本發(fā)明涉及一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構及其調節(jié)方法。

背景技術：

工業(yè)供汽系統(tǒng)主要有一個汽源（一般為火力發(fā)電廠汽輪機抽汽）、供汽輸配管道、蒸汽用戶等組成，如申請?zhí)枮?01610425631.7的中國專利所示。工業(yè)抽汽汽源往往接帶有多家工業(yè)蒸汽用戶，且各家蒸汽用戶的用汽實時負荷具有差異性，這就給汽源端的調節(jié)帶來了困難。目前抽汽汽源的調節(jié)主要通過人工完成，即汽源端運行人員間隔一定時間內根據(jù)判斷蒸汽出口壓力及流量的變化，及經(jīng)驗判斷，人為設定汽源側抽汽調節(jié)閥的開度，這樣調節(jié)容易產(chǎn)生調節(jié)不及時造成蒸汽的節(jié)流損失或欠供，從而造成供汽的質量下降及能源的浪費。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構及其調節(jié)方法，很好地解決了工業(yè)抽汽汽源根據(jù)蒸汽用戶用熱需求實時調節(jié)的問題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構，包括汽輪機、汽源廠控制系統(tǒng)和工業(yè)蒸汽用戶；其特征在于：還包括汽源側蒸汽調節(jié)閥、減溫減壓器、信號分配器、抽汽調節(jié)閥控制裝置、閥位遠程監(jiān)測裝置和用戶側蒸汽調節(jié)閥；汽輪機的出口與汽源側蒸汽調節(jié)閥的入口連接；汽源側蒸汽調節(jié)閥的出口與減溫減壓器的入口連接；減溫減壓器的出口與用戶側蒸汽調節(jié)閥的入口連接；用戶側蒸汽調節(jié)閥的出口與工業(yè)蒸汽用戶的入口連接；汽源側蒸汽調節(jié)閥通過信號分配器分別與汽源廠控制系統(tǒng)和抽汽調節(jié)閥控制裝置連接；抽汽調節(jié)閥控制裝置與閥位遠程監(jiān)測裝置連接；用戶側蒸汽調節(jié)閥與閥位遠程監(jiān)測裝置連接；抽汽調節(jié)閥控制裝置與汽源廠控制系統(tǒng)連接。

本發(fā)明還包括截止閥；汽輪機的出口與截止閥的入口連接，截止閥的出口與汽源側蒸汽調節(jié)閥的入口連接。

本發(fā)明還包括逆止閥；汽源側蒸汽調節(jié)閥的出口與逆止閥的入口連接，逆止閥的出口與減溫減壓器的入口連接。

本發(fā)明還包括通訊裝置，抽汽調節(jié)閥控制裝置和閥位遠程監(jiān)測裝置均與通訊裝置連接。

一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構的調節(jié)方法，其特征在于：步驟如下：

抽汽調節(jié)閥控制裝置上電啟動，檢查輸入輸出通道及通訊正常后，采集當前汽源側蒸汽調節(jié)閥開度，然后開始一個循環(huán)：

循環(huán)步驟一、循環(huán)開始；

循環(huán)步驟二、允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，以響應汽源廠控制系統(tǒng)的通訊請求，汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷時，汽源廠控制系統(tǒng)主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥開度值；

循環(huán)步驟三、抽汽調節(jié)閥控制裝置通過閥位遠程監(jiān)測裝置循環(huán)采集各個用戶側蒸汽調節(jié)閥的閥位值并存儲；每個用戶側蒸汽調節(jié)閥的閥位值采集時間為固定值，在某個用戶側蒸汽調節(jié)閥的閥位采集期間超過固定時間閥位值仍未采集成功則標志為閥位反饋故障，并繼續(xù)采集下一個用戶側蒸汽調節(jié)閥的閥位；如果抽汽調節(jié)閥控制裝置遍歷各個閥位遠程監(jiān)測裝置后，閥位反饋故障總數(shù)超過設定值，則認為通訊故障，整個程序將停留在本步驟開始時的循環(huán)采集階段并發(fā)出通訊故障報警直至閥位反饋正常并進入循環(huán)步驟四；

循環(huán)步驟四、計算所采集的用戶側蒸汽調節(jié)閥的閥位值是否在合理范圍內，如是則返回循環(huán)步驟三，如否則即不允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷；

循環(huán)步驟五、計算各個用戶側蒸汽調節(jié)閥的加權平均開度，并找出開度最大或最小的閥門開度并記錄；

循環(huán)步驟六、判斷用戶側蒸汽調節(jié)閥的加權平均開度及最大或最小開度是否在合理范圍內，如是則再次允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，汽源廠控制系統(tǒng)主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥開度值；如否則計算汽源側抽汽調節(jié)閥合理開度的目標值，比較當前開度值并計算開啟至目標值的時間步長；

循環(huán)步驟七、再次允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，以響應汽源廠控制系統(tǒng)的通訊請求，汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷時，汽源廠控制系統(tǒng)主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥開度值，最后控制汽源側抽汽調節(jié)閥平穩(wěn)調節(jié)至合理開度的目標值；

循環(huán)步驟八、開啟計時器，在計時過程中等待汽源側抽汽調節(jié)閥開至目標值，當滿足計時結束或者當前閥位達到目標值這兩個條件中任一條件后重復循環(huán)步驟一，開始下一個循環(huán)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：本發(fā)明通過建立帶用戶用熱實時反饋的自動調節(jié)系統(tǒng)，并提出相應的控制策略，很好地解決了工業(yè)抽汽汽源根據(jù)蒸汽用戶用熱需求實時調節(jié)的問題，實現(xiàn)了按需供汽，降低了供汽過程的節(jié)流損失，也可避免欠供造成的用戶端用汽品質下降，提高了工業(yè)供汽系統(tǒng)的運行效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構的調節(jié)方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

參見圖1，本發(fā)明實施例包括汽輪機1、發(fā)電機2、截止閥3、汽源側蒸汽調節(jié)閥4、逆止閥5、減溫減壓器6、信號分配器7、汽源廠控制系統(tǒng)8、抽汽調節(jié)閥控制裝置9、通訊裝置10、閥位遠程監(jiān)測裝置11、用戶側蒸汽調節(jié)閥13和工業(yè)蒸汽用戶c。

汽輪機1的出口與截止閥3的入口通過管道連接，截止閥3的出口與汽源側蒸汽調節(jié)閥4的入口通過管道連接，這樣汽輪機1的出口就與汽源側蒸汽調節(jié)閥4的入口連接；汽源側蒸汽調節(jié)閥4的出口與逆止閥5的入口通過管道連接，逆止閥5的出口與減溫減壓器6的入口通過管道連接，這樣汽源側蒸汽調節(jié)閥4的出口就與減溫減壓器6的入口連接。減溫減壓器6的出口與用戶側蒸汽調節(jié)閥13的入口連接。用戶側蒸汽調節(jié)閥13的出口與工業(yè)蒸汽用戶c的入口連接。

汽源側蒸汽調節(jié)閥4通過信號分配器7分別與汽源廠控制系統(tǒng)8和抽汽調節(jié)閥控制裝置9連接。

用戶側蒸汽調節(jié)閥13與閥位遠程監(jiān)測裝置11連接。閥位遠程監(jiān)測裝置11負責采集用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位狀態(tài)。

抽汽調節(jié)閥控制裝置9和閥位遠程監(jiān)測裝置11均與通訊裝置10連接，通過通訊裝置10接入同一專用通訊網(wǎng)絡12，實現(xiàn)抽汽調節(jié)閥控制裝置9和閥位遠程監(jiān)測裝置11的連接。

抽汽調節(jié)閥控制裝置9負責與閥位遠程監(jiān)測裝置11通訊讀取其閥位狀態(tài)參數(shù)，并計算用戶側蒸汽調節(jié)閥13的開度，并將計算結果轉輸給汽源廠控制系統(tǒng)8，使得汽源廠控制系統(tǒng)8控制汽源側蒸汽調節(jié)閥4自動調節(jié)到當前計算開度。

汽輪機1與發(fā)電機2連接。

工業(yè)蒸汽a主要由汽輪機1汽缸抽出，經(jīng)過抽汽管道及相關設備至截止閥3，再由截止閥3至汽源側蒸汽調節(jié)閥4，然后再經(jīng)過逆止閥5進入減溫減壓器6內與減溫水b進行混合后輸出至工業(yè)蒸汽用戶c。

汽源側蒸汽調節(jié)閥4的閥位反饋總信號a經(jīng)過信號分配器7后分成兩個相同信號a1與a2，其中一個信號a1進入汽源廠控制系統(tǒng)8，另一個信號a2進入抽汽調節(jié)閥控制裝置9；各個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位反饋信號c均被安裝在用戶側的各個閥位遠程監(jiān)測裝置11采集；抽汽調節(jié)閥控制裝置9及各個閥位遠程監(jiān)測裝置11通過通訊裝置10接入同一專用通訊網(wǎng)絡12，為保障可靠性可采用雙網(wǎng)通訊；最后抽汽調節(jié)閥控制裝置9以通訊形式接入汽源廠控制系統(tǒng)8。

汽源側蒸汽調節(jié)閥4帶有4-20ma模擬量閥位反饋輸出，及4-20ma模擬量閥位調節(jié)輸入功能。

抽汽調節(jié)閥控制裝置9可選擇支持至少1路4-20ma輸入，雙以太網(wǎng)口內存不低于512mb，cup主頻不低于1.1ghz的嵌入式工控機，操作系統(tǒng)宜采用linux系統(tǒng)。

閥位遠程監(jiān)測裝置11可選擇支持至少1路4-20ma模擬量輸入，帶有至少一個以太網(wǎng)口，支持modbustcp通訊的嵌入式控制器。通訊裝置10選擇支持10/100mbps速率的工業(yè)網(wǎng)絡設備。通訊網(wǎng)絡12宜采用自建100mbps工業(yè)有線局域網(wǎng)或采用當?shù)赝ㄐ胚\營商提供的光纖vpn專網(wǎng)。

參見圖2，一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負荷自動調節(jié)結構的調節(jié)方法，步驟如下：

抽汽調節(jié)閥控制裝置9上電啟動，檢查輸入輸出通道及通訊正常后，采集當前汽源側蒸汽調節(jié)閥4開度，令其目標值等于當前閥位，然后開始一個循環(huán)：

循環(huán)步驟一、循環(huán)開始；

循環(huán)步驟二、允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，以響應汽源廠控制系統(tǒng)8的通訊請求，汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷時，汽源廠控制系統(tǒng)8主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥4開度值；

循環(huán)步驟三、抽汽調節(jié)閥控制裝置9通過閥位遠程監(jiān)測裝置11循環(huán)采集各個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位值并存儲；每個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位值采集時間為固定值，在某個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位采集期間超過固定時間閥位值仍未采集成功則標志為閥位反饋故障，并繼續(xù)采集下一個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位；如果抽汽調節(jié)閥控制裝置9遍歷各個閥位遠程監(jiān)測裝置11后，閥位反饋故障總數(shù)超過設定值，則認為通訊故障，整個程序將停留在本步驟開始時的循環(huán)采集階段并發(fā)出通訊故障報警直至閥位反饋正常并進入循環(huán)步驟四；

循環(huán)步驟四、抽汽調節(jié)閥控制裝置9計算所采集的用戶側蒸汽調節(jié)閥13的閥位值是否在合理范圍內，如是則返回循環(huán)步驟三，如否則即不允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷；

循環(huán)步驟五、抽汽調節(jié)閥控制裝置9計算各個用戶側蒸汽調節(jié)閥13的加權平均開度，并找出開度最大或最小的閥門開度并記錄；

循環(huán)步驟六、判斷用戶側蒸汽調節(jié)閥13的加權平均開度及最大或最小開度是否在合理范圍內，如是則再次允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，汽源廠控制系統(tǒng)主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥開度值；如否則計算汽源側抽汽調節(jié)閥4合理開度的目標值，比較當前開度值并計算開啟至目標值的時間步長，最后抽汽調節(jié)閥控制裝置9將計算所得的汽源側抽汽調節(jié)閥4合理開度的目標值傳輸給汽源廠控制系統(tǒng)8；

汽源側抽汽調節(jié)閥4合理開度的目標值可根據(jù)用戶側蒸汽調節(jié)閥13的加權平均開度值和當前開度值，及汽源側蒸汽調節(jié)閥4特性曲線計算得出。

循環(huán)步驟七、再次允許汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷，以響應汽源廠控制系統(tǒng)8的通訊請求，汽源側抽汽調節(jié)閥目標值輸出中斷時，汽源廠控制系統(tǒng)8主動讀取汽源側蒸汽調節(jié)閥4開度值，最后控制汽源側抽汽調節(jié)閥4平穩(wěn)調節(jié)至合理開度的目標值；

循環(huán)步驟八、開啟計時器，在計時過程中等待汽源側抽汽調節(jié)閥4開至目標值，當滿足計時結束或者汽源側抽汽調節(jié)閥4當前閥位達到目標值這兩個條件中的任一條件后重復循環(huán)步驟一，開始下一個循環(huán)。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發(fā)明結構所作的舉例說明；而且，本發(fā)明各部分所取的名稱也可以不同，凡依本發(fā)明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內。