基于DEH系统的双抽汽轮机轴向推力保护系统

褚 琴

浙江汽轮成套技术开发有限公司 浙江 杭州 310000

1 技术领域

本实用新型涉及汽轮机技术领域,尤其涉及一种用于火电厂的双抽汽轮机轴向推力保护系统。

2 背景技术

汽轮机轴向推力的产生是由于蒸汽在汽轮机内部流动时,除了产生推动叶轮旋转做功的周向力外,还产生与轴线平行的轴向推力。在某些特殊的双抽汽轮机设计中,存在多汽缸间的气流反向,那么在特定工况下,也可能产生反向推力。轴向推力由工作面推力瓦和非工作面推力瓦块来承受。推力温度是随轴向推力的变化而相应的变化,轴向推力过大会导致推力瓦块局部或全部融化,致使通流部件的严重损坏。

双抽汽轮机DEH系统通过测量汽轮机各个测点的压力值,可以计算出轴向推力值,测点包括轮室压力、一抽压力、一抽溢流管压力、非调抽汽压力、二抽压力、二抽溢流管压力、二抽过载阀压力。轴向推力设置四档报警值,到达报警值后,DEH系统做出相应的动作,保证轴向推力不超标。汽轮机由于应用场合多样化,在电力行业余热汽源参数低又不稳定,为充分利用能源,采用余热蒸汽驱动汽轮机,不足部分需要通过切换到汽轮机中间补汽的方式做功补足。

如图1所示,目前的切换控制方式是利用转速传感器采集汽轮机的转速信号,传送到转速PID控制器与内部设定值比较,经放大后输出两路控制信号,分别控制主进汽管道的调节汽阀的开度以及补汽蒸汽管道的调节阀的开度,从而通过调节进汽量来调节调整汽机出力,使汽轮机的转速稳定在设定值。当主调节阀全开时用转速PID控制补汽调节,由于都采用同一组PID控制两个调节阀,当阀门切换时,容易造成扰动,而且由于转速反馈相对压力变化有滞后,因此此种方式补汽调节能力弱,适用于补汽量小的运行工况,当补汽量大时或压力波动时难控制,还容易造成叶片压差过大进而保护停机。

图1 是现有补汽控制系统的结构示意图

3 实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足,提供一种用于火电厂的给水泵汽轮机补汽控制系统,该补汽控制系统应能快速地调节补气气源,从而确保汽轮机的稳定运行,而且具有结构简单、维护成本较低的特点。

本实用新型采用了以下技术方案:

火电厂给水泵汽轮机的补汽控制系统,包括一转速PID控制器,其信号输入端与锅炉给水泵汽轮机的转速传感器连接,其控制端与主进汽管道上的调节汽阀连接;其特征在于:所述控制系统还包括一压力PID控制器、设置在主进汽管道上的第一压力变送器以及设置在补汽管道的第二压力变送器,第一、第二压力变送器与压力PID控制器的信号输入端连接,压力PID控制器的控制端与补汽蒸汽管道上的管道调节阀连接,所述压力PID控制器与所述转速PID控制器之间连接并双向通信。

所述管道调节阀连接的压力范围是0.3-0.9MPa(g)。

本实用新型的有益效果是:本实用新型采用高性能的转速PID控制器以及压力PID控制器作为控制系统的核心,通过两个PID控制器的联动,实现了补汽汽源自动切换控制,保证汽源的无扰快速切换,维护汽轮机的稳定运行,节省工厂的运行成本;使用的元器件少、接线简单、施工调试方便省时。

附图说明

4 具体实施方式

以下结合说明书附图,对本实用新型作进一步说明,但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图2所示,本实用新型提供的火电厂给水泵汽轮机的补汽控制系统,包括一转速PID控制器1,其信号输入端与锅炉给水泵汽轮机E的转速传感器2连接,其控制端与主进汽管道L1上的调节汽阀D连接。所述控制系统还包括一压力PID控制器3、设置在主进汽管道上的第一压力变送器A以及设置在补汽管道L2的第二压力变送器B,第一、第二压力变送器与压力PID控制器的信号输入端连接,压力PID控制器的控制端与补汽蒸汽管道上的管道调节阀C连接,所述压力PID控制器与所述转速PID控制器之间连接并双向通信。所述管道调节阀连接(C)的压力范围是0.3-0.9MPa(g)。

图2 是本实用新型的结构示意图

本实用新型的工作原理是:当出现特殊工况,进汽不足,此时主进汽管道内的压力降低,进汽调阀开度达到一个较大的开度,压力PID控制器控制补汽管道调节阀迅速打开,压力PID控制器与转速PID控制器互相跟踪切换,补汽蒸汽送入以保证锅炉给水泵汽轮机的稳定运行;同时为保证汽轮机叶片安全,设置补汽压力和进补汽差压保护,来控制补汽调阀,调控稳定可靠,响应速度快,减少波动。

所述压力PID控制器、转速PID控制器以及各传感器均可外购获得,内部的控制程序以及工作原理均为常规技术,在此不作详细介绍。

最后,需要注意的是,以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然,本实用新型不限于以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本实用新型的保护范围。