用于分配通过元件的蒸汽流量的控制系统技术方案

本文中描述了用于通过给予控制元件优先权和使用反馈测量控制元件的响应和可用性分派单个蒸汽流量指令至多个控制元件的方法和系统。然后可以调节分派的单个蒸汽流量指令作为每一个控制元件的响应函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分配通过元件的蒸汽流量的控制系统 相关申请的交叉引用 这是本专利技术提交的第一次申请。
本专利技术涉及用于能源分配系统的控制的领域。
技术介绍
蒸汽用作不同的工业工厂的主要能源。蒸汽通常通过锅炉产生和在蒸汽分配网络 内供给至具有不同压力的蒸汽联箱（Steam header)。联箱反过来将蒸汽分配到不同的工厂 单元。因为下游过程单元的流量需求常常变化，所以控制系统用于确保联箱中的压力稳定 性。为此，操纵设置在联箱之间的蒸汽管道来控制压力级。然而，蒸汽管道沿着复杂的路径 和子网络并且用于压力控制的传统方法趋向于通过关注精准偏移（punctual offset)操纵 入口和出口流量，不考虑流量的源头或者目的地。此外，已知的控制系统以经济的最优化为 代价，通常严重依靠减压阀。这最终减小工厂的潜在收入，因此使管道上过程判定在经济不 可行。 因此，需求改善的压力控制系统。
技术实现思路
本文中描述了用于通过给予控制元件优先权和使用反馈测量控制元件的响应和 可用性分派单个蒸汽流量指令至多个控制元件的方法和系统。然后可以根据每一个控制元 件的响应调节分派单个蒸汽流量指令。 根据第一广泛方面，提供用于分配从具有第一压力级的蒸汽联箱至多个压力调节 装置的蒸汽流量或者至具有来自多个压力调节装置的第一压力级的蒸汽联箱的蒸汽流量 的控制系统。系统包括压力单元，适用于测量蒸汽联箱中的第一压力级，确定测量的第一压 力级和期望的压力级之间的差值，和产生代表调节蒸汽联箱中的压力级与期望的压力级对 应需要的蒸汽流量需求的需求信号；至少一个状态监测单元，耦接至多个压力调节装置，用 于监测其输出流量；和分派装置，具有耦接至压力单元和至少一个状态监测单元的至少一 个输入，和耦接至多个压力调节装置的至少一个输出。分派装置适用于：接收来自压力单元 的需求信号；作为需求信号的功能和根据优先方案，在来自蒸汽联箱的多个压力调节装置 中分配蒸汽流量。从状态监测单元接收代表多个压力调节装置的输出流量的至少一个反馈 信号；和基于至少一个反馈信号调节蒸汽流量的分配。 仍然根据另一个广泛方面，还提供一种用于分配从具有第一压力级的蒸汽联箱至 多个压力调节装置的蒸汽流量或者至具有来自多个压力调节装置的第一压力级的蒸汽联 箱的蒸汽流量的方法。方法包括测量蒸汽联箱中的第一压力级；确定测量的第一压力级和 期望的压力级之间的差值；产生代表调节蒸汽联箱中的压力级与期望的压力级对应需要的 蒸汽流量需求的需求信号；作为需求信号的功能和根据优先方案，在来自蒸汽联箱的多个 压力调节装置中分配蒸汽流量。监测多个压力调节装置的输出流量；和基于监测的输出流 量调节蒸汽流量的分配。 在本说明书中，术语阀值应当理解为意指用于比较以连续的方式或者以离散的 (周期性与否）方式测量的值的任何设置值或者参数。 【附图说明】 从以下结合附图的详细描述，本专利技术的更多特征和优点将显而易见，其中： 图1是现有技术蒸汽分配网络的示意图； 图2是根据本专利技术的示例性实施方式的使用四管道智能分路器的蒸汽分配网络 的不意图； 图3是使用图2的智能分路器的控制回路的示意图； 图4是根据本专利技术的示例性实施方式的用于使用智能分路器的单个控制元件的 多个蒸汽流量需求分派的示意图； 图5a是根据本专利技术的示例性实施方式的使用五管道智能分路器的蒸汽分配网络 的不意图； 图5b是根据本专利技术的示例性实施方式的使用智能分路器的蒸汽分配网络的有效 流量管道的图表； 图5c是根据本专利技术的示例性实施方式的在输出管道为自动模式时的25%蒸汽流 量需求的分摊的图表； 图5d是根据本专利技术的示例性实施方式的在输出管道为自动模式时的50%蒸汽流 量需求的分摊的图表； 图5e是根据本专利技术的不例性实施方式的在第一优先权输出管道为手动模式时的 50%蒸汽流量需求的分摊的图表； 图5f是根据本专利技术的示例性实施方式的在第三优先权输出管道为手动模式时的 50%蒸汽流量需求的分摊的图表； 图5g是根据本专利技术的示例性实施方式的在第五优先权输出管道为手动模式时的 50%蒸汽流量需求的分摊的图表； 图6a是根据本专利技术的示例性实施方式的通过跳闸的涡轮机的蒸汽流量的曲线 图； 图6b是根据本专利技术的示例性实施方式的在涡轮机跳闸期间通过控制元件的蒸汽 流量的曲线图； 图6c是根据本专利技术的示例性实施方式的在涡轮机跳闸期间通过蒸汽联箱的压力 级的曲线图；以及 图7是根据本专利技术的示例性实施方式的使用智能分路器的蒸汽分配网络的示意 图。 应注意贯穿附图，相似的特征通过相似的参考标号标记。 【具体实施方式】 参考图1，现在将描述用于将两个锅炉中产生的蒸汽传输至需要蒸汽的热能的点 的现有技术蒸汽分配网络100。网络100示例性地包括四个蒸汽联箱102、104、106、和108， 四个蒸汽联箱是产生蒸汽形式的热能的两个锅炉154和156的主要蒸汽供给联箱。每一 个联箱102、104、106、和108从锅炉收集以不同的压力级供给的加压的蒸汽，并且通过网络 100移动收集的蒸汽。具有1600psig表压的蒸汽示例性地流过1600psig蒸汽联箱102流 量，具有IOOOpsig表压的蒸汽流过IOOOpsig蒸汽联箱104,具有230psig表压的蒸汽流过 230psig蒸汽联箱106,和具有70psig表压的蒸汽流过70psig蒸汽联箱108流量。在两个 锅炉154和156的沸腾鼓状物（未示出）中，蒸汽与液态水分离，使得液态水尽可能地变干。 蒸汽应当实际上在使用、干燥、清洁、没有空气和不凝气体时是可用的，并且以适当的量、温 度、和压力用于每一个应用。蒸汽然后递送至蒸汽分配系统100的区域，在该区域，需求蒸 汽用于发电、机械驱动或者工业过程。 为此，网络100示例性地包括蒸汽涡轮机110和112,用于从供给到那的加压蒸汽 提取热能并且产生用于递送至贯穿工厂的过程或者分配至局部电网用于额外收入的电功 率。蒸汽涡轮机110和112在提取机械工作的同时进一步提供使蒸汽压力向下下降的装置。 来自1600psig蒸汽联箱104的蒸汽管道111示例性地通过阀门114供给蒸汽涡轮机110。 类似地，来自IOOOpsig联箱104的蒸汽管道113通过阀门118供给蒸汽涡轮机112。涡轮 机阀门116U20和122还可以用来分配不同的提取之间的和涡轮机110和112的后期的蒸 汽流量。蒸汽涡轮机110和112可以利用它们各自的排气装置316和提取装置128同时操 作供给70psig蒸汽联箱108。蒸汽涡轮机110和112的各自的提取装置314和132可以进 一步分别通过减压控制阀134和136供给230psig蒸汽联箱106。 蒸汽可以通过压力控制阀138从230psig蒸汽联箱106供给至70psig蒸汽联箱 108。蒸汽可以类似地通过减压阀142从IOOOpsig蒸汽联箱104供给至70psig蒸汽联箱 108以将IOOOpsig蒸汽压力级减少至70psig并且通过压力控制阀146供给至230psig蒸 汽联箱106以将IOOOpsig蒸汽压力级减少至230psig。蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从具有第一压力级的蒸汽联箱向多个压力调节装置分配蒸汽流量或者从所述多个压力调节装置向具有所述第一压力级的所述蒸汽联箱分配蒸汽流量的控制系统，所述系统包括压力单元，适于测量所述蒸汽联箱中的所述第一压力级，确定测量的所述第一压力级和期望的压力级之间的差值，以及产生需求信号，所述需求信号代表调节所述蒸汽联箱中的压力级以与所述期望的压力级对应所需要的蒸汽流量需求；至少一个状态监测单元，耦接至所述多个压力调节装置，用于监测所述多个压力调节装置的输出流量；以及分派装置，具有耦接至所述压力单元和耦接至所述至少一个状态监测单元的至少一个输入端以及耦接至所述多个压力调节装置的至少一个输出端，所述分派装置适于：从所述压力单元接收所述需求信号；根据所述需求信号并且根据优先级方案，在所述多个压力调节装置中分配来自所述蒸汽联箱的所述蒸汽流量；从所述状态监测单元接收代表所述多个压力调节装置的所述输出流量的至少一个反馈信号；以及基于所述至少一个反馈信号调节所述蒸汽流量的分配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种用于从具有第一压力级的蒸汽联箱向多个压力调节装置分配蒸汽流量或者从 所述多个压力调节装置向具有所述第一压力级的所述蒸汽联箱分配蒸汽流量的控制系统， 所述系统包括 压力单元，适于测量所述蒸汽联箱中的所述第一压力级，确定测量的所述第一压力级 和期望的压力级之间的差值，以及产生需求信号，所述需求信号代表调节所述蒸汽联箱中 的压力级以与所述期望的压力级对应所需要的蒸汽流量需求； 至少一个状态监测单元，耦接至所述多个压力调节装置，用于监测所述多个压力调节 装置的输出流量；以及 分派装置，具有耦接至所述压力单元和耦接至所述至少一个状态监测单元的至少一个 输入端以及耦接至所述多个压力调节装置的至少一个输出端，所述分派装置适于： 从所述压力单元接收所述需求信号； 根据所述需求信号并且根据优先级方案，在所述多个压力调节装置中分配来自所述蒸 汽联箱的所述蒸汽流量； 从所述状态监测单元接收代表所述多个压力调节装置的所述输出流量的至少一个反 馈信号；以及 基于所述至少一个反馈信号调节所述蒸汽流量的分配。2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述压力单元适于按照在前的需求和当前需求 之间的差值产生所述需求信号。3. 根据权利要求1至2的任一项所述的系统，其中，所述至少一个状态监测单元包括用 于所述多个压力调节装置的每一个的状态监测单元。4. 根据权利要求1至3的任一项所述的系统，其中，所述至少一个状态监测单元包括流 量测量装置，所述流量测量装置位于所述多个压力调节装置中的至少一个的下游以测量所 述至少一个压力调节装置的输出流量。5. 根据权利要求1至4的任一项所述的系统，其中，所述分派装置适用于比较所述多个 压力调节装置的每一个的输出流量与分配至所述多个压力调节装置的每一个的所述蒸汽 流量以评估所述多个压力调节装置的每一个的响应。6. 根据权利要求1至4的任一项所述的系统，其中，所述分派装置包括耦接至所述多个 压力调节装置的至少一个第一输入端和耦接至所述至少一个状态监测单元的至少一个第 二输入端。7. 根据权利要求1至5的任一项所述的系统，其中，所述分派装置包括耦接至所述多个 压力调节装置的每一个的至少一个输出端。8. 根据需求1至7的任一项所述的系统，其中，所述分派装置适用于在压力控制阀、蒸 汽涡轮机、冷凝器、锅炉和压缩器中的至少一个中分配所述蒸汽流量。9. 根据权利要求1至8的任一项所述的系统，其中，所述分派装置适于在使用所述优先 级方案的所述多个压力调节装置中分配所述蒸汽流量的同时考虑通过所述多个压力调节 装置的至少一个的所述蒸汽流量的手动设置。10. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述手动设置对应于被设置为流过所述多个压 力调节装置的至少一个的蒸汽的固定量。11. 根据权利要求1至10的任一项所述的系统，其中，所述分派装置适于通过考虑所述 压力调节装置的至少一个的蒸汽流量能力根据所述优先级方案分配所述蒸汽流量。12. 根据权利要求1至11的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯努瓦·詹维尔，
申请(专利权)人：艾罗创新公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA