[发明专利]一种在线的间接空冷高背压供热机组背压控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于高背压供热技术领域，特别涉及一种在线的间接空冷高背压供热机组背压控制系统及方法。

背景技术

高背压供热作为一种新型的供热方式在近年来逐渐兴起，具有节约能源，改善环境，提高供热质量等综合效益，是降低机组能耗的有效方式，符合国家节能减排相关政策。

间接空冷机组采用循环水冷却汽轮机低压缸排汽，循环水通过空冷岛向外散热，对于机组来说，此部分散失的热量为完全的热损失，未能有效利用。高背压供热改造目的就是为了充分回收此部分冷源损失，实现冷源损失为零，达到提升系统能量利用率，节能降耗的目的。

高背压供热改造后，机组运行原则为“以热定电”，在安全的设计范围内，背压升高有利于提升供热机组的供热效率，但随着背压的提升，汽轮机末级排汽口比容减小，将使汽轮机末级的容积流量大大减小，叶片动应力增加，末级叶片颤振值增大，颤振值越大，末级叶片越容易断裂损坏，影响机组安全运行。但背压值过低，将影响供热系统的经济效益。因此，综合衡量高背压供热机组的热经济性和机组安全因素，开发一种在线的间接空冷高背压供热机组背压控制系统及方法是很有必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题：

解决高背压供热机组背压不能有效实现DCS在线调节的问题，同时，克服现阶段单纯依靠操作人员手动调节易出现调节不精确影响机组安全，背压值优化不足导致供热效率低的问题，提出一种在线的间接空冷高背压供热机组背压控制系统及方法，在DCS系统实现在线的背压控制，将背压控制在最优范围。

本发明采用以下技术方案：

一种间接空冷高背压供热机组背压控制系统，包括汽轮机低压缸1、双温区凝汽器2、间冷塔3和DCS控制系统，汽轮机低压缸1与双温区凝汽器2相连通，间冷塔3与双温区凝汽器2的B侧之间具有循环水管道，从间冷塔3进入双温区凝汽器2B侧的循环水管道上设置有变频循环水泵5、热电阻8，变频循环水泵5连接变频器6，所述双温区凝汽器2的B侧设置有压力变送器9，所述变频器6、热电阻8、压力变送器9均与DCS系统通过线缆连接。

所述变频循环水泵5后的循环水管道上还连接有流量测量装置7，所述流量测量装置7连接DCS控制系统。

一种背压控制的控制方法，包括在DCS控制系统中使用PID控制器进行变频器6的控制，背压实际值PV通过压力变送器9测得，使PID控制器对作为执行单元的变频器6输出信号调节变频器6的频率，进而调节变频循环水泵5的功率，调节循环水的流量7，最终达到调节双温区凝汽器2的压力的目的,其中，PID控制器的输入为背压设定值SP和背压实际值PV的压力差值。

所述背压设定值SP的获取包括以下两种途径，通过选择模块13选择以下两中途径中的一个作为最终的背压设定值SP获取途径：

<1>获取背压限制曲线，将该曲线与低压缸进汽压力拟合为函数，同时设置对背压设定值SP进行修改的系数模块11，通过不同的低压缸进汽压力值获取当前的背压设定值，同时通过系数模块11调整背压设定值获取最终的背压设定值SP；

<2>通过操作员人工手动操作，在输入模块12直接输入最终的背压设定值SP。

通过模糊自适应PID控制的方法对PID控制器进行比例、积分、微分参数调整，所述模糊自适应PID控制方法通过模糊自适应推理模块14，以背压设定值SP和压力变送器获取的实际背压值PV的压力差值和压力差值的变化率作为输入，利用设定的模糊规则，对PID控制器的参数进行修改。

通过专家前馈模块对PID控制器的输出进行调整后，再输出信号给变频器6；

所述专家前馈模块的建立过程为：

设置循环水冷却水的基准温度为T0，同时循环水冷却水的实际温度为T，T与T0的差值为ΔT，根据专家经验，设置专家规则：即在ΔT为不同值时，设置不同的前馈系数K；

通过热电阻8测得流入双温区凝汽器2B侧的循环水的冷却水实际温度T后，与基准温度T0计算差值ΔT，进而获取前馈系数K，通过前馈系数对PID控制器输出给变频器(6)的频率指令值进行修正。

本发明的有益效果：

本发明具有优化背压设定值，利用模糊自适应PID控制改善动态调节过程，减少普通PID控制的超调量，利用专家前馈控制消除温度干扰，提升控制质量，提高供热经济效益。同时，优化配置，在DCS实现在线控制，无需外置控制器，节约投资。

附图说明