一种直流锅炉给水再循环阀控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及燃煤电厂自动控制，特别是涉及一种直流锅炉给水再循环阀控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、直流锅炉是指靠给水泵压力，使给水顺序通过省煤器、蒸发受热面、过热器并全部变为过热水蒸气的锅炉。其中，给水泵本身轴功率大，当锅炉给水泵流量低于最小流量时，泵体摩擦产生的热量不足以被全部带走，泵内温度持续升高，当泵内温度超过泵所处压力下的饱和温度时，给水就会发生汽化，引起给水泵汽蚀。同时，为保证受热面水动力，直流锅炉设置有给水流量保护，当给水再循环阀控制不当，容易造成给水流量大幅波动，触发给水流量低保护，引发机组非计划停运，威胁机组的安全运行。

2、因此，目前亟待一种直流锅炉给水再循环阀控制系统及其控制方法，以提高直流锅炉给水再循环阀控制品质，防止因给水再循环阀控制不当触发给水流量保护，保证机组的安全、稳定、经济运行。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直流锅炉给水再循环阀控制系统，用于包含除氧器、给水泵和高压加热器的直流锅炉，所述直流锅炉给水再循环阀控制系统包括：给水泵入口流量测量装置、控制单元和再循环阀；

2、所述除氧器通过所述给水泵入口流量测量装置与给水泵连接，所述给水泵入口流量测量装置通过所述控制单元与所述再循环阀连接，所述再循环阀与所述除氧器连接，形成循环给水通路；

3、其中，所述给水泵入口流量测量装置用于测量给水泵入口实时给水流量n，所述再循环阀用于调节所述循环给水通路的给水流量；所述控制单元设定有给水泵入口预设给水流量m，所述控制单元用于比较所述给水泵入口实时给水流量n和所述给水泵入口预设给水流量m，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述循环给水通路的给水流量。

4、在其中一个实施例中，所述控制单元用于比较所述给水泵入口实时给水流量n和所述给水泵入口预设给水流量m，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述循环给水通路的给水流量，具体为：

5、当所述给水泵入口实时给水流量n小于所述给水泵入口预设给水流量m，且所述再循环阀开度小于100％时，所述再循环阀开度x增大，自动增加给水泵出力，使所述主给水实时给水流量和所述主给水预设给水流量保持一致；

6、当所述给水泵入口实时给水流量n大于所述给水泵入口预设给水流量m，且所述再循环阀开度大于0％时，所述再循环阀开度x减小，自动减小给水泵出力，使所述主给水实时给水流量和所述主给水预设给水流量保持一致。

7、在其中一个实施例中，预设给水泵入口预设给水流量矩阵m0，设定m0(m1，m2，m3，m4，m5，m6，m7，m8)，其中，m1为第一给水泵入口预设给水流量，m2为第二给水泵入口预设给水流量，m3为第三给水泵入口预设给水流量，m4为第四给水泵入口预设给水流量，m5为第五给水泵入口预设给水流量，m6为第六给水泵入口预设给水流量，m7为第七给水泵入口预设给水流量，m8为第八给水泵入口预设给水流量，且m1＜m2＜m3＜m4＜m5＜m6＜m7＜m8；

8、预设再循环阀开度调节量矩阵x0，设定x0(x1，x2，x3，x4，x5)，其中，x1为第一再循环阀开度调节量，x2为第二再循环阀开度调节量，x3为第三再循环阀开度调节量，x4为第四再循环阀开度调节量，x5为第五再循环阀开度调节量，且x1＜x2＜x3＜x4＜x5；

9、根据各给水泵入口预设给水流量和给水泵入口实时给水流量n之间的关系设定所述再循环阀开度增加量和减小量；

10、当n＜m1时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

11、当m1≤n＜m2时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

12、当m2≤n＜m3时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

13、当m3≤n＜m4时，设定第一再循环阀开度调节量x1为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

14、当m4≤n≤m5时，所述再循环阀开度不进行调整；

15、当m5≤n＜m6时，设定第一再循环阀开度调节量x1为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

16、当m6≤n＜m7时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

17、当m7≤n＜m8时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

18、当m8≤n时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整。

19、在其中一个实施例中，所述直流锅炉给水再循环阀控制系统还包括主给水流量测量装置，所述给水泵通过所述主给水流量测量装置与所述高压加热器连接，形成主给水通路；所述主给水流量测量装置用于测量所述主给水通路的主给水实时给水流量s。

20、在其中一个实施例中，所述主给水流量测量装置连接于所述控制单元，所述控制单元设定有主给水预设给水流量p，所述控制单元用于比较所述主给水实时给水流量s和所述主给水预设给水流量p，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述主给水通路的给水流量。

21、在其中一个实施例中，所述控制单元设定有主给水预设给水流量p，所述控制单元用于比较所述主给水实时给水流量s和所述主给水预设给水流量p，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述主给水通路的给水流量，具体为：

22、预设主给水预设给水流量矩阵p0，设定p0(p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8)，其中，p1为第一给主给水预设给水流量，p2为第二主给水预设给水流量，p3为第三主给水预设给水流量，p4为第四主给水预设给水流量，p5为第五主给水预设给水流量，p6为第六主给水预设给水流量，p7为第七主给水预设给水流量，p8为第八主给水预设给水流量，且p1＜p2＜p3＜p4＜p5＜p6＜p7＜p8；

23、根据各主给水预设给水流量和主给水实时给水流量s之间的关系对所述再循环阀开度增加量和减小量进行调整；

24、当s＜p1时，设定第五再循环阀开度调节量x5为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

25、当p1≤s＜p2时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

26、当p2≤s＜p3时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

27、当p3≤s＜p4时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

28、当p4≤s≤p5时，所述再循环阀开度不进行调整；

29、当p5≤s＜p6时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

30、当p6≤s＜p7时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

31、当p7≤s＜p8时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

32、当p8≤s时，设定第五再循环阀开度调节量x5为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整。

33、在其中一个实施例中，所述给水泵入口流量测量装置和所述主给水流量测量装置每间隔一定时间进行一次检测。

34、在其中一个实施例中，所述给水泵入口流量测量装置由收缩断面、热电阻和毕托管组成，所述热电阻和所述毕托管贯穿连接于收缩断面，且所述毕托管沿所述收缩断面圆周方向均匀布置；

35、所述主给水流量测量装置由收缩断面、热电阻和毕托管组成，所述热电阻和所述毕托管贯穿连接于收缩断面，且所述毕托管沿所述收缩断面圆周方向均匀布置。

36、在其中一个实施例中，所述热电阻用于测量流体温度，所述毕托管用于测量差压。

37、在其中一个实施例中，所述给水泵入口流量测量装置或主给水流量测量装置根据热电阻测的流体温度计算出流体密度，再根据所述毕托管测的差压，计算出流体速度，流体速度乘以收缩断面面积即可得到流体流量。

38、在其中一个实施例中，所述直流锅炉给水再循环阀控制系统还包括：

39、电动截止阀，用于控制所述再循环阀的开闭；所述电动截止阀设置于所述给水泵与所述再循环阀之间；

40、手动截止阀，用于所述直流锅炉给水再循环阀控制系统的开闭；所述手动截止阀设置在所述再循环阀与所述除氧器之间。

41、本发明还提供一种用于所述的直流锅炉给水再循环阀控制系统的控制方法，包括：

42、比较所述给水泵入口实时给水流量n和所述给水泵入口预设给水流量m，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述循环给水通路的给水流量；

43、比较所述主给水实时给水流量s和所述主给水预设给水流量p，并根据比较结果控制所述再循环阀开度x，进而调节所述主给水通路的给水流量。

44、在其中一个实施例中，预设给水泵入口预设给水流量矩阵m0，设定m0(m1，m2，m3，m4，m5，m6，m7，m8)，其中，m1为第一给水泵入口预设给水流量，m2为第二给水泵入口预设给水流量，m3为第三给水泵入口预设给水流量，m4为第四给水泵入口预设给水流量，m5为第五给水泵入口预设给水流量，m6为第六给水泵入口预设给水流量，m7为第七给水泵入口预设给水流量，m8为第八给水泵入口预设给水流量，且m1＜m2＜m3＜m4＜m5＜m6＜m7＜m8；

45、预设再循环阀开度调节量矩阵x0，设定x0(x1，x2，x3，x4，x5)，其中，x1为第一再循环阀开度调节量，x2为第二再循环阀开度调节量，x3为第三再循环阀开度调节量，x4为第四再循环阀开度调节量，x5为第五再循环阀开度调节量，且x1＜x2＜x3＜x4＜x5；

46、根据各给水泵入口预设给水流量和给水泵入口实时给水流量n之间的关系设定所述再循环阀开度增加量和减小量；

47、当n＜m1时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

48、当m1≤n＜m2时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

49、当m2≤n＜m3时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

50、当m3≤n＜m4时，设定第一再循环阀开度调节量x1为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

51、当m4≤n≤m5时，所述再循环阀开度不进行调整；

52、当m5≤n＜m6时，设定第一再循环阀开度调节量x1为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

53、当m6≤n＜m7时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

54、当m7≤n＜m8时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

55、当m8≤n时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

56、预设主给水预设给水流量矩阵p0，设定p0(p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8)，其中，p1为第一给主给水预设给水流量，p2为第二主给水预设给水流量，p3为第三主给水预设给水流量，p4为第四主给水预设给水流量，p5为第五主给水预设给水流量，p6为第六主给水预设给水流量，p7为第七主给水预设给水流量，p8为第八主给水预设给水流量，且p1＜p2＜p3＜p4＜p5＜p6＜p7＜p8；

57、根据各主给水预设给水流量和主给水实时给水流量s之间的关系对所述再循环阀开度增加量和减小量进行调整；

58、当s＜p1时，设定第五再循环阀开度调节量x5为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

59、当p1≤s＜p2时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

60、当p2≤s＜p3时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

61、当p3≤s＜p4时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度增加量；若此时所述再循环阀开度为100％时，所述再循环阀开度增加量不进行调整；

62、当p4≤s≤p5时，所述再循环阀开度不进行调整；

63、当p5≤s＜p6时，设定第二再循环阀开度调节量x2为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

64、当p6≤s＜p7时，设定第三再循环阀开度调节量x3为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

65、当p7≤s＜p8时，设定第四再循环阀开度调节量x4为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整；

66、当p8≤s时，设定第五再循环阀开度调节量x5为所述再循环阀开度减小量；若此时所述再循环阀开度为0％时，所述再循环阀开度减小量不进行调整。

67、与现有技术相比，其有益效果在于：

68、本发明公开一种直流锅炉给水再循环阀控制系统及其控制方法，所述直流锅炉给水再循环阀控制系统通过监测给水泵入口实时给水流量和主给水实时给水流量，协调控制给水泵出力和再循环阀开度，保证给水泵最小流量的同时，提高主给水流量调节平稳性，防止异常情况下再循环阀开启不当造成主给水流量突降，触发“给水流量低”保护，引发机组非计划停运事故。

69、本发明双向控制给水泵出力和再循环阀开度，提高了机组协调控制精度和自动化调节水平，保证了机组的安全稳定运行，提高了机组运行经济性。同时，本发明测量给水泵入口流量和主给水流量，给水泵入口流量－主给水流量－减温水流量即为再循环流量，进而得到再循环阀的阀门－流量特性，为运行人员调节再循环阀提供依据。