基于DEH系統的雙抽汽輪機軸向推力保護系統

褚 琴

浙江汽輪成套技術開發有限公司 浙江 杭州 310000

1 技術領域

本實用新型涉及汽輪機技術領域,尤其涉及一種用于火電廠的雙抽汽輪機軸向推力保護系統。

2 背景技術

汽輪機軸向推力的產生是由于蒸汽在汽輪機內部流動時,除了產生推動葉輪旋轉做功的周向力外,還產生與軸線平行的軸向推力。在某些特殊的雙抽汽輪機設計中,存在多汽缸間的氣流反向,那么在特定工況下,也可能產生反向推力。軸向推力由工作面推力瓦和非工作面推力瓦塊來承受。推力溫度是隨軸向推力的變化而相應的變化,軸向推力過大會導致推力瓦塊局部或全部融化,致使通流部件的嚴重損壞。

雙抽汽輪機DEH系統通過測量汽輪機各個測點的壓力值,可以計算出軸向推力值,測點包括輪室壓力、一抽壓力、一抽溢流管壓力、非調抽汽壓力、二抽壓力、二抽溢流管壓力、二抽過載閥壓力。軸向推力設置四檔報警值,到達報警值后,DEH系統做出相應的動作,保證軸向推力不超標。汽輪機由于應用場合多樣化,在電力行業余熱汽源參數低又不穩定,為充分利用能源,采用余熱蒸汽驅動汽輪機,不足部分需要通過切換到汽輪機中間補汽的方式做功補足。

如圖1所示,目前的切換控制方式是利用轉速傳感器采集汽輪機的轉速信號,傳送到轉速PID控制器與內部設定值比較,經放大后輸出兩路控制信號,分別控制主進汽管道的調節汽閥的開度以及補汽蒸汽管道的調節閥的開度,從而通過調節進汽量來調節調整汽機出力,使汽輪機的轉速穩定在設定值。當主調節閥全開時用轉速PID控制補汽調節,由于都采用同一組PID控制兩個調節閥,當閥門切換時,容易造成擾動,而且由于轉速反饋相對壓力變化有滯后,因此此種方式補汽調節能力弱,適用于補汽量小的運行工況,當補汽量大時或壓力波動時難控制,還容易造成葉片壓差過大進而保護停機。

圖1 是現有補汽控制系統的結構示意圖

3 實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足,提供一種用于火電廠的給水泵汽輪機補汽控制系統,該補汽控制系統應能快速地調節補氣氣源,從而確保汽輪機的穩定運行,而且具有結構簡單、維護成本較低的特點。

本實用新型采用了以下技術方案:

火電廠給水泵汽輪機的補汽控制系統,包括一轉速PID控制器,其信號輸入端與鍋爐給水泵汽輪機的轉速傳感器連接,其控制端與主進汽管道上的調節汽閥連接;其特征在于:所述控制系統還包括一壓力PID控制器、設置在主進汽管道上的第一壓力變送器以及設置在補汽管道的第二壓力變送器,第一、第二壓力變送器與壓力PID控制器的信號輸入端連接,壓力PID控制器的控制端與補汽蒸汽管道上的管道調節閥連接,所述壓力PID控制器與所述轉速PID控制器之間連接并雙向通信。

所述管道調節閥連接的壓力范圍是0.3-0.9MPa(g)。

本實用新型的有益效果是:本實用新型采用高性能的轉速PID控制器以及壓力PID控制器作為控制系統的核心,通過兩個PID控制器的聯動,實現了補汽汽源自動切換控制,保證汽源的無擾快速切換,維護汽輪機的穩定運行,節省工廠的運行成本;使用的元器件少、接線簡單、施工調試方便省時。

附圖說明

4 具體實施方式

以下結合說明書附圖,對本實用新型作進一步說明,但本實用新型并不局限于以下實施例。

如圖2所示,本實用新型提供的火電廠給水泵汽輪機的補汽控制系統,包括一轉速PID控制器1,其信號輸入端與鍋爐給水泵汽輪機E的轉速傳感器2連接,其控制端與主進汽管道L1上的調節汽閥D連接。所述控制系統還包括一壓力PID控制器3、設置在主進汽管道上的第一壓力變送器A以及設置在補汽管道L2的第二壓力變送器B,第一、第二壓力變送器與壓力PID控制器的信號輸入端連接,壓力PID控制器的控制端與補汽蒸汽管道上的管道調節閥C連接,所述壓力PID控制器與所述轉速PID控制器之間連接并雙向通信。所述管道調節閥連接(C)的壓力范圍是0.3-0.9MPa(g)。

圖2 是本實用新型的結構示意圖

本實用新型的工作原理是:當出現特殊工況,進汽不足,此時主進汽管道內的壓力降低,進汽調閥開度達到一個較大的開度,壓力PID控制器控制補汽管道調節閥迅速打開,壓力PID控制器與轉速PID控制器互相跟蹤切換,補汽蒸汽送入以保證鍋爐給水泵汽輪機的穩定運行;同時為保證汽輪機葉片安全,設置補汽壓力和進補汽差壓保護,來控制補汽調閥,調控穩定可靠,響應速度快,減少波動。

所述壓力PID控制器、轉速PID控制器以及各傳感器均可外購獲得,內部的控制程序以及工作原理均為常規技術,在此不作詳細介紹。

最后,需要注意的是,以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然,本實用新型不限于以上實施例,還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形,均應認為是本實用新型的保護范圍。