发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统与流程

本申请涉及供热与发电技术领域，尤其涉及发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统。

背景技术：

在日常生产过程中，火力发电厂需要使用辅助蒸汽系统(即辅汽系统)，如炉前燃油伴热、油枪吹扫、蒸汽吹灰、脱硝液氨加热、采暖和生活用气等。

辅汽系统的作用是保证机组各运行工况下，为各用户提供合格的蒸汽。因此在实际操作中，需要对辅汽系统的压力、温度和焓值进行控制。然而目前的控制方法只能对压力和温度进行有效控制，缺乏对低压联箱的焓值进行控制的方法。

技术实现要素：

本申请提供发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统，以解决现有技术中无法对低压联箱的焓值进行控制的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种发电机组辅汽联箱控制方法，包括：获得发电机组的负荷状态；根据负荷状态选择相应的控制方案；根据控制方案对辅助蒸汽系统进行控制，以使低压联箱的压力、温度及焓值在预设范围内。

可选地，采用能量平衡方法，采集喷水流量作为被调量，将喷水量作为过程控制量，喷水调节阀作为控制对象，形成控制的闭环系统，以控制低压联箱焓值在预设范围。

可选地，控制方案满足：fs＝kd*kds*p/509*k1；其中，fs：辅助蒸汽流量，单位kg/s；kd：阀门特性曲线中阀位对应的通流百分数；kds：阀门通流常数；p：蒸汽辅助联箱蒸汽压力，单位bar；k1：系数，k1＝0.031*a-18.5；a为阀前焓值，通过蒸汽焓值计算可得。

可选地，低压联箱的预设范围包括：压力为1.0～1.5mpa、温度为160～220℃，焓值为2500～3000kj/kg。

可选地，低压联箱的预设范围包括：压力为1.2mpa、温度为188℃，焓值为2760kj/kg。

可选地，通过热平衡及质量平衡算法，得到喷水质量流量：mchc maha＝mbhb；mbhb＝mahb mchb；mchc maha＝mahb mchb；

mchc-mchb＝mahb-maha；mc＝ma(ha-hb)/(hb-hw)；其中，ma为进口质量流量；ha为进口蒸汽热焓；mc为喷水质量流量；hc为喷水热焓；mb为出口蒸汽质量流量；hb为出口蒸汽热焓。

可选地，控制方案包括：当发电机组的负荷为小于或等于7％时，辅助蒸汽由启动锅炉供汽，辅助蒸汽的压力为1.8mpa，温度250℃～290℃；当发电机组的负荷为大于7％且小于或等于20％时，辅助蒸汽由扩容器供汽，辅助蒸汽的压力为1.8mpa，温度200℃～240℃；当发电机组的负荷为大于20％且小于或等于75％时，辅助蒸汽由主蒸汽供汽，辅助蒸汽的压力为14mpa，温度470～510℃；当发电机组的负荷为大于75％时，辅助蒸汽由主蒸汽供汽，辅助蒸汽的压力为14mpa，温度470～510℃。

为解决上述技术问题，本申请提出一种辅助蒸汽系统，应用上述发电机组辅汽联箱控制方法，辅助蒸汽系统包括四组减压减温装置，分别为：两组主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置，其中一组用于机组启停，另一组用于汽轮机跳闸或甩负荷至厂用电瞬态工况、紧急停堆时除氧器保压；主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置用于将主蒸汽通过第一气阀减压减温为高压辅助蒸汽；主蒸汽至低压辅汽联箱的减压减温装置，用于将主蒸汽通过第二气阀减压减温为低压辅助蒸汽；高压辅汽联箱至低压辅汽联箱的减压减温装置，用于将高压辅助蒸汽经过第一气阀或者第二气阀减压减温为低压辅助蒸汽。

可选地，主蒸汽为14mpa(a)，485℃；高压辅助蒸汽为1.8mpa(a)，274℃；低压辅助蒸汽为1.2mpa(a)，188℃。

可选地，减压减温装置包括减压调节阀、减温水气动调节阀和减温水气动隔离阀。

本申请提出发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统，发电机组辅汽联箱控制方法包括：获得发电机组的负荷状态；根据负荷状态选择相应的控制方案；根据控制方案对辅助蒸汽系统进行控制，以使低压联箱的压力、温度及焓值在预设范围内。通过上述方式，本申请不仅可以对联箱的温度和压力进行控制，还可以使焓值也保持在预设范围内，从而满足工程工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请发电机组辅汽联箱控制方法一实施例的流程示意图；

图2是本申请辅助蒸汽系统一实施例的结构示意图；

图3是本申请发电机组辅汽联箱控制方法一实施例的控制框图第一部分；

图4是本申请发电机组辅汽联箱控制方法一实施例的控制框图第二部分；

图5是本申请辅汽压力调节一实施例的框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统进一步详细描述。

本申请提出一种发电机组辅汽联箱控制方法，请参阅图1和图2，在本实施例中，控制方法可以包括以下步骤：

s110：获得发电机组的负荷状态。

在发电机组启停过程中，在汽机没有达到正常运行工况下，除氧器及汽机轴封供汽由辅汽提供。

辅助蒸汽系统的功能是把由辅助锅炉或启动扩容器产生的蒸汽、主蒸汽减压减温蒸汽以及汽轮机高压缸抽汽来的辅助蒸汽分配到以下各用户：

机组启动和停运过程中、汽轮机跳闸或甩负荷至厂用电瞬态工况、紧急停堆、正常余热导出时向除氧器提供加热蒸汽；

机组启动和停运过程中向汽轮机轴封系统供汽。

s120：根据负荷状态选择相应的控制方案。

在本实施例中，根据发电机组的负荷状态，控制方案可以包括4种情况：

1)当发电机组的负荷为小于或等于7％时，辅助蒸汽由启动锅炉供汽，辅助蒸汽的压力为1.8mpa，温度250℃～290℃；

汽机停运时，或者发电机组的负荷为小于或等于7％时，辅助蒸汽主要由启动锅炉供汽，(压力1.8mpa，温度274℃)蒸汽通过高压辅汽联箱，没有减压、没有减温进入高压辅汽母管，再通过10lbg30aa201阀减压和10lce60aa202减温后进入低压辅汽联箱(压力1.2mpa，温度188℃),高压辅汽提供除氧器和汽机轴封用汽系统，低压辅汽提供低压加热器及采暖站系统。

2)当发电机组的负荷为大于7％且小于或等于20％时，辅助蒸汽由扩容器供汽，辅助蒸汽的压力为1.8mpa，温度200℃～240℃；

当发电机组的负荷为大于7％且小于或等于20％时，辅助蒸汽主要由启动扩容器供汽，(压力1.8mpa，温度207℃～239℃)，没有减压、没有减温进入高压辅汽联箱，再通过10lbg30aa201阀减压和10lce60aa202减温后进入低压辅汽联箱(压力1.2mpa，温度188℃),提供除氧器和汽机轴封用汽系统。

3)当发电机组的负荷为大于20％且小于或等于75％时，辅助蒸汽由主蒸汽供汽，辅助蒸汽的压力为14mpa，温度470～510℃；

当发电机组的负荷为大于20％且小于或等于75％时，辅助蒸汽主要由主蒸汽供汽，(压力14mpa，温度487℃)，通过10lba62aa202阀减压、10lce60aa203阀减温进入高压辅汽联箱(压力1.8mpa，温度274℃)，再通过10lbg30aa201阀减压和10lce60aa202减温后进入低压辅汽联箱(压力1.2mpa，温度188℃),高压辅汽提供除氧器和汽机轴封用汽系统，低压辅汽提供低压加热器及采暖站系统。

4)当发电机组的负荷为大于75％时，辅助蒸汽由主蒸汽供汽，辅助蒸汽的压力为14mpa，温度470～510℃。

当发电机组的负荷为大于75％时，辅汽主要通过高压缸排汽供汽，主蒸汽(14mpa(a)，485℃)通过10lba62aa201阀减压、10lce60aa201阀减温后进入低压辅汽联箱(压力1.2mpa，温度188℃),提供相关低压蒸汽用户(采暖站系统等)。

s130：根据控制方案对辅助蒸汽系统进行控制，以使低压联箱的压力、温度及焓值在预设范围内。

可选地，低压联箱的预设范围包括：压力为1.0～1.5mpa、温度为160～220℃，焓值为2500～3000kj/kg。

优选地，低压联箱的预设范围包括：压力为1.2mpa、温度为188℃，焓值为2760kj/kg。

本实施例的控制方法，既要保持高压联箱压力和温度，保持低压联箱压力和温度，又要控制调节阀后热焓值在2760kj/kg，除了上面所给出的压力控制模拟图外，还有考虑采用能量平衡方法的喷水调节阀的控制。

可选地，采用能量平衡方法，采集喷水流量作为被调量，将喷水量作为过程控制量，喷水调节阀作为控制对象，形成控制的闭环系统，以控制低压联箱焓值在预设范围，具体请参阅图3和图4。

需要说明的是，图3图4中的部分字符代表以下含义：

ⅱ.2个压力变送器故障

ⅲ.2个温度仪表故障

ⅻ.汽轮机跳闸

ⅹⅲ.甩负荷至厂用电

ⅹⅳ.主蒸汽至低压辅汽联箱降压调节阀后温度高

ⅹⅴ.主蒸汽至低压辅汽联箱降压调节阀位＞3％

ⅹⅵ.主蒸汽至低压辅汽联箱减温水调节阀后温度

ⅹⅶ.主蒸汽至低压辅汽联箱减温水调节阀阀位

根据热平衡和质量平衡，阀前输入蒸汽的质量流量和焓值乘积加减温水质量流量和焓值的乘积，等于阀后混合后的蒸汽的质量流量和焓值的乘积。由此推导出减温水质量流量为输入蒸汽质量流量与输入蒸汽焓值、减温水焓值及输出蒸汽焓值的函数。

可选地，通过热平衡及质量平衡算法，得到喷水质量流量：mchc maha＝mbhb；mbhb＝mahb mchb；mchc maha＝mahb mchb；

mchc-mchb＝mahb-maha；mc＝ma(ha-hb)/(hb-hw)；其中，ma为进口质量流量；ha为进口蒸汽热焓；mc为喷水质量流量；hc为喷水热焓；mb为出口蒸汽质量流量；hb为出口蒸汽热焓。

通过热平衡及质量平衡算法，得到喷水质量流量给定值mc，该式子中，高压联箱到低压联箱10lbg30aa201阀前的压力和温度可以实时通过10lbg20cp001、10lbg20ct001获得，阀后的压力和温度可以实时通过10lbg30cp011、10lbg30ct011获得，喷水后压力、温度可以实时通过10lce60cp002、10lce60ct001获得，

蒸汽流量可通过以下式子得到：

fs＝kd*kds*p/509*k1；

其中，fs：辅助蒸汽流量，单位kg/s；

kd：阀门特性曲线中阀位对应的通流百分数，例如50％对应是50；

kds：阀门通流常数，一般是352.8；

p：蒸汽辅助联箱蒸汽压力，单位bar；

k1：系数，k1＝0.031*a-18.5；a为阀前焓值，通过蒸汽焓值计算可得。

本实施例主要针对高压联箱供汽到低压联箱的压力、温度控制。一般情况下，蒸汽从高压联箱进入到低压联箱只要通过10lbg30aa201阀减压到1.2mpa，通过10lce60aa201阀减温到188℃，满足低压辅汽提供低压加热器及采暖站系统用气需求。一般情况低压辅汽是饱和蒸汽，只要控制压力在1.2mpa，温度自然控制在188℃.见附图5。

需要说明的是，图5中的部分字符代表以下含义：

ⅰ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减温水调节阀位

ⅱ.2个压力变送器故障

ⅲ.2个温度仪表故障

ⅳ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减温水流量

ⅴ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减温水温度

ⅵ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减温水压力

ⅶ.高压辅汽联箱压力

ⅷ.高压辅汽联箱温度

ⅸ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减压调节阀阀位

ⅹ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减压调节阀后温度高

ⅺ.高压辅汽联箱至低压辅汽联箱减压调节阀阀位＞3％

本申请还提出一种辅助蒸汽系统，应用上述发电机组辅汽联箱控制方法，辅助蒸汽系统包括四组减压减温装置，分别为：两组主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置，其中一组用于机组启停，另一组用于汽轮机跳闸或甩负荷至厂用电瞬态工况、紧急停堆时除氧器保压；主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置用于将主蒸汽通过第一气阀减压减温为高压辅助蒸汽；主蒸汽至低压辅汽联箱的减压减温装置，用于将主蒸汽通过第二气阀减压减温为低压辅助蒸汽；高压辅汽联箱至低压辅汽联箱的减压减温装置，用于将高压辅助蒸汽经过第一气阀或者第二气阀减压减温为低压辅助蒸汽。

现有技术中的一些控制方法，系统简单，温度仅用于显示，运行稳定；而本实施例提出的控制方法，不但要求压力在1.2mpa、温度188℃，还要求其焓值控制在2760kj/kg，对发电机组辅汽联箱的控制更加精确。

可选地，主蒸汽为14mpa(a)，485℃；高压辅助蒸汽为1.8mpa(a)，274℃；低压辅助蒸汽为1.2mpa(a)，188℃。

可选地，减压减温装置包括减压调节阀、减温水气动调节阀和减温水气动隔离阀。

辅助蒸汽系统设置有四组减压减温装置：主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置(两组，其中一组用于机组启停，另一组用于汽轮机跳闸或甩负荷至厂用电瞬态工况、紧急停堆时除氧器保压)、主蒸汽至低压辅汽联箱的减压减温装置、高压辅汽联箱至低压辅汽联箱的减压减温装置。

主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置设置在汽轮机厂房内，将主蒸汽(14mpa(a)，485℃)通过10lba62aa202阀或10lba62aa203阀减压减温为高压辅助蒸汽(1.8mpa(a)，274℃)。每组主蒸汽至高压辅汽联箱的减压减温装置主要由一个减压调节阀、减温水气动调节阀和减温水气动隔离阀组成。

主蒸汽至低压辅汽联箱的减压减温装置设置在汽轮机厂房内，将主蒸汽

(14mpa(a)，485℃)通过10lba62aa201阀减压减温为低压辅助蒸汽(1.2mpa(a)，188～190℃)。主蒸汽至低压辅汽联箱的减压减温装置主要由一个减压调节阀、减温水气动调节阀和减温水气动隔离阀组成。

高压辅汽联箱至低压辅汽联箱的减压减温装置设置在汽轮机厂房内，将高压辅助蒸汽(1.8mpa(a)，207-274℃)通过10lbg30aa201阀、10lce60aa202阀减压减温为低压辅助蒸汽(1.2mpa(a)，188℃)。高压辅汽联箱至低压辅汽联箱的减压减温装置主要由一个减压调节阀、减温水气动调节阀和减温水气动隔离阀组成。

本申请提出发电机组辅汽联箱控制方法和辅助蒸汽系统，发电机组辅汽联箱控制方法包括：获得发电机组的负荷状态；根据负荷状态选择相应的控制方案；根据控制方案对辅助蒸汽系统进行控制，以使低压联箱的压力、温度及焓值在预设范围内。通过上述方式，本申请不仅可以对联箱的温度和压力进行控制，还可以使焓值也保持在预设范围内，从而满足工程工艺。

可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。文中所使用的步骤编号也仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。