[发明专利]一种外挂式电站给水系统特性试验装置

说明书

本发明公开了一种外挂式电站给水系统特性试验装置，涉及超临界火力发电机组技术领域，其包括DCS、外挂机和上位机，外挂机包括信号输入模块、控制器模块、信号输出模块和网络模块；信号输入模块用于采集DCS中的数据信号；控制器模块包括可相互切换的仿真模式和实际试验模式；控制器模块内部具有预设模型，并可根据仿真计算的结果判定最优试验数据，生成指令信号；信号输出模块用于输出指令信号至DCS；网络模块用于实现控制器模块和上位机之间交互；上位机用于调取控制器模块内部预设模型对采集到的数据信号进行给水系统特性试验的仿真计算。

技术领域

本发明涉及超临界火力发电机组技术领域，具体来讲是一种外挂式电站给水系统特性试验装置。

背景技术

常规350MW火电机组给水系统通常配置1台50％容量的电动给水泵和一台100％容量的汽动给水泵。电动给水泵(以下简称“电泵”)一般作为机组启动给水泵或备用给水泵，汽动给水泵(以下简称“汽泵”)作为机组正常运行带负荷直至满负荷阶段的主力水泵。在一个完整流程中电泵或者汽泵从除氧器水箱底部接入给水，经过电泵前置泵、电泵(或者汽动前置泵、汽泵)后依次经过各列高压加热器，最后进入锅炉省煤器；同时给水泵出口母管提供过热器、再热器减温器减温水。通常电动给水泵组的驱动方式采用前置泵由电动机的一端直接驱动，电泵由电机经液力耦合器通过变速驱动。汽动给水泵主泵与其前置泵同轴布置，分别布置在小汽轮机两侧，主泵由小汽轮机直接驱动，前置泵由小汽轮机通过齿轮箱驱动。汽泵和电泵分别在泵出口引出一个再循环管道，回至除氧器，用以保证电泵或者汽泵启动阶段的最小流量。

对于电泵容量设计较小(≤30％Qe,Qe为额定流量)的机组来说，在运行过程中一旦汽泵发生故障跳闸，会触发锅炉给水流量低低，锅炉MFT(Main Fuel Trip,指锅炉主燃料跳闸)，进而联锁跳闸汽轮机。对于电泵容量设计较大的机组(≥50％Qe)，在运行中发生汽泵跳闸时，通过采用相应的技术手段，可以快速启动备用电泵，并控制机组在允许参数范围内继续运行而不停炉。通常每个电厂根据自己的电泵容量、汽泵运行特性、给水系统测点布置、运行负荷等不同参数，在机组DCS(Distributed Control System，分散控制系统)中搭建逻辑单元、实现汽泵跳闸联启电泵，机组快速降负荷而不停机等功能。

而对机组容量发生变化、机组测点布置不同、电泵容量设计大小不一、平均运行负荷率等不同的电厂而言，直接借鉴或者拷贝给水系统故障后联启电泵，实现机组快速降负荷而不停机的逻辑时，会存在很多不确定因素，甚至出现参数不匹配而出现事故扩大化的风险。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种外挂式电站给水系统特性试验装置，该装置能够实现不同电站给水系统特性的仿真试验和实际试验两种功能。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种外挂式电站给水系统特性试验装置，包括DCS、外挂机和上位机，所述外挂机包括信号输入模块、控制器模块、信号输出模块和网络模块；所述信号输入模块用于采集DCS中的数据信号；所述控制器模块包括可相互切换的仿真模式和实际试验模式；控制器模块内部具有预设模型，并可根据仿真计算的结果判定最优试验数据，生成指令信号；所述信号输出模块用于输出指令信号至DCS；所述网络模块用于实现控制器模块和上位机之间交互；所述上位机用于调取控制器模块内部预设模型对采集到的数据信号进行给水系统特性试验的仿真计算。

在上述技术方案的基础上，所述上位机可对控制器模块内部预设模型的参数进行修改并实时数据显示。

在上述技术方案的基础上，所述仿真计算的结果的判定条件包括：a.汽泵跳闸后机组瞬间RB能否快速降至电泵容量设计的范围；b.电泵启动后勺管开度能否在规定的时间内加至给水流量的正常值；c.电泵启动后出口压力能否快速满足给水流量的需求；d.除氧器的水位是否在正常范围内波动。

在上述技术方案的基础上，所述信号输入模块为Modbus模块，该Modbus模块通过Modbus接口与DCS通讯；采集DCS中的数据信号包括模拟量信号、开关量信号和转速信号。