專利名稱：純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，尤其是一種純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)
調(diào)節(jié)裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
水泥、玻璃、冶金等行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種不同參數(shù)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(fèi)，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(jìn)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(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)作為該過程中的余熱回收裝置起著非常重要的作用?，F(xiàn)有的余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)不能有效調(diào)節(jié)蒸汽，導(dǎo)致蒸汽的不穩(wěn)定，未能完全實(shí)現(xiàn)補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的性能，從而影響汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和余熱利用的效率。

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


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中進(jìn)汽管路1、補(bǔ)汽管路2、進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3、補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4、轉(zhuǎn)速傳感器5、進(jìn)汽壓力變送器6、補(bǔ)汽壓力變送器7、控制單元8、第二控制單元9、電液轉(zhuǎn)換器10、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)11、離心螺旋式汽水分離器12、速關(guān)閥13。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)施例所描述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，它主要包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在汽輪機(jī)進(jìn)汽管路1上的進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3，以及設(shè)置在汽輪機(jī)補(bǔ)汽管路2上的補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4，所述進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3與兩個測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器5信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器5為進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3提供調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速信號，轉(zhuǎn)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(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3工作，組成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)；進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3還與設(shè)置在進(jìn)汽管路1上的進(jìn)汽壓力變送器6信號連接，該進(jìn)汽壓力變送器6的信號輸入所述控制單元8組成前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)內(nèi)。補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4與設(shè)置在補(bǔ)汽管路2上的補(bǔ)汽壓力變送器7信號連接，該補(bǔ)汽壓力變送器7為補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4提供調(diào)節(jié)所需的壓力信號，補(bǔ)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(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4工作，組成補(bǔ)汽控制系統(tǒng)，從而可有效防止電氣干擾，即使進(jìn)汽控制的控制單元8發(fā)生異常時，也能有效保證補(bǔ)汽系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證汽輪機(jī)最大化的正常工作。其中上述的調(diào)節(jié)閥都為液動調(diào)節(jié)閥，其上連接有相配合的液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)ll，控制單元8與第二控制單元9通過電液轉(zhuǎn)換器10與液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)11電連接，并控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥工作。為了在緊急情況下迅速切斷蒸汽，保證汽輪機(jī)的安全，本調(diào)節(jié)裝置還包括設(shè)置在進(jìn)汽管路1和補(bǔ)汽管路2上的速關(guān)閥13。所述的補(bǔ)汽管路2上設(shè)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(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置的控制方法，它采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，其特征是在進(jìn)汽管路1上設(shè)置進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3，并以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制；同時在補(bǔ)汽管路2上設(shè)置補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4，并以補(bǔ)汽管路2內(nèi)的壓力作為反饋信號，對補(bǔ)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制。為了獲得更好控制效果，在進(jìn)汽管路1上設(shè)置進(jìn)汽壓力變送器6檢測進(jìn)汽管路1內(nèi)的壓力信號，并與給定壓力信號對比處理后作為轉(zhuǎn)速的給定信號，對進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3進(jìn)行串級控制。 工作時，來自工廠的兩路余熱蒸汽，一路為進(jìn)汽管路1上的主蒸汽，其經(jīng)進(jìn)汽速關(guān)閥13進(jìn)入進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3，工作時，控制單元8接收兩個轉(zhuǎn)速傳感器5信號并與轉(zhuǎn)速設(shè)定值比較，輸出執(zhí)行電流信號，該信號經(jīng)進(jìn)汽電液轉(zhuǎn)換器io轉(zhuǎn)換成二次油壓，二次油壓通過進(jìn)汽液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)11操縱進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3，該部分為轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。前壓調(diào)節(jié)作為串級控制在前述的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，控制單元8將接收到的進(jìn)汽進(jìn)汽壓力變送器6信號與壓力設(shè)定值比較后輸出控制電流信號，該信號作為轉(zhuǎn)速控制的給定信號控制進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3的開度。如進(jìn)汽壓力增大時，進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3開大，負(fù)荷隨之增大，進(jìn)汽壓力回到設(shè)定值；反之，當(dāng)進(jìn)汽壓力減小時，進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥3關(guān)小，負(fù)荷隨之減小，進(jìn)汽壓力回到設(shè)定值。本實(shí)施例中涉及的電液轉(zhuǎn)換器10等液壓油路控制技術(shù)為該領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，在此不加累述。
另一路為補(bǔ)汽蒸汽，經(jīng)離心螺旋式汽水分離器12、補(bǔ)汽速關(guān)閥13進(jìn)入汽輪機(jī)補(bǔ)汽口 ，工作時，第二控制單元9接收補(bǔ)汽壓力變送器7信號，并與補(bǔ)汽壓力設(shè)定值比較輸出控
制電流信號，該信號經(jīng)補(bǔ)汽電液轉(zhuǎn)換器io轉(zhuǎn)換成二次油壓，二次油壓通過補(bǔ)汽液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)11操縱補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4的開度。當(dāng)補(bǔ)汽壓力上升或下降時，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥4相應(yīng)開大或關(guān)小，使補(bǔ)汽壓力回到設(shè)定值。從而有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在保證進(jìn)汽、補(bǔ)汽系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時，亦實(shí)現(xiàn)了進(jìn)汽、補(bǔ)汽的自動控制，達(dá)到余熱蒸汽的綜合利用，從而使余熱利用效率達(dá)到最高。
權(quán)利要求
一種純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，它主要包括調(diào)節(jié)閥，其特征是所述調(diào)節(jié)閥包括設(shè)置在汽輪機(jī)進(jìn)汽管路上的進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，以及設(shè)置在汽輪機(jī)補(bǔ)汽管路上的補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥，所述進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥與至少一個測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器信號連接，該轉(zhuǎn)速傳感器為進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速信號；所述補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在補(bǔ)汽管路上的補(bǔ)汽壓力變送器信號連接，該補(bǔ)汽壓力變送器為補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥提供調(diào)節(jié)所需的壓力信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸入一控制單元，該控制單元控制進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥工作，組成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)； 所述進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在進(jìn)汽管路上的進(jìn)汽壓力變送器信號連接，該進(jìn)汽壓力變送器的信 號輸入所述控制單元組成前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并作為串級控制集成在所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 補(bǔ)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(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥工作，組成補(bǔ) 汽控制系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 的調(diào)節(jié)閥為液動調(diào)節(jié)閥，其與相配合的液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，所述控制單元與第二控制單 元通過電液轉(zhuǎn)換器與液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接，并控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥工作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置， 其特征是還包括設(shè)置在進(jìn)汽管路和補(bǔ)汽管路上的速關(guān)閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述 的補(bǔ)汽管路上設(shè)有離心螺旋式汽水分離器。
7. —種如權(quán)利要求1所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置的控制方法， 它采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，其特征是在進(jìn)汽管路上設(shè)置進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制；同時在補(bǔ)汽管路上設(shè)置補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥，并以補(bǔ)汽管路 內(nèi)的壓力為反饋信號，對補(bǔ)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的純低溫余熱利用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其 特征是在進(jìn)汽管路上設(shè)置進(jìn)汽壓力變送器檢測進(jìn)汽管路內(nèi)的壓力信號，并與給定壓力信號 對比處理后作為轉(zhuǎn)速的給定信號，對進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)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(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)裝置，它主要包括設(shè)置在汽輪機(jī)進(jìn)汽管路上的進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，以及設(shè)置在汽輪機(jī)補(bǔ)汽管路上的補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥，進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥與至少一個測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器信號連接，補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥與設(shè)置在補(bǔ)汽管路上的補(bǔ)汽壓力變送器信號連接。其控制方法采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽量，在進(jìn)汽管路上設(shè)置進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，并以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為反饋信號，對進(jìn)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制；同時在補(bǔ)汽管路上設(shè)置補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥，并以補(bǔ)汽管路內(nèi)的壓力為反饋信號，對補(bǔ)汽量進(jìn)行閉環(huán)控制。本發(fā)明在保證進(jìn)汽、補(bǔ)汽系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時，亦實(shí)現(xiàn)了進(jìn)汽、補(bǔ)汽的自動控制，達(dá)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(quán)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