CN1023141C - 降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法和系统 - Google Patents
降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1023141C CN1023141C CN89104656A CN89104656A CN1023141C CN 1023141 C CN1023141 C CN 1023141C CN 89104656 A CN89104656 A CN 89104656A CN 89104656 A CN89104656 A CN 89104656A CN 1023141 C CN1023141 C CN 1023141C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- steam
- pressure
- modulating valve
- modulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 238000004326 stimulated echo acquisition mode for imaging Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
汽轮机发电系统包括与锅炉系统相连的部分进汽汽轮机,一级过热器、控制蒸汽流量和压力的串连挡板阀和末级过热器,控制蒸汽进入各部分进汽弧段的多个控制阀和一台微机系统控制装置,该控制装置控制调节阀和挡板阀的工作,响应该系统负荷需求,维持汽轮机的恒速运行。该控制装置提供控制信号,对一个现有的进汽弧段,根据最佳热耗减小蒸汽压力,并在恒定汽压下调整进汽弧段,因为这样的调整提供一个比用挡板阀滑压更低的热耗。
Description
本发明涉及汽轮机,特别是改善部分进汽的汽轮机效率的一种方法和系统。
许多多级汽轮机系统的功率输出是通过对蒸汽发生器出来的主蒸汽进行节流以减小高压透平入口的蒸汽压力来控制的。采用这种节流方法的汽轮机通常叫做全周进汽汽轮机,因为所有蒸汽入口的喷咀室在各种负荷工况下都工作。为了获得最高效率,设计全周进汽汽轮机通常按额定负荷下接收准确的蒸汽参数。由于允许蒸汽通过所有入口喷咀,经过进口级,即第一调节级的压力比,在全周进汽汽轮机中基本上保持常数,而与蒸汽进口压力无关。因此,调节级作功的机械效率可能是最佳的。但是,若当全周进汽汽轮机中功率减小,则在效率上,即蒸汽发生器和汽轮机输出端之间蒸汽工作循环的理想效率,存在一个总体下降,因为节流减少了作功的可用能。通常汽轮机的总效率,即实际效率,即实际效率为汽轮机理想效率和机械效率的乘积。
将汽轮机入口的进汽分入单独的和各个可按进汽弧段的技术比上述节流的方法可以获得汽轮机输出的更有效控制,在这种称为部分进汽的方法中,第一级工作喷咀的数目是随负荷的变化而相应改变的。部分进汽汽轮机优于全周进汽汽轮机,因为相当高的理想效率
是用最小的节流将蒸汽顺序地引入各喷咀室获得的,而不用节流整个弧段上的进汽。这种较高理想效率的好处在于一般比全周进汽汽轮机设计的调节级可获得的最佳机械效率好得多。但是,已知过去的部分进汽系统有某些缺点,其限制了调节级作功的效率。某些方面的这些限制是由于不可避免的机械制约,例如,不可避免的鼓风和紊流损失的影响,这发生在转动叶片通过不进流的喷咀叶片组时。此外,在部分进汽系统中,通过喷咀叶片组的压力降(和因此产生的压力比)随蒸汽逐步进入阀室的数目增多而变化。在最小的阀位(尽可能最少的调节和控制阀打开数)发生最大的压降,而最小的压降发生在全周进汽。热效率(反比于通过调节级的压力差)在最小阀位处最低,在全周进汽时最高。因此,对于部分进汽式汽轮机以及全周进汽式汽轮机,其调节级效率在功率输出低于额定负荷时减少。但是,对于给出部分进汽式汽轮机喷咀的可变压降,可以相信,能够改进在部分进汽系统中通常具有的某些设计性能,以便增加汽轮机总效率。因为调节级是一种冲动级,在那里,通过静喷咀发生大部分压降,喷咀效率提高1%对调节级效率产生的影响4倍于转动叶片效率提高1%所产生的影响。在调节级喷咀性能方面作更先进改进的汽轮机设计,将大大改善部分进汽式汽轮机的实际效率。在额定负荷下,部分进汽式汽轮机的实际效率即使增加0.25%,也可以大量节约能源。
部分进流式汽轮机的滑压或变节流压力运行也可以导致改善汽轮机的效率,另外还可减少低周疲劳。通常的程序是,部分进汽汽轮机滑压运行是在流量低于一定值时开始,该值相应于一半调节阀
全开,一半全关,即汽轮机第一级的50%进汽,在汽轮机中,最大进汽实际上是100%。如果滑压以一个较高流量(较大的第一级进汽值)开始,在性能方面存在一个损失。但是,在有8个调节阀的汽轮机中,从75%进汽滑压就会消除第六个调节阀相当大的部分的阀门涡流(阀节节流),这个阀门应以恒定的节流压力运行。当从62.5%进汽开始滑压时,产生类似的情况:第5个阀门的调节阀的相当大的部分的涡流被消除。消除这些调节阀涡流改善了汽轮机的热耗和它的效率。
图1说明在有8个调节阀的部分进汽式汽轮机中滑压控制的影响。横坐标代表蒸汽流量值,纵坐标代表热耗。线10表示具有节流调节的恒定压力,而线12代表在一个全周进汽式汽轮机上的滑压。线14代表具有顺序阀门调节(部分进汽)的恒定压力,虚线16、18、20和22代表调节阀涡流。调节阀涡流产生于一系列控制或调节阀的每一个逐渐节流。从75%进汽开始的滑压运行用线24表示。注意,调节阀涡流20多半沿曲线24的滑压消去,但是热耗(效率的倒数)在低于62.5%进汽点不匀称地增加。线26表示从62.5%进汽点开始的滑压,有了某些改善,但不影响调节阀涡流16,18和20。类似地,从50%进汽开始的滑压(线28)在低端有帮助,但不影响调节阀涡流16~22。这些调节阀涡流的每一条具有较高的热耗,并且减小了用线14表示的理想曲线的效率。
图2,3和4说明使用一种先有技术控制的一个典型汽轮机的工作情况。图2显示出全阀位的轨迹,线30为在2535磅/平方英寸绝对压力(PSIA)的恒定压力下工作的轨迹。阀位在50%、75%、87.5%和100%进汽,用线32、34和36表示调节阀的涡流,用线38,40和42表示滑压。以806NM典型汽轮机系统为例,起始于100%进汽时,通过保持所有的8个调节阀全开,并控制锅炉产生的蒸汽使节流压力滑降,以初期地减少负荷。当节流压力(线38)达到与调节阀涡流32的交点时,节流压力增加到2535PSia,与此同时关小第8个调节阀。当负荷进一步减小时该调节阀应继续关小,同时维持2535Psia的节流压力,一直到这个阀门完全关闭,在该位置,汽轮机在87.5%进汽下工作。为进一步减少负荷,阀门位置再次保持恒定,7个阀门全开,而且节流压力再次减少,一直减到节流压力相应于滑压线40和第七个调节阀的涡流34的交点。为减小低于这个点的负荷,压力增加到2535Psia,第7个阀门逐渐地关小(碰到该调节阀的涡流)一直到它完全关闭。现在进汽是75%。为更进一步减少负荷,6个阀门全开和二个阀门全关使压力再次减少,一直到节流压力线42达到和调节阀涡流36的交点,此处第5个和第6个阀门在恒定的节流压力下同步动作。然后,对任意要求的阀门个数,反复进行增加节流压力和关小阀门的操作。图3示出节流压力的变化。线46的倾斜部分44与具有恒定阀门位置的滑压方式有关。垂直部分48与没有阀门节流的滑压终点有关,而其最高点则表示在具有阀门节流的全压下工作。平行部分50表示碰到调节阀的涡流同时在恒压下减少负荷。图4表示作为负荷函数的热耗方面的改善。线52表示在恒定压力下阀涡流
性能和阀位间变压的性能之间的差别。
在图2和4中表明的改进的性能是根据这样的假设,即当节流压力减少时,锅炉给水泵排水量减少。如果其不是按比例减少,这个改善则减少,因为维持排水压力所需要的能量仍旧较高。在先有技术系统中,一个信号被送到给水泵-给水泵驱动系统,以便减少压力。但是,实际上压力调节器紧跟着给水泵,从而不必对给水泵速度不断调节并且消除由于流量需求变动引起的、去锅炉的进口水压的微小变化而导致的控制的不稳定性和摆动。同时,这个调节器或多或少进行节流,这样就改变了泵的出口压力,从而也改变了泵的流量。在调节器阀门要求的行程范围以内,给水泵的速度保持恒定。当阀门行程达到这些限制以外时,就调整给水泵的速度以便使阀门移到某个要求的平均位置。结果这个给水泵的出口压力并不等于最小的允许值(节流压力加系统压头损失),因此,性能的改善并象图2和4所示的那样。另外,为了获得较快的负荷响应,通常伴随某个压降操作调节器阀门,从而如果在负荷需求方面有一个突然的增加,这个阀门可以很快地开启和增加流量。泵的响应和它的驱动比调节器阀门的响应慢。
美国专利4,297,848公开了一种汽轮机最佳效率控制器,借助测量汽轮机的各种参数来监控发电厂的热动状态充使发电厂的输出达到期望值。诸如节流阀蒸汽压力和温度之类的汽轮机参数可分别由常规的压力传感器和温度传感器来感测,感测的信号馈给上述的汽轮机最佳效率控制器。其它参数诸如再热器处蒸汽再热温度由常
规的温度传感器感测,功率由功率测量传感器感测,各传感器产生的信号都馈给汽轮机和最佳功率控制器。电厂功率输出测量耦合到汽轮机最佳功率控制器上。该汽轮机最佳功率控制器可以内含一个微计算机系统,用以计算合适的设定点,例如节流阀压力和蒸汽流量,以响应负荷要求并使汽轮机系统工作在最佳状态。
本发明的目的是提供一种降低阀门的涡流以改善汽轮机交率的方法和系统,该方法和系统有较快的响应负荷的能力,并且对于不能在可变压力下运行的或在锅炉系统中变压情况下运行不理想的汽轮机系统有利于减小热损耗。
本发明提供的一种降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法,从锅炉经一个档板阀门和一个二级过热器提供蒸汽,所述的档板阀有选择性地使汽轮机实现部分进汽运行,用至少连到档板阀和调节阀的一台微型计算机控制器响应负荷需求控制汽轮机,其特征在于包括以下步骤;
在控制器中计算与负荷需求相当的产生汽轮功率输出所需的蒸汽流量数值;
由曲线确定,由逐渐关闭调节阀中的一个阀门形成的第一减小蒸汽流量的阀的涡流与由于逐渐关闭档板阀引起的相应减少的蒸汽流量的第一个交点,
逐渐地关闭档板阀,以减少在调节阀处的蒸汽压力,直到达到如
监测到的蒸汽流量所示的第一个交点,
全开档板阀,使蒸汽压返回到正常值,同时同步关闭调节阀中的一个阀门,使蒸汽流量维持在第一交点的值;
与第一个调节阀的涡流相一致地逐渐关闭调节阀中的一个阀门,直到全关;
检测一个调节阀已关闭;
由曲线确定,由关闭调节阀中的另一个阀门形成的第二个减少蒸汽量阀的涡流与关闭档板阀引起的相应减少的蒸汽流量的第二交点;
逐渐地关闭档板阀,以减小调节阀的蒸汽压力,直到达到第二个交点时为止;
全开档板阀,使蒸汽压力返回到正常值,同时同步关闭调节阀的另一个阀门,以便蒸汽流量维持在第二个交点的值;
逐渐地关闭调节阀的另一个阀门,一直到它全关;
重复关和开档板阀的步骤,并且针对多个调节阀涡流中的每一个,按顺序在关闭各调节阀直到获得最小的进汽弧段,控制末级过热器以在减小压力时保持蒸汽温度。
本发明提供的一种降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的系统,该系统包括一个部分进汽弧段汽轮机,用以驱动一个发电机;一个锅炉装置(54),用以在预先确定的压力和温度下提供蒸汽,这个锅炉装置包括:一个初级过热器、一个串联连接的控制蒸汽流量和压力的档
板阀和一个末级过热器;这个系统还包括:控制蒸汽进入每个部分进汽弧段的多个调节阀,其特征在于:微型计算机控制装置响应系统上的负荷需求控制调节阀和档板阀的工作,使汽轮机保持恒速运行,上述的控制装置给档板阀和调节阀提供各种控制信号,使档板阀和按顺序关闭每一个控制阀同步工作,根据一个现有的蒸汽流量,控制每个调节阀,以在恒定的汽压下的改变该进汽弧段,而这种改变可提供比滑压更低的热耗。
在一个系统中描述了本发明的方法,这个系统利用滑压和阀门
节流的联合来获得较好的效率。特别是,它和具有一个锅炉和在基本恒定压力下工作的一级过热器的汽轮机系统一起被描述,一个档板阀(division valve)将一级过热器连到末级过热器。一个控制系统被连到档板阀,以便节流这个档板阀,这样,末级过热器和汽轮机可以滑压运行,同时维持锅炉和初级过热器恒压运行。这个系统通过调节档板阀来减少调节阀涡流的大小的办法运行,直到这个可变压力和计算求出的调节阀涡流值相交。然后,压力增加到它的正常工作值,有关的部分进汽调节阀关闭。此后,档板阀工作,直到可变压力与计算求出的调节阀涡流压力的另一个交点,在该点再次升压,有关的调节阀节流直至关闭。
在先有的技术程序减少给水泵的出口(实际上为调节器出口)压力,以便减少节流压力时,本系统以滑降节流压力在档板阀上节流。因为锅炉压力并不减少负荷响应很好。另外,本发明既可用于亚临界压力锅炉,也可用于超临界压力锅炉,其中该锅炉如果以一种真正的滑压方式运行,这种锅炉就不可能可靠地运行或可能要承受不合要求的温度变化。特别是,在一种类型中,本发明包括一个汽轮机发电系统,它具有一个部分进汽汽轮机并与其所驱动的发电机相连。为在预定压力和温度下供汽,提供了一种锅炉装置,这种锅炉装置包括:一个初级过热器,一个串连连接的控制蒸汽压力的档板阀和一个末级过热器。这个系统还包括控制汽轮机每个部分弧段进汽的多个调节阀,和一个控制调节阀和档板阀工作、响应该系统负荷需求以便维持所需的汽轮机的供汽压力的控制装置的微机系统,这个控制装置提供控制信号到档板阀和调节阀,以使档板阀与
按顺序关闭的每个调节阀同步工作。操作档板阀以减少蒸汽压力,从而对于一个现有的进汽弧段,根据最佳热耗减少蒸汽流量。操作每个调节阀,以改变具有恒定蒸汽压力的进汽弧段(这样的改进提供一个比在档板阀控制下滑压运行更低的热耗)。在这个示意系统中,本发明的方法通过在控制装置或控制器的微机系统中计算保证汽轮机的动力输出与负荷需求相匹配的所需要的蒸汽流量,从而减小了部分进汽汽轮机中调节阀的涡流。这个控制装置确定用逐渐关闭调节阀或控制阀中的一个阀门所形成的第一条减小蒸汽流量的调节阀涡流与由逐渐关小档板阀引起的相应减少蒸汽流量的第一个交点。这个档板阀逐渐关小,以减小节流阀处的蒸汽压力,直到达到如监视器的蒸汽流量所示的。第一个交点,档板阀全开,使蒸汽压力回到它的正常值。同时,同步关小调节阀中的一个,以便使蒸汽流量保持在第一个交点的值。然后,与第一个调节阀涡流相对应逐渐关小下一个调节阀,直至全关。这个控制装置检测到一个调节阀的关闭,并确定第二个交点,这个交点是由关小另一个调节阀形成的第二个蒸汽流量减少的调节阀的涡流与关小档板阀引起的相应减少蒸汽流量相交而形成的。为减少在节流阀处的蒸汽压力,逐渐地关小档板阀,直到达到第二个交点之后,档板阀全开,使蒸汽压力回到它的正常值。同时同步关小另一个调节阀,以便使蒸汽流量保持在第二个交点的值。然后逐渐关闭这一个控制阀,相对于多个调节阀的每个涡流重复关和开档板阀和顺序地关闭调节阀的各阶段,直到获得最小的进汽弧段。控制末级过热器,以便在减小压力时保持蒸汽温度。
为更好理解本发明,后面结合附图进行详细的描述,其中
图1为表征一种先有技术汽轮机控制方法的蒸流流量~热耗曲线族;
图2为表征另一个先有技术汽轮机的控制方法的特性曲线;
图3说明作为图2的方法的负荷函数的节流压力;
图4说明对于图2的方法计算出的效率改善;
图5是为执行本发明方法的一种形式的系统图。
图5描绘了一个适用于体现本发明的原理的典型的汽轮机电厂功能方框图,在图5的电厂中,可以是核燃料,也可以是各种矿物燃料的常规锅炉54生产蒸汽,蒸汽通过集流管56、初级过热器58、档板阀60、末级过热器62和节流阀61送往一组63所示的部分进汽调节阀。与锅炉54相连的是常规锅炉控制器64,用它控制各种锅炉参数。如集流箱56的蒸汽压力。更具体地说,集流箱56处的蒸汽压力一般是用布置在锅炉控制器64内的定值控制器(没有画出)控制的。这种定值控制器的设置对所有在相应技术方面熟练的人是众所周知的,因此本实施例不详细叙述。根据蒸汽进汽阀63的定位,调节蒸汽进入汽轮机的高压部分66。通常,高压汽轮机部分66的排汽在最后进入70所示的低压汽轮机部分以前在传统的再热器68中被再热。低压汽轮机部分70的排汽进入常规凝汽器72。
在许多情况中,共用轴74将汽轮机部分66和70机械地连到发电机组76,当蒸汽通过汽轮机部分66和70膨胀时,它将大部分能量变成驱动轴74的转矩。在电厂启动时,调节通过汽轮
机部分66和70的蒸汽,使汽轮机轴的转速与线电压或它的次谐波同步。一般这是用常规转速传感变速器77测定汽轮机轴74的转速完成的。由变送器77产生的信号78代表转轴速度,并被送到常规汽轮机控制器80。控制器80用信号线82依次控制蒸汽进汽阀的定位,以便根据要求的速度定值和测得的送至汽轮机控制器80的速度信号78,调整通过汽轮机部分66和70的蒸汽,在汽轮机启动时可以控制节流阀61,从而允许调节阀63全开,直到该汽轮机在大约5%负荷时开始工作。然后,这个系统转换成部分进流工作,而节流阀61全开。但是节流阀61一般是一个事故阀,被用于汽轮机的紧急停机。从控制器80引出的线65将控制信号送到阀61。
一个典型的主开关装置84被布置在发电机76和电力负荷86之间,为了本描述的目的,可以认为它是一个庞大的输电和配电网,当汽轮机控制器80确定存在同步条件时,主开关84可以合闸,以将电能提供到电力负荷86。电厂的实际电力输出可以用常规的电力测量变送器88测量,例如瓦特变送器,它被连到将电能送到负荷86的电力输出线上。代表电厂实际电力输出的信号通过信号线90被送到汽轮机控制器80。一旦同步,控制器80可以按常规控制蒸汽进汽阀63,将与该电厂所需的发电功率相当的蒸汽送到汽轮机部分66和70。
根据本发明,配置了一台最佳汽轮机效率控制器92,作为汽轮机发电厂的一部分。控制器92用测量汽轮机的各种参数的办法(关于这点下面将具体描述)监视电厂在所要求的电厂输出下的设
备的热力状况,同时这种信息通过将控制器92与锅炉控制器64相连的信号线94,控制锅炉汽压的调节。在本实施例中,锅炉压力的调节可以用改变定值控制器(未示出)的定值来实现,通常已知定值控制器是锅炉控制器64的一部分。例如在许多定值控制器中可以是这个情况,被测参数(如蒸汽压力)的反馈基本上接近定值,与定值的偏差通常是压力定值控制器输出/输入增益特性的函数。对于本发明来说,更重要的是,控制器92利用信号线94控制档板阀60的定位。阀60可以是一个常规的电动机械式蒸汽控制阀。利用控制阀60,控制器92能调节节流蒸汽压力,即在控制阀63的蒸汽压力。阀60的控制避免了需要用节流阀61在启动时进行调整,因此简化了它对开或闭控制。档板阀60为从全周进汽启动较好地转换到部分进流运行给汽轮机66提供了一个更好的环境。
流轮机参数,如节流蒸汽压力和温度,分别用常规压力变送器96和温度变送器98测量。由变送器96和98分别产生的信号100和102可以提供给最佳透平效率控制器92。另一个参数,在再热器68的汽轮机再热蒸汽温度用常规温度变送器104测量,它产生一个信号106,也可以被送到控制器92,以便使用。的功率测量变送器88产生的在线90上的信号可另外提供给控制器92。此外,一个重要的汽轮机参数是一个影响通过汽轮机部分66和70的蒸汽流量的参数,为本实施例的目的,要适当地选择高压汽轮机部分66的冲动腔室的蒸汽压力。在冲动室部分设置了一个常规压力变送器108,以便产生和提供一个送到控制器
92信号110,这个信号代表冲动室的蒸汽压力。
足以更具体描述控制器92工作情况的汽轮机效率控制器92的一个实施例在美国专利No.4,297,848中给出,它转让给本发明的受让人,其公开内容在此作为参考。
如上述美国专利No.4297848中描述的,控制器92和控制器80可以包括微机系统,用于计算合适的定值(例如节流压力和蒸汽流量),以便在响应负荷需求时,汽轮机系统能最佳工作。在本发明中,希望控制施加于阀门63上的节流汽压,以便产生优化系统效率,同时具对于增加的负荷需求具有快速响应的能力。图5的系统,通过控制档板阀60和末级过热器62以调节节流蒸汽压力而不用如先有技术系统所做的改变档板阀60之前的锅炉压力的方式获得了这个结果,响应减少负荷需求的运行方法是计算交点,在这个点,以恒压通过控制阀63的蒸汽流量等于通过减小压力获得的蒸汽流量。由于很容易从汽轮机压力和流量计算出这些值,它们可以预先获得并储存在微机控制器92的相应的查表存储器中。相对于各条用图2所述方式顺序地逐渐关闭阀63所确定的调节阀浴流,计算这些点。然后逐渐地关闭档板阀60,开始减少流量,直到达到第一个交点。然后阀60全开,这样压力可以快速地返回到它的正常工作值,调节阀63的第一个阀关到蒸汽流量保持在交点值的程度。然后,在受控速度下逐渐关小调节阀,直到全关。然后用档板阀60再次减小压力,直到达到调节阀涡流的第二个交点,并重复上述步骤。通过档板阀60并结合逐步关闭控制阀63的这种重复循环,不用减小档板阀60之前的锅炉压力就可
以获得最佳效率。因此,系统就按所希望的图3上的所需特性运行,而无需延长时间来恢复到正常运行压力。
在图中使用的编号
图例 编号 图
锅炉 54 5
初级过热器 58 5
末级过热器 62 5
锅炉控制器 64 5
再热器 68 5
凝结器 76 5
发电机 76 5
汽轮机控制器 80 5
负荷 86 5
MW变送器 88 5
最佳汽轮机效率控制器 92 5
Claims (4)
1、一种降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法,从锅炉经一个档板阀门和一个二级过热器提供蒸汽,所述的档板阀有选择性地使汽轮机实现部分进汽运行,用至少连到档板阀和调节阀的一台微型计算机控制器响应负荷需求控制汽轮机,其特征在于包括以下步骤;
在控制器中计算与负荷需求相当的产生汽轮功率输出所需的蒸汽流量数值;
由曲线确定,由逐渐关闭调节阀中的一个阀门形成的第一减小蒸汽流量的阀的涡流与由于逐渐关闭档板阀引起的相应减少的蒸汽流量的第一个交点,
逐渐地关闭档板阀,以减少在调节阀处的蒸汽压力,直到达到如监测到的蒸汽流量所示的第一个交点,
全开档板阀,使蒸汽压返回到正常值,同时同步关闭调节阀中的一个阀门,使蒸汽流量维持在第一交点的值;
与第一个调节阀的涡流相一致地逐渐关闭调节阀中的一个阀门,直到全关;
检测一个调节阀已关闭;
由曲线确定,由关闭调节阀中的另一个阀门形成的第二个减少蒸汽量阀的涡流与关闭档板阀引起的相应减少的蒸汽流量的第二交点;
逐渐地关闭档板阀,以减小调节阀的蒸汽压力,直到达到第二个交点时为止;
全开档板阀,使蒸汽压力返回到正常值,同时同步关闭调节阀的另一个阀门,以便蒸汽流量维持在第二个交点的值;
逐渐地关闭调节阀的另一个阀门,一直到它全关;
重复关和开档板阀的步骤,并且针对多个调节阀涡流中的每一个,按顺序在关闭各调节阀直到获得最小的进汽弧段,控制末级过热器以在减小压力时保持蒸汽温度。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括控制末级过热器以在减小的压力下维持蒸汽温度的步骤。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,包括在汽轮机启动时全开调节阀的步骤,和控制档板阀来调节蒸汽压力的步骤。
4、一种降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的系统,该系统包括一个的部分进汽弧段汽轮机,用以驱动一个发电机;一个锅炉装置(54),用以在预先确定的压力和温度下提供蒸汽,这个锅炉装置包括:一个初级过热器(58)、一个串联连接的控制蒸汽流量和压力的档板阀(60)和一个末级过热器(62);这个系统还包括:控制蒸汽进入每个部分进汽弧段的多个调节阀(63),其特征在于:微型计算机控制装置(80)、(92)响应系统上的负荷需求控制调节阀和档板阀的工作,使汽轮机保持恒速运行,上述的控制装置给档板阀和调节阀提供各种控制信号,使档板阀和按顺序关闭每一个控制阀同步工作,根据一个现有的蒸汽流量,控制每个调节阀,以在恒定的汽压下的改变该进汽弧段,而这种改变可提供比滑压更低的热耗。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/217,515 US4819435A (en) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | Method for reducing valve loops for improving stream turbine efficiency |
US217,515 | 1988-07-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1039466A CN1039466A (zh) | 1990-02-07 |
CN1023141C true CN1023141C (zh) | 1993-12-15 |
Family
ID=22811401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN89104656A Expired - Fee Related CN1023141C (zh) | 1988-07-11 | 1989-07-10 | 降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法和系统 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4819435A (zh) |
JP (1) | JP2747525B2 (zh) |
KR (1) | KR0179991B1 (zh) |
CN (1) | CN1023141C (zh) |
CA (1) | CA1302295C (zh) |
ES (1) | ES2014754A6 (zh) |
IT (1) | IT1233106B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100422111C (zh) * | 2006-11-29 | 2008-10-01 | 中国原子能科学研究院 | Gd2O2S:Pr,Ce,F陶瓷闪烁体制备方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5136848A (en) * | 1991-10-07 | 1992-08-11 | Westinghouse Electric Corp. | Method for predicting the optimum transition between constant and sliding pressure operation |
US5621654A (en) * | 1994-04-15 | 1997-04-15 | Long Island Lighting Company | System and method for economic dispatching of electrical power |
US6705086B1 (en) * | 2002-12-06 | 2004-03-16 | General Electric Company | Active thrust control system for combined cycle steam turbines with large steam extraction |
US7469167B2 (en) * | 2004-10-20 | 2008-12-23 | Childress Jr Ronald L | Predictive header pressure control |
JP4929010B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-05-09 | 東京電力株式会社 | 発電システム |
KR100931769B1 (ko) * | 2007-09-14 | 2009-12-14 | 엘에스산전 주식회사 | 터빈의 과속도 감시 및 제어 시스템과 그 방법 |
KR101079845B1 (ko) | 2009-08-11 | 2011-11-03 | 한국서부발전 주식회사 | 발전기의 터빈제어 밸브를 전환하기 위한 방법 |
CN102410051B (zh) * | 2011-05-11 | 2014-07-16 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 大型汽轮机抽汽供热的调整方法 |
CN102953775A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 上海漕泾热电有限责任公司 | 基于燃气-蒸汽联合热电联供机组的自动发电控制系统 |
US9328633B2 (en) | 2012-06-04 | 2016-05-03 | General Electric Company | Control of steam temperature in combined cycle power plant |
CN102661176B (zh) * | 2012-06-04 | 2014-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种以主蒸汽流量作为调度变量获取汽轮机滑压曲线方法 |
CN103850726B (zh) * | 2014-03-28 | 2015-06-24 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种快速确定汽轮机定滑压优化曲线的方法 |
CN104481598B (zh) * | 2014-11-07 | 2016-05-04 | 广东大唐国际潮州发电有限责任公司 | 一种火电厂汽轮机在线滑压优化方法 |
CN104464860A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-25 | 中广核工程有限公司 | 核电站汽轮机功率测量方法和系统 |
CN105840248B (zh) * | 2016-05-06 | 2017-06-30 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 一种汽轮机滑压运行曲线获得方法及装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4178762A (en) * | 1978-03-24 | 1979-12-18 | Westinghouse Electric Corp. | Efficient valve position controller for use in a steam turbine power plant |
US4297848A (en) * | 1979-11-27 | 1981-11-03 | Westinghouse Electric Corp. | Method of optimizing the efficiency of a steam turbine power plant |
US4280060A (en) * | 1980-06-09 | 1981-07-21 | General Electric Company | Dedicated microcomputer-based control system for steam turbine-generators |
-
1988
- 1988-07-11 US US07/217,515 patent/US4819435A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-06-29 CA CA000604347A patent/CA1302295C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-07 IT IT8941651A patent/IT1233106B/it active
- 1989-07-10 JP JP1178899A patent/JP2747525B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-10 CN CN89104656A patent/CN1023141C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-10 ES ES8902416A patent/ES2014754A6/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-11 KR KR1019890009844A patent/KR0179991B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100422111C (zh) * | 2006-11-29 | 2008-10-01 | 中国原子能科学研究院 | Gd2O2S:Pr,Ce,F陶瓷闪烁体制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8941651A0 (it) | 1989-07-07 |
US4819435A (en) | 1989-04-11 |
JP2747525B2 (ja) | 1998-05-06 |
JPH0264201A (ja) | 1990-03-05 |
KR900001954A (ko) | 1990-02-27 |
ES2014754A6 (es) | 1990-07-16 |
IT1233106B (it) | 1992-03-14 |
KR0179991B1 (ko) | 1999-03-20 |
CA1302295C (en) | 1992-06-02 |
CN1039466A (zh) | 1990-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1023141C (zh) | 降低阀门的涡流以改善汽轮机效率的方法和系统 | |
US5203159A (en) | Pressurized fluidized bed combustion combined cycle power plant and method of operating the same | |
KR100187811B1 (ko) | 부분아아크 증기터어빈의 제어단 블레이딩의 충격부하 감소방법 | |
EP0098037B1 (en) | Electric power generation systems and methods of operating such systems | |
CN100385092C (zh) | 用于蒸汽轮机的快速发电系统及方法 | |
US4870823A (en) | Low load operation of steam turbines | |
US5136848A (en) | Method for predicting the optimum transition between constant and sliding pressure operation | |
US4953355A (en) | Steam turbine installation with adjusted bleeding | |
US5191764A (en) | Governor valve positioning to overcome partial-arc admission limits | |
US4271473A (en) | Control of parallel operated turbines in cogeneration | |
CN110985218B (zh) | 一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统 | |
CN113638776A (zh) | 一种抽汽背压式汽轮机热力系统及其控制方法 | |
JP2587419B2 (ja) | 超臨界圧貫流ボイラ | |
US4338789A (en) | Method of varying turbine output of a supercritical-pressure steam generator-turbine installation | |
CN219711598U (zh) | 一种汽电双驱联合驱动的调速系统 | |
CN1177998C (zh) | 抽汽式汽轮机的调节方法和调节装置 | |
CN115324674B (zh) | 一种火电机组变频凝结水泵参与电网频率调节的系统 | |
CN115324675B (zh) | 火电机组基于变频凝结水泵调节电网频率的控制方法 | |
JPH0811923B2 (ja) | 蒸気タービン発電プラントの運転効率改善方法 | |
SU429181A1 (ru) | Способ регулирования блока котел—турбина | |
JPH04103902A (ja) | ボイラ給水制御方法及び装置 | |
JPS6217644B2 (zh) | ||
Keyes et al. | Methods of Energy Efficient Control and Optimization for Combined-Cycle Cogeneration | |
JPS623287B2 (zh) | ||
JPS61182426A (ja) | 二軸ガスタ−ビン制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |