一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法及系统与流程

本发明属于汽轮机发电，涉及一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法及系统。

背景技术：

1、目前火电超超临界机组低旁出口排放到凝汽器的蒸汽温度的控制策略，主要是采用低旁出口蒸汽温度作为反馈量，通过pid来控制低旁喷水调节阀的开度从而控制喷水量，进而控制低旁出口排至凝汽器的蒸汽温度。如图3所示。

2、但是，因为超超临界机组低压旁路阀门出口的蒸汽处于接近饱和或者饱和工况，过热度较低，投入喷水后，低旁出口蒸汽温度的变化速率较缓慢，不能及时与喷水量即喷水调节阀开度达到pid调节的结果，即用低旁出口蒸汽温度直接参与pid调节较难实现阀门开度的闭环控制。在机组实际运行中，经常出现根据pid运算，喷水量对应的阀门开度理论值合适，但实测蒸汽温度值却未跟上，该蒸汽温度值则在pid中继续参与调节，迫使阀门开度进一步加大或减少。如此，造成喷水调节阀不停地开大关小，但低旁出口蒸汽温度却不能稳定调节的情况出现。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，该方法通过在低旁喷水阀前设置减温水流量测量装置，采用质量和能量守恒的焓值控制方式，进行pid运算，输出阀位指令，从而控制低旁喷水调节阀阀门开度，实现喷水量的控制，使低旁阀出口蒸汽温度及时调节到排至凝汽器的温度值。

2、为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法，包括以下步骤：

3、s1、分别获取热再蒸汽压力、低旁阀前的蒸汽压力、温度及减温水流量测量值；

4、s2、计算出流经低旁阀的蒸汽流量；

5、s3、据流经低旁阀的蒸汽流量，计算出流经低旁喷水调节阀的减温水流量；

6、s4、据计算出的流经低旁喷水调节阀减温水流量和阀前设置的流量测量装置测得的实际值来控制低旁喷水调节阀阀门开度。

7、在s1中，在低旁喷水调节阀入口设置流量测量装置，在热再管道及低旁阀前设置温度测量元件te热电偶，在低旁阀前设置压力测量元件pt压力变送器。

8、在s2中，将低旁阀前的进水压力、温度、热再蒸汽压力信号进行滤波处理，然后将滤波后的温度压力信号计算出蒸汽焓值，根据阀门特性曲线、热再蒸汽压力计算出流经低旁阀的蒸汽流量。

9、在s2中，低旁阀的蒸汽流量计算方法为：蒸汽流量fd＝kv*kvs*p/(509*k2)，根据阀门曲线查阅kv值，kvs为阀门设计的kv值，p为热再蒸汽压力，k2为中间系数，k2＝0.031*e-18.5，e为阀前蒸汽压力和温度计算出的蒸汽焓值。

10、在s3中，根据质量守恒-能量守恒的焓值控制方式，流经低旁的蒸汽流量和减温水流量根据能量守恒，等于低旁阀后混合蒸汽流量，从而计算出流经低旁喷水调节阀的减温水流量。

11、在s3中，能量可以用焓值和质量流量的乘积来表达

12、mcw*hcw+ms*hs＝mo*ho

13、其中mo＝mcw+ms，以此推算出：

14、mcw＝ms*(ho-hs)/(hcw-ho)

15、其中，mcw为减温水质量流量，ms为流经低旁阀的蒸汽质量流量，hcw为减温水焓值，hs为流经低旁阀的蒸汽焓值，ho低旁阀后混合蒸汽焓值，mo为低旁阀后混合蒸汽质量流量，焓值均根据蒸汽或者水的压力和温度得出。

16、在s4中，得到低旁喷水调节阀阀门开度指令的具体方法如下：

17、根据计算出的流经低旁喷水调节阀减温水流量和通过阀前设置的减温水流量测量装置测得实际流量值求差，进行pid运算，输出阀位指令，从而控制低旁喷水调节阀阀门开度，实现喷水量的控制，直至低旁阀出口蒸汽温度符合预设温度。

18、基于同样的构思，提供一种基于所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法的系统，包括检测模块、低旁阀蒸汽流量计算模块、减温水流量计算模块、阀门驱动模块；

19、检测模块：通过一次检测元件分别获取热再蒸汽压力、低旁阀前的蒸汽压力、温度及减温水流量测量值，对其进行信号处理，发送给低旁阀蒸汽流量计算模块；

20、低旁阀蒸汽流量计算模块：根据检测模块中的压力、温度参数，确定出当前工况下的流经低旁阀的蒸汽流量的理论值，发送给减温水流量计算模块；

21、减温水流量计算模块，根据流经低旁阀的蒸汽流量的理论值，确定出流经减温水流量的理论需求值，发送给阀门驱动模块；

22、阀门驱动模块，根据计算出的流经低旁喷水调节阀减温水流量和减温水流量实测值的差值，对低旁喷水调节阀输出阀位指令。

23、另外，还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法的步骤。

24、同时提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法的步骤。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

26、本发明提供的一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法，通过在低旁喷水阀前设置减温水流量测量装置，采用质量和能量守恒的焓值控制方式，计算出减温水所需流量，根据当前工况下计算出的低旁喷水调阀减温水量和减温水流量实测值的差值，进行pid运算，对低旁喷水调节阀输出精准的阀门开度指令，从而控制低旁喷水调节阀阀门开度，实现喷水量的及时控制，使低旁阀出口蒸汽温度及时调节到符合排至凝汽器的温度值；本发明所述方法实现了避免调节延迟、同时解决了喷水调节阀的反复启停问题，减少阀门损耗、节约阀门维护、检修、更换成本，增强调节品质。

27、附录说明

28、图1为本发明实施例提供的低旁喷水调节阀控制方法整体结构图、阀门驱动模块结构图；

29、图2为控制方法中的检测模块关于检测元件布置示意图；

30、图3为现有低旁喷水调节阀开度调节流程示意图。

31、附图中，1-低旁阀，2-调节阀，3-隔离阀，4-流量测量装置。

技术特征：

1.一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s1中，在低旁喷水调节阀入口设置流量测量装置，在热再管道及低旁阀前设置温度测量元件te热电偶，在低旁阀前设置压力测量元件pt压力变送器。

3.根据权利要求1所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s2中，将低旁阀前的进水压力、温度、热再蒸汽压力信号进行滤波处理，然后将滤波后的温度压力信号计算出蒸汽焓值，根据阀门特性曲线、热再蒸汽压力计算出流经低旁阀的蒸汽流量。

4.根据权利要求3所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s2中，低旁阀的蒸汽流量计算方法为：蒸汽流量fd＝kv*kvs*p/(509*k2)，根据阀门曲线查阅kv值，kvs为阀门设计的kv值，p为热再蒸汽压力，k2为中间系数，k2＝0.031*e-18.5，e为阀前蒸汽压力和温度计算出的蒸汽焓值。

5.根据权利要求1所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s3中，根据质量守恒-能量守恒的焓值控制方式，流经低旁的蒸汽流量和减温水流量根据能量守恒，等于低旁阀后混合蒸汽流量，从而计算出流经低旁喷水调节阀的减温水流量。

6.根据权利要求5所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s3中，能量可以用焓值和质量流量的乘积来表达

7.根据权利要求1所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法，其特征在于，在s4中，得到低旁喷水调节阀阀门开度指令的具体方法如下：

8.一种基于权利要求1至7任一项所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀的控制方法的系统，其特征在于，包括检测模块、低旁阀蒸汽流量计算模块、减温水流量计算模块、阀门驱动模块；

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法的步骤。

技术总结本发明提供的一种火电超超临界机组低旁喷水调节阀控制方法及系统，通过在低旁喷水阀前设置减温水流量测量装置，分别获取热再蒸汽压力、低旁阀前的蒸汽压力、温度及减温水流量测量值；计算出流经低旁阀的蒸汽流量；根据流经低旁阀的蒸汽流量，计算出流经低旁喷水调节阀的减温水流量；根据计算出的流经低旁喷水调节阀减温水流量和阀前设置的流量测量装置测得的实际值来控制低旁喷水调节阀阀门开度，实现喷水量的及时控制，使低旁阀出口蒸汽温度及时调节到符合排至凝汽器的温度值。该方法实现了避免调节延迟、同时解决了喷水调节阀的反复启停问题，减少阀门损耗、节约阀门维护、检修、更换成本，增强调节品质。技术研发人员：薛嫣,孟晓伟,仇韬,牛迎春,赵睿,唐滨,王国义受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/11