一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置，属于火电厂模拟技术领域。


背景技术：

2.火电厂工作人员的初级培训和高级培训中，培训内容包括：火电厂各设备的调校、各设备至dcs/plc机柜的接线、熟悉dcs/plc软硬件、熟悉dcs/plc的控制、保护和自动调节功能，还包括串级、三冲量等高级控制技术培训。
3.目前很多火电厂缺乏用于培训工作人员的装置，针对热工设备、热工仪表、dcs/plc的相关培训只能依照实际生产线进行，给培训工作带来很多困扰，进行培训的工作人员传达的培训内容空洞又枯燥，接受培训的工作人员不能上手实操，不能准确理解培训内容。有部分火电厂引进了给水模拟控制和故障诊断装置用于培训，目前采用的给水模拟控制和故障诊断装置包括了常见的热工设备、热工仪表和dcs/plc机柜，然而仅对热工设备、热工仪表和dcs/plc机柜的基本结构和简单工艺进行展示，缺乏让参与培训人员实际动手接线、搭建设备、调校设备、模拟控制、故障诊断的培训，更缺乏运用dcs和plc控制系统进行多种控制策略模拟、故障诊断的培训。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置，将热工设备、热工仪表与dcs/plc控制系统连接，实现多种控制策略。为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
5.本实用新型提供了一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置，包括控制器和三层布置的热工设备，所述热工设备包括置于底层的储水箱，置于中间层的下水箱、电加热水箱、除氧器水箱和换热器，以及置于顶层的上水箱；
6.所述储水箱通过管道连接下水箱和上水箱，所述管道还连接电加热水箱、除氧器水箱和换热器，所述管道上设有阀门，由阀门控制流体流入各热工设备；所述管道上还设有热工仪表，所述热工仪表与所述控制器通信连接；
7.所述储水箱的出水管道上设有与所述控制器通信连接的泵和气动调节阀，所述泵包括工频泵和变频泵；所述除氧器水箱的出水管道上设有与所述控制器通信连接的变频泵和电动调门。
8.优选地，所述阀门还能够为流体流动增加扰动。
9.进一步地，所述热工仪表包括压力变送器、流量变送器、液位变送器和热电阻。
10.进一步地，所述液位变送器设置在管道上，还设置在上水箱、下水箱、储水箱、电加热水箱和除氧器水箱的侧壁上。
11.进一步地，所述热工仪表还包括用于检测流体温度的热电阻，所述热电阻与所述控制器通信连接。
12.进一步地，所述热电阻设置在上水箱和下水箱的侧壁上、换热器的热出管道和热进管道的侧壁上、换热器的冷进管道和冷出管道的侧壁上、电加热水箱内胆的侧壁上。
13.进一步地，所述压力变送器设置在储水箱的出水管道和除氧器水箱的出水管道上。
14.优选地，所述热工仪表还包括流量变送器和压力指示器。
15.优选地，所述储水箱出水管道上设有流量变送器和压力变送器。
16.进一步地，所述储水箱的出水管道上设有并联的储水箱出水支路一和储水箱出水支路二，两支路分别从储水箱流出，共同汇入储水箱的出水管道。
17.进一步地，所述储水箱出水支路一上设有工频泵a，所述工频泵a的出口设有电动调门，所述电动调门与所述控制器通信连接，以实现出水管道的液位、流量和储水箱的水位的调节。
18.优选地，所述工频泵a的启停由所述控制器控制。
19.进一步地，所述储水箱出水支路二上设有变频泵b，所述变频泵b的出口设有泵出口电动门，所述变频泵b、泵出口电动门与所述控制器通信连接，以实现出水管道的液位、流量和储水箱的水位的调节。
20.优选地，所述工频泵a和变频泵b的出口处分别设有压力指示器。
21.优选地，所述除氧器水箱出水管道上依次设置有变频泵c、电动调门以及压力指示器、流量变送器和压力变送器，能够通过调节变频泵c的频率和电动调门实现出水管道的液位、流量和除氧器水箱的水位的调节。
22.进一步地，所述电加热水箱出热水的管路上设有与所述控制器通信连接的变频泵d，所述变频泵d将热水泵入所述换热器后回流至所述电加热水箱。
23.优选地，所述变频泵d的出口处设有压力指示器。
24.优选地，所述储水箱包括用于排空的排水阀。
25.优选地，所述储水箱和所述除氧器水箱的出水管道上还包括循环支路，所述循环支路分别将出水循环回到储水箱和除氧器水箱，所述循环支路上设有再循环调节阀。
26.优选地，所述电加热水箱设置有溢流管，所述溢流管连接所述储水箱。
27.优选地，所述电加热水箱的进水管道上设有气动调节阀，所述气动调节阀连接所述控制器。
28.进一步地，所述控制器设于dcs/plc机柜内。
29.优选地，所述控制器为dcs或plc。
30.与现有技术相比，本实用新型实施例所提供的一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置所达到的有益效果包括：
31.本实用新型包括控制器和三层布置的热工设备，热工设备包括置于底层的储水箱，置于中间层的下水箱、电加热水箱、除氧器水箱和换热器，以及置于顶层的上水箱；所述储水箱通过管道连接下水箱和上水箱，所述管道还连接电加热水箱、除氧器水箱和换热器，所述管道上设有阀门，由阀门控制流体流入各热工设备；所述管道上还设有热工仪表，所述热工仪表与所述控制器通信连接；所述储水箱的出水管道上设有与所述控制器通信连接的泵和气动调节阀，所述泵包括工频泵和变频泵；所述除氧器水箱的出水管道上设有与所述控制器通信连接的变频泵和电动调门；本发明包括了热工设备、热工仪表，热工设备、热工
仪表与控制器连接，能够实现多种控制策略，能够让参与培训人员动手接线、搭建设备、调校设备、模拟控制、故障诊断，准确理解培训内容。
32.图1是本实用新型实施例1中提供的一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置的结构示意图。
33.图中：1、储水箱；2、下水箱；3、上水箱；4、电加热水箱；5、除氧器水箱；6、换热器；7-1、液位变送器；7-2、热电阻；7-3、流量变送器；7-4、压力变送器；7-5、压力指示器；8-1、气动调节阀；8-2、电动调门；8-3、泵出口电动门；8-4、再循环调节阀；9-1、工频泵；9-2b、变频泵b；9-2c、变频泵c；9-2d、变频泵d。
具体实施方式
34.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.如图1所示，一种新型火电厂给水模拟控制和故障诊断装置，包括控制器、热工设备和热工仪表。热工设备呈三层布置，包括置于底层的储水箱1，置于中间层的下水箱2、电加热水箱4、除氧器水箱5和换热器6，以及置于顶层的上水箱3。热工仪表包括液位变送器7-1、热电阻7-2、流量变送器7-3、压力变送器7-4和压力指示器7-5。热工仪表与控制器通信连接。管道上设有阀门和泵，阀门包括手动阀门、气动调节阀8-1和电动调门8-2，用于控制流体流入各热工设备演变成各种回路，并提供扰动。气动调节阀和电动调门与控制器通信连接。
36.需要说明的是，液位变送器7-1设置在管道上，还设置在上水箱3、下水箱2、储水箱1、电加热水箱4和除氧器水箱5的侧壁上。压力变送器7-4设置在储水箱1的出水管道和除氧器水箱5的出水管道上。
37.储水箱1的出水管道上设有并联的储水箱1出水支路一和储水箱1出水支路二，两支路分别从储水箱1流出，共同汇入储水箱1的出水管道。储水箱1出水支路一上设有工频泵9-1，工频泵9-1的出口设有电动调门8-2，工频泵9-1的启停由控制器控制。电动调门8-2与控制器通信连接，以实现储水箱1出水管道的液位、流量以及储水箱1水位的调节，还能够提供扰动。储水箱1出水支路二上设有变频泵b 9-2b，变频泵b 9-2b的出口设有泵出口电动门8-3，变频泵b 9-2b、泵出口电动门8-3与控制器通信连接，以实现储水箱1出水管道的液位、流量和储水箱1水位的调节，同时泵出口电动门8-3还能够提供扰动。储水箱1的出水管道上依次设有流量变送器7-3、压力变送器7-4和气动调节阀8-1，能够分别通过支路一、支路二和气动调节阀8-1调节储水箱1出水管道的液位、流量和储水箱1水位。储水箱1的出水管道上还包括循环支路，循环支路设置在流量变送器7-3之前，循环支路另一端连接储水箱1，用于将出水循环回到储水箱1，循环支路上设有再循环调节阀8-4。储水箱1还配置有用于排空的排水阀。
38.需要说明的是，工频泵9-1和变频泵b 9-2b的出口处分别设有压力指示器7-5。
39.上水箱3包括并联的两个水箱，下水箱2有一个。上水箱3的出水管道包括连接储水箱1的支路和连接下水箱2的支路，通过手动阀门切换支路。上水箱3和下水箱2通过管路与储水箱1连接，通过工频泵9-1和/或变频泵b 9-2b以及阀门进行单容、双容和三容液位定制控制，水箱液位串级控制，上水箱3液位与电动调门8-2支路流量的串级控制，上水箱3液位
与变频泵b 9-2b支路流量的串级控制，下水箱2液位与电动调门8-2支路流量的串级控制，下水箱2液位与变频泵b 9-2b支路流量的串级控制，能够实现下水箱2液位的前馈-反馈控制。
40.电加热水箱4的进水由储水箱1提供，进水管道上设有气动调节阀8-1，气动调节阀8-1连接控制器，用于调节管道内液位、流量和输送压力。电加热水箱4出热水的管路上设有变频泵d 9-2d，变频泵d 9-2d将热水泵入换热器6后回流至电加热水箱4。变频泵d 9-2d与控制器通信连接，实现换热器6出水口水温与热水流量串级控制以及换热器6出水口水温与锅炉内胆水温的串级控制。储水箱1的出水经管道流经工频泵9-1和/或变频泵b 9-2b以及阀门进入换热器6，与热水发生热交换后输送至上水箱3和下水箱2，实现水箱静态、动态水温定制控制。上水箱3和下水箱2的侧壁上、换热器6的热出管道和热进管道的侧壁上、换热器6的冷进管道和冷出管道的侧壁上、电加热水箱4内胆的侧壁上均设有用于检测流体温度的热电阻7-2，能够实现换热器6水温的前馈-反馈控制。
41.需要说明的是，变频泵d 9-2d的出口处设有压力指示器7-5。电加热水箱4还设置有溢流管，溢流管连接储水箱1。
42.除氧器水箱5出水管道上依次设置有变频泵c 9-2c、电动调门8-2以及压力指示器7-5、流量变送器7-3和压力变送器7-4，能够通过调节变频泵c 9-2c的频率和电动调门8-2实现除氧器水箱5出水管道的液位、流量和除氧器水箱5水位的调节。除氧器水箱5的出水能够输送至电加热水箱4，能够输送至换热器6，还能够输送至上水箱3、下水箱2，由手动阀门进行输送目的地的选择。除氧器水箱5出水管道上还设有循环支路，循环支路将出水循环回到除氧器水箱5，循环支路上设有再循环调节阀8-4。
43.控制器设于dcs/plc机柜内。控制器为dcs或plc。
44.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。