基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控制装置及方法与流程

1.本发明属于火电厂节能技术领域，涉及一种基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控制装置及方法。


背景技术：

2.现大部分发电厂除氧器水位控制方式均采用凝结水泵转速控制流量与除氧器上水调阀流量控制两种方式相结合的办法，大负荷工况下直接采用凝结水泵转速调节控制流量，低负荷工况下则采用除氧器上水调阀节流方式控制流量，但无论哪种方式均采用缩径调门进行除氧器水位控制，根据现有系统设计方式，除氧器上水调阀均采用缩径，会导致除氧器水位控制过程中管道系统沿程阻力增大；沿程阻力增大会导致凝结水泵耗电率升高，机组经济性下降。现大部分电厂除氧器水位控制调节阀均采用缩径阀门。
3.为进一步实现节能减排，大部分电厂为解决凝结水泵在低负荷耗电率偏高的问题，采用凝结水泵变频方式调节转速和除氧器水位调节阀全开两种手段，降低凝结水泵耗电率。现有除氧器水位控制调阀大多采用缩径调阀进行控制，无论是凝结水泵转速变化还是除氧器水位调节阀全开都会产生不可避免的缩径节流损失，如果简单更换通径阀门，则可能出现凝结水母管压力过低和通径阀门运行工况不满足设计要求的现象。采用除氧器水位新型控制装置，可以避免调节阀结构带来的节流损失，同时保证凝结水最低运行压力安全可控，提高机组的发电功率，降低汽轮机热耗率，提高火电机组运行经济性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控制装置及方法，本发明基于凝结水泵转速变频调节技术，合理利用设备改造和运行方式优化，提高火电机组的经济性。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控制装置，包括：
7.可调减压阀，所述可调减压阀的入口连接进水管道，出口连接通径调节阀；
8.通径调节阀，所述通径调节阀的入口连接可调减压阀；通径调节阀的出口连接出水管道；
9.压力控制系统，所述压力控制系统设置在所述可调减压阀的进水管道上以及通径调节阀的进水管道和出水管道上，用于控制可调减压阀和通径调节阀的入口压力；
10.流量控制系统，所述流量控制系统设置在所述可调减压阀的进水管道上，用于控制可调减压阀和通径调节阀的入口流量。
11.本发明进一步的改进在于：
12.所述出水管道的出口还连接低压加热器。
13.所述压力控制系统包括设置在可调减压阀入口管路上的第一压力测量装置，设置在通径调节阀入口管路上的第二压力测量装置以及设置在通径调节阀出口管路上的第三
压力测量装置。
14.所述第一压力测量装置与第一信号处理器电连接，第一信号处理器与可调减压阀电连接。
15.所述第二压力测量装置和第三压力测量装置同时与第二信号处理器电连接，第二信号处理器电连接可调减压阀。
16.所述流量控制系统包括设置在可调减压阀入口管路上的流量测量装置和凝结水泵转速调节控制器。
17.所述流量测量装置上连接有第三信号处理器.
18.所述第四信号处理器同时与凝结水泵转速调节控制器和通径调节阀电连接。
19.一种基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控制方法，包括以下步骤：
20.根据第一压力测量装置，测得可调减压阀入口压力信号p1，入口压力信号p1进入第一信号处理器进行处理；第二压力测量装置，测得可调减压阀出口压力信号p2，第三压力测量装置，测得通径调节阀出口压力信号p3，压力信号p2和p3进入第二信号处理器进行处理；
21.凝结水泵变频运行方式下：
22.若可调减压阀入口压力高于凝结水系统最低允许压力，则第一信号处理器形成开阀指令d1，传输到可调减压阀控制阀门开启；若可调减压阀入口压力低于凝结水系统最低允许压力，第一信号处理器形成关阀指令d2，传输到可调减压阀控制阀门关闭；
23.凝结水泵工频运行方式下：
24.若通径调节阀进出口压差低于其设计最高压差，则可调减压阀逐渐开启，第二信号处理器形成开阀指令d1，传输到可调减压阀控制阀门开启；若通径调节阀进出口压差高于其设计最高压差，则可调减压阀逐渐关闭，第二信号处理器形成关阀指令d2，传输到可调减压阀控制阀门关闭；
25.通径调节阀及凝结水泵转速调节控制器的流量控制方法：
26.根据流量测量装置，测得可调减压阀入口流量信号f1，入口流量信号f1进入第三信号处理器进行处理，第三信号处理器同时将指令送至凝结水泵转速调节控制器和通径调节阀；
27.凝结水泵变频运行方式下：入口流量信号f1低于系统运行所需流量，则第三信号处理器形成增加流量指令e1，传输到凝结水泵转速调节控制器控制转速增加从而增大流量；入口流量信号f1高于系统运行所需流量，则第三信号处理器形成增加流量指令e12，传输到凝结水泵转速调节控制器控制转速减小从而减少流量；
28.凝结水泵工频运行方式下：
29.入口流量信号f1低于系统运行所需流量，则第三信号处理器形成增加流量指令e1，传输到通径调节阀控制阀门开启从而增大流量；入口流量信号f1高于系统运行所需流量，则第三信号处理器形成增加流量指令e12，传输到通径调节阀控制阀门关闭从而减小流量。
30.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
31.本发明在大负荷工况下，凝结水通过可调减压阀和通径调节阀进入凝结水系统，消除缩径阀门带来的节流损失；凝结水泵工频方式运行工况下，可调减压阀兼顾凝结水母
管参数和通径调节阀入口参数，使之符合设计范围。
附图说明
32.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
33.图1为本发明实施例燃煤电厂采用的基于凝结水转速调节技术的火电厂除氧器水位新型控制装置示意图。
34.其中：1
‑
可调减压阀；2
‑
通径调节阀；3
‑
进水管道；4
‑
出水管道；5
‑
压力控制系统；6
‑
流量控制系统；7
‑
低压加热器；8
‑
第一信号处理器；9
‑
第二信号处理器；10
‑
第三信号处理器；11
‑
凝结水泵转速调节控制器。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
42.参见图1，本发明实施例公开了一种基于凝结水转速调节的火电厂除氧器水位控
制装置，包括可调减压阀1；通径调节阀2；进水管道3；出水管道4；压力控制系统5；流量控制系统6；低压加热器7；第一信号处理器8；第二信号处理器9；第三信号处理器10；凝结水泵转速调节控制器11。
43.凝结水通过可调减压阀1调节，减压阀后凝结水进入通径调节阀2，凝结水流经本流量控制装置可以最大程度降低节流损失，凝结水通过出水管道4进入低价加热器7，回到汽机凝结水系统。
44.凝结水泵变频运行方式，凝结水流量通过凝结水泵转速调节控制器11动态调整，凝结水母管压力通过可调减压阀1调整，凝结水通过进水管道3，先流经可调减压阀1，然后流过通径调节阀2，经过出水管道4到达低压加热器7。当可调减压阀1入口的凝结水母管压力高于最低允许压力，凝结水通过进水管道3到达可调减压阀1，此时可调减压阀1和通径调节阀2均全开，保证凝结水管道获得最小沿程阻力以实现节能效果；当可调减压阀1入口的凝结水母管压力低于系统最低允许压力时，凝结水压力信号传送至第一信号处理器8，产生相应的调节指令并送至可调减压阀1并使其调节凝结水母管压力并满足运行要求。通过上述调节满足凝结水泵变频运行方式下，在达到最小节流损失的同时，满足凝结水母管压力不低于最低允许压力的要求。
45.凝结水泵工频运行方式，凝结水流量通过可调减压阀1和通径调节阀2共同调整，通径调节阀2进出口压差通过可调减压阀调整，凝结水通过进水管道3，先流经可调减压阀1，然后流过通径调节阀2，经过出水管道4到达低压加热器7。若可调减压阀1出口压力与通径调节阀2出口压力差值小于设计最大允许压差，可调减压阀1缓慢开启，直至其压差等于通径调节阀2的设计最大压差，此时凝结水流量通过通径调节阀2调整并满足运行要求；若可调减压阀1出口压力与通径调节阀2出口压力差值大于设计最大允许压差，可调减压阀1缓慢关闭，直至通径调节阀2进出口压差小于其设计最大压差，此时凝结水流量通过通径调节阀2调整并满足运行要求。通过上述调节满足凝结水泵工频运行方式下，在达到最小节流损失的同时，满足通径调节阀2进出口压差始终在设计范围内的控制要求。
46.可调减压阀1的压力控制逻辑如下：根据第一压力测量装置51，测得可调减压阀1入口压力信号p1，入口压力信号p1进入第一信号处理器8进行处理；第二压力测量装置52，测得可调减压阀1出口压力信号p2，第三压力测量装置53，测得通径调节阀3出口压力信号p3，压力信号p2和p3进入第二信号处理器9进行处理；凝结水泵变频运行方式下：若可调减压阀1入口压力高于凝结水系统最低允许压力，则第一信号处理器8形成开阀指令d1，传输到可调减压阀1控制阀门开启；若可调减压阀1入口压力低于凝结水系统最低允许压力，第一信号处理器8形成关阀指令d2，传输到可调减压阀1控制阀门关闭。凝结水泵工频运行方式下：若通径调节阀2进出口压差低于其设计最高压差，则可调减压阀1逐渐开启，第二信号处理器9形成开阀指令d1，传输到可调减压阀1控制阀门开启；若通径调节阀2进出口压差高于其设计最高压差，则可调减压阀1逐渐关闭，第二信号处理器9形成关阀指令d2，传输到可调减压阀1控制阀门关闭。
47.通径调节阀2及凝结水泵转速调节控制器11的流量控制逻辑如下：根据流量测量装置61，测得可调减压阀1入口流量信号f1，入口流量信号f1进入第三信号处理器10进行处理，第三信号处理器10同时将指令送至凝结水泵转速调节控制器11和通径调节阀2，凝结水泵变频运行方式下：入口流量信号f1低于系统运行所需流量，则第三信号处理器10形成增
加流量指令e1，传输到凝结水泵转速调节控制器11控制转速增加从而增大流量；入口流量信号f1高于系统运行所需流量，则第三信号处理器10形成增加流量指令e12，传输到凝结水泵转速调节控制器11控制转速减小从而减少流量。凝结水泵工频运行方式下：入口流量信号f1低于系统运行所需流量，则第三信号处理器10形成增加流量指令e1，传输到通径调节阀2控制阀门开启从而增大流量；入口流量信号f1高于系统运行所需流量，则第三信号处理器10形成增加流量指令e12，传输到通径调节阀2控制阀门关闭从而减小流量。
48.本实施实例中，既可以保证凝结水在流经控制装置时可以获得最少的节流损失，同时可以保证凝结水母管压力高于系统允许最低值，在保证凝结水泵耗电率最低的前提下，提高机组的安全性。
49.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。