輪機組在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦可實現進汽、補汽的自動控制。 為了充分利用蒸汽并達到更好的蒸汽控制效果，優(yōu)選的方案是所述轉速傳感器的
信號輸入一控制單元，該控制單元控制進汽調節(jié)閥工作，組成轉速控制系統(tǒng)；所述進汽調節(jié)
閥與設置在進汽管路上的進汽壓力變送器信號連接，該進汽壓力變送器的信號輸入所述控
制單元組成前壓調節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。進汽管路內的壓
力信號與蒸汽的穩(wěn)定性直接相關，并直接影響轉子轉速，以此作為串級控制的輸入信號效
果更佳?？刂茊卧梢允荘LC、單片機、DSP等各種微電腦處理器。 為了獨立于進汽控制，所述補汽壓力變送器的信號可輸入第二控制單元，該第二控制單元控制補汽調節(jié)閥工作，組成補汽控制系統(tǒng)，從而可有效防止電氣干擾，即使進汽控制的控制單元發(fā)生異常時，也能有效保證補汽系統(tǒng)的正常運轉，以保證汽輪機最大化的正
常工作。 優(yōu)選的方案是所述的調節(jié)閥為液動調節(jié)閥，其與相配合的液動執(zhí)行機構相連接，所述控制單元與第二控制單元通過電液轉換器與液動執(zhí)行機構電連接，并控制相應的調節(jié)閥工作。液動控制方式穩(wěn)定性較好，適用于汽輪機。除了這種電液調節(jié)方式以外，還可采用氣動調節(jié)技術或電動調節(jié)技術。 為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機的安全，本調節(jié)裝置還包括設置在進汽管路和補汽管路上的速關閥，速關閥可為液動閥。 所述的補汽管路上設有離心螺旋式汽水分離器，在新蒸汽進入速關閥前，先經過
該疏水裝置，蒸汽在該裝置中旋轉，在離心力的作用下，先進行汽水分離，然后將管道中的
凝結水排出，可有效減少蒸汽對轉子(特別是對葉片)產生的沖擊和水蝕。 本發(fā)明所設計的上述純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置的控制方法，它
采用調節(jié)閥調節(jié)蒸汽量，其特征是在進汽管路上設置進汽調節(jié)閥，并以汽輪機轉子的轉速
為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設置補汽調節(jié)閥，并以補汽管路內
的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。 為了獲得更好控制效果，在進汽管路上可設置進汽壓力變送器檢測進汽管路內的壓力信號，并與給定壓力信號對比處理后作為轉速的給定信號，對進汽調節(jié)閥進行串級控制。 本發(fā)明所得到的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置及其控制方法，有效地解決了現有技術中存在的問題，在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，從而使余熱利用效率達到最高。


圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。 圖中進汽管路1、補汽管路2、進汽調節(jié)閥3、補汽調節(jié)閥4、轉速傳感器5、進汽壓力變送器6、補汽壓力變送器7、控制單元8、第二控制單元9、電液轉換器10、液動執(zhí)行機構11、離心螺旋式汽水分離器12、速關閥13。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
實施例1 如圖1所示，本實施例所描述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，它主要包括調節(jié)閥，所述調節(jié)閥包括設置在汽輪機進汽管路1上的進汽調節(jié)閥3，以及設置在汽輪機補汽管路2上的補汽調節(jié)閥4，所述進汽調節(jié)閥3與兩個測量汽輪機轉子轉速的轉速傳感器5信號連接，該轉速傳感器5為進汽調節(jié)閥3提供調節(jié)所需的轉速信號，轉速傳感器5的信號輸入一控制單元8，該控制單元8控制進汽調節(jié)閥3工作，組成轉速控制系統(tǒng)；進汽調節(jié)閥3還與設置在進汽管路1上的進汽壓力變送器6信號連接，該進汽壓力變送器6的信號輸入所述控制單元8組成前壓調節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。補汽調節(jié)閥4與設置在補汽管路2上的補汽壓力變送器7信號連接，該補汽壓力變送器7為補汽調節(jié)閥4提供調節(jié)所需的壓力信號，補汽壓力變送器7的信號輸入第二控制單元9，該第二控制單元9控制補汽調節(jié)閥4工作，組成補汽控制系統(tǒng)，從而可有效防止電氣干擾，即使進汽控制的控制單元8發(fā)生異常時，也能有效保證補汽系統(tǒng)的正常運轉，以保證汽輪機最大化的正常工作。其中上述的調節(jié)閥都為液動調節(jié)閥，其上連接有相配合的液動執(zhí)行機構ll，控制單元8與第二控制單元9通過電液轉換器10與液動執(zhí)行機構11電連接，并控制相應的調節(jié)閥工作。為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機的安全，本調節(jié)裝置還包括設置在進汽管路1和補汽管路2上的速關閥13。所述的補汽管路2上設有離心螺旋式汽水分離器12，汽水分離效果更好，可有效防止水蝕。 上述純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置的控制方法，它采用調節(jié)閥調節(jié)蒸汽量，其特征是在進汽管路1上設置進汽調節(jié)閥3，并以汽輪機轉子的轉速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路2上設置補汽調節(jié)閥4，并以補汽管路2內的壓力作為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。為了獲得更好控制效果，在進汽管路1上設置進汽壓力變送器6檢測進汽管路1內的壓力信號，并與給定壓力信號對比處理后作為轉速的給定信號，對進汽調節(jié)閥3進行串級控制。 工作時，來自工廠的兩路余熱蒸汽，一路為進汽管路1上的主蒸汽，其經進汽速關閥13進入進汽調節(jié)閥3，工作時，控制單元8接收兩個轉速傳感器5信號并與轉速設定值比較，輸出執(zhí)行電流信號，該信號經進汽電液轉換器io轉換成二次油壓，二次油壓通過進汽液動執(zhí)行機構11操縱進汽調節(jié)閥3，該部分為轉速控制系統(tǒng)。前壓調節(jié)作為串級控制在前述的轉速控制系統(tǒng)中實現，控制單元8將接收到的進汽進汽壓力變送器6信號與壓力設定值比較后輸出控制電流信號，該信號作為轉速控制的給定信號控制進汽調節(jié)閥3的開度。如進汽壓力增大時，進汽調節(jié)閥3開大，負荷隨之增大，進汽壓力回到設定值；反之，當進汽壓力減小時，進汽調節(jié)閥3關小，負荷隨之減小，進汽壓力回到設定值。本實施例中涉及的電液轉換器10等液壓油路控制技術為該領域常規(guī)技術，在此不加累述。
另一路為補汽蒸汽，經離心螺旋式汽水分離器12、補汽速關閥13進入汽輪機補汽口 ，工作時，第二控制單元9接收補汽壓力變送器7信號，并與補汽壓力設定值比較輸出控
制電流信號，該信號經補汽電液轉換器io轉換成二次油壓，二次油壓通過補汽液動執(zhí)行機構11操縱補汽調節(jié)閥4的開度。當補汽壓力上升或下降時，補汽調節(jié)閥4相應開大或關小，使補汽壓力回到設定值。從而有效地解決現有技術中存在的問題，在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，從而使余熱利用效率達到最高。
權利要求
一種純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，它主要包括調節(jié)閥，其特征是所述調節(jié)閥包括設置在汽輪機進汽管路上的進汽調節(jié)閥，以及設置在汽輪機補汽管路上的補汽調節(jié)閥，所述進汽調節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉子轉速的轉速傳感器信號連接，該轉速傳感器為進汽調節(jié)閥提供調節(jié)所需的轉速信號；所述補汽調節(jié)閥與設置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接，該補汽壓力變送器為補汽調節(jié)閥提供調節(jié)所需的壓力信號。
2. 根據權利要求1所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，其特征是所述 轉速傳感器的信號輸入一控制單元，該控制單元控制進汽調節(jié)閥工作，組成轉速控制系統(tǒng)； 所述進汽調節(jié)閥與設置在進汽管路上的進汽壓力變送器信號連接，該進汽壓力變送器的信 號輸入所述控制單元組成前壓調節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉速控制系統(tǒng)內。
3. 根據權利要求2所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，其特征是所述 補汽壓力變送器的信號輸入第二控制單元，該第二控制單元控制補汽調節(jié)閥工作，組成補 汽控制系統(tǒng)。
4. 根據權利要求3所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，其特征是所述 的調節(jié)閥為液動調節(jié)閥，其與相配合的液動執(zhí)行機構相連接，所述控制單元與第二控制單 元通過電液轉換器與液動執(zhí)行機構電連接，并控制相應的調節(jié)閥工作。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置， 其特征是還包括設置在進汽管路和補汽管路上的速關閥。
6. 根據權利要求5所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，其特征是所述 的補汽管路上設有離心螺旋式汽水分離器。
7. —種如權利要求1所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置的控制方法， 它采用調節(jié)閥調節(jié)蒸汽量，其特征是在進汽管路上設置進汽調節(jié)閥，并以汽輪機轉子的轉 速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設置補汽調節(jié)閥，并以補汽管路 內的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。
8. 根據權利要求7所述的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置的控制方法，其 特征是在進汽管路上設置進汽壓力變送器檢測進汽管路內的壓力信號，并與給定壓力信號 對比處理后作為轉速的給定信號，對進汽調節(jié)閥進行串級控制。
全文摘要
本發(fā)明所公開的純低溫余熱利用補汽凝汽式汽輪機調節(jié)裝置，它主要包括設置在汽輪機進汽管路上的進汽調節(jié)閥，以及設置在汽輪機補汽管路上的補汽調節(jié)閥，進汽調節(jié)閥與至少一個測量汽輪機轉子轉速的轉速傳感器信號連接，補汽調節(jié)閥與設置在補汽管路上的補汽壓力變送器信號連接。其控制方法采用調節(jié)閥調節(jié)蒸汽量，在進汽管路上設置進汽調節(jié)閥，并以汽輪機轉子的轉速為反饋信號，對進汽量進行閉環(huán)控制；同時在補汽管路上設置補汽調節(jié)閥，并以補汽管路內的壓力為反饋信號，對補汽量進行閉環(huán)控制。本發(fā)明在保證進汽、補汽系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，亦實現了進汽、補汽的自動控制，達到余熱蒸汽的綜合利用，提高使余熱利用效率。
文檔編號F01D17/02GK101701532SQ20091025282
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權日2009年11月27日
發(fā)明者徐靜霞, 戴偉偉, 朱恒, 陳登華 申請人:杭州中能汽輪動力有限公司