基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法及系统，根据热蒸汽母管的压力参数确定饱和蒸汽温度，再根据饱和蒸汽温度和疏水罐内部蒸汽的温度参数得到疏水罐内部蒸汽的过热度，最后根据过热度与预设值比较，输出疏水阀的开闭指令，对机组启停初期低负荷工况下过热蒸汽管道可能产生的凝结水以及低过热度蒸汽及时准确疏放回收。有效解决了火力发电厂、太阳能热发电厂现有控制策略，造成的启动周期增长、疏水阀及管道热冲击大、合格蒸汽被疏放的热量损失大的问题。适用于所有过热状态的蒸汽管道在低参数工况进行自动疏水的工艺过程，工业适用面广，节能效果显著。

Pipeline drainage method and system based on steam superheat parameter

The pipeline drainage method and system based on the steam superheat parameter provided by the invention determines the saturated steam temperature according to the pressure parameter of the hot steam main pipe, and then obtains the superheat of the steam inside the drain tank according to the saturated steam temperature and the temperature parameter of the steam inside the drain tank. Finally, according to the comparison between the superheat and the preset value, the opening and closing command of the drain valve is output, which is low at the initial stage of the unit startup and shutdown The condensate and low superheat steam that may be produced by the superheated steam pipeline under load condition shall be timely and accurately discharged and recycled. It effectively solves the existing control strategies of thermal power plants and solar thermal power plants, resulting in the increase of start-up cycle, large thermal shock of drain valves and pipes, and large heat loss of qualified steam being discharged. It is suitable for the process of automatic drainage of all superheated steam pipes under low parameter conditions. It is widely used in industry and has remarkable energy saving effect.

【技术实现步骤摘要】
基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法及系统
本专利技术属于热力发电厂热力控制系统
，具体为基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法及系统。
技术介绍
在发电厂启、停机的低负荷过程中，热力系统会出现蒸汽过热度低的工况。如果蒸汽的过热度不足，进入汽轮机的过热蒸汽经过前几级叶片后温度降低较大，到达后级叶片的温度有可能会低至饱和温度，转变为湿蒸汽。湿蒸汽带水对叶片的危害极大，所以进入汽轮机组的蒸汽的过热度要控制在50～100℃较为安全。汽轮机厂会对进汽压力、温度有限值要求，就是要保证进汽的过热度，防止汽轮机进水，保护设备安全。常规火电厂的过热蒸汽管道设置的气动疏水阀，是根据启停过程中机组负荷的大小直接联锁打开/关闭，没有设置任何检测仪表。其具体做法是：在负荷小于20％工况，联锁打开所有管道疏水阀；负荷大于20％，经过一定延时后联锁关闭所有管道疏水阀；虽然其机组运行的连续性、稳定性好，机组启、停次数较少，但这种疏水阀一刀切的粗放型控制方案，依然会影响机组的启停快速性和启停期间的经济性。在太阳能热发电项目中，有很多不同于火力发电厂的运行工况，尤其在夜晚用电低谷时段，有些光热发电厂会有停机模式；在日出后，开始启动汽轮发电机组设备。这样频繁地启停机组，在启动、预暖阶段，会出现过热汽、再热汽热段等汽源参数波动较大的工况。管道自动疏水的设计，是要保证这个工艺过程应尽量平稳、快速，从而防止汽轮机进水，缩短启动周期，保证机组安全运行。太阳能热发电项目机组的启停频繁，如仍旧采用传统的控制策略进行管道疏水：所有疏水阀同时开、关，会造成启动周期长、疏水阀热冲击大、部分合格工质被降温回收。造成的各项损耗和较大的热量损失。
技术实现思路
针对现有技术中机组频繁启停，造成各项损耗和热量损失较大的问题，本专利技术提供一种基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法及系统，根据过热蒸汽管道疏水罐的蒸汽温度参数，控制疏水阀的开闭，有效缩短启动周期，减少工质热量损失，提高机组经济性。本专利技术是通过以下技术方案来实现：基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，包括以下步骤，S100，获取过热蒸汽管道上疏水罐内部蒸汽的温度参数T1，以及过热蒸汽母管的压力参数P1；S200，根据过热蒸汽母管的压力参数P1，确定对应压力下的饱和蒸汽温度T2；S300，根据饱和蒸汽温度T2和疏水罐内部蒸汽的温度参数T1，确定疏水罐内部蒸汽的过热度Ts；S400，将步骤S300得到疏水罐内部蒸汽的过热度Ts，与预设的蒸汽过热度高设定值TsH和蒸汽过热度低设定值TsL进行比较，根据比较结果控制疏水阀的开关；当Ts≤TsL，则打开疏水阀；当Ts≥TsH，则延时设定时间后，关闭疏水阀。优选的，步骤S100中同时获取过热蒸汽母管靠近汽机侧的三处压力参数，并将三处压力参数做均值处理，得到过热蒸汽母管的压力参数P1。优选的，步骤S300中疏水罐内部蒸汽的过热度Ts的具体确定方式如下；过热度Ts＝温度参数T1–饱和蒸汽温度T2优选的，步骤S400中：蒸汽过热度高设定值TsH比蒸汽过热度参数T2高35～45℃；蒸汽过热度低设定值TsL比蒸汽过热度高设定值TsH低10～15℃。本专利技术还提供一种上述蒸汽过热度参数的管道疏水方法的系统，包括控制单元，以及与其连接的温度传感器和压力变送器，压力变送器安装蒸汽母管道上，温度传感器安装在疏水罐上；控制单元包括均值模块、饱和蒸汽温度模块、减法模块、高值比较模块、低值比较模块和延伸模块；温度传感器与减法模块的输入端连接；压力传感器与饱和蒸汽温度模块的输入端连接，饱和蒸汽温度模块的输出端与减法模块的输入端连接；减法模块的输出端分别与高值比较模块和低值比较模块连接。优选的，所述高值比较模块的输出端还连接有延时模块。优选的，所述温度传感器通过滤波器与减法模块的输入端连接。优选的，所述疏水罐上设置有温度检测安装孔，温度检测安装孔位于疏水罐自上而下的3/5高度位置处，温度传感器安装在疏水罐的温度检测安装孔上。优选的，所述压力变送器的数量为多个冗余设置，多个压力变送器等间距安装在靠近汽机侧的蒸汽母管道上。优选的，所述多个压力变送器分别通过滤波器与均值模块连接，均值模块与饱和蒸汽温度模块的输入端连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，根据热蒸汽母管的压力参数确定饱和蒸汽温度，在根据饱和蒸汽温度和疏水罐内部蒸汽的温度参数得到疏水罐内部蒸汽的过热度，最后根据过热度与预设值比较，控制疏水阀的开闭，设置蒸汽过热度高值和蒸汽过热度低值，避免过热度在预设值附近拨动，造成疏水阀的反复开闭。该方法能够对启停机初期低负荷工况下过热蒸汽管道可能产生的凝结水以及低过热度蒸汽及时准确疏放回收控制，有效解决了火力发电厂、太阳能热发电厂的大量过热蒸汽管道疏水阀按照机组低负荷时同时打开，机组在一定负荷后同时关闭的控制策略，造成的启动周期增长、疏水阀及管道热冲击大、合格蒸汽被疏放的热量损失的问题。能够有效缩短机组启动时间，减少系统热冲击和系统参数波动，避免合格工质回收造成的热量损失，提高系统及机组设备运行稳定性，通过精准控制有效延长设备的使用寿命。适用于所有过热状态的蒸汽管道在低参数工况进行自动疏水的工艺过程，工业适用面广，节能效果显著。获取热蒸汽母管上冗余设置的压力参数并进行均值处理，提高控制精度。本专利技术提供的基于蒸汽过热度参数的管道疏水系统，通过温度传感器和压力变送器采集温度和压力参数，然后输入至逻辑模块，通过减法模块得到过热度Ts，最后通过比较模块进行比较，输出疏水阀的开关指令，实现方式简单，成本低廉。附图说明图1为本专利技术基于蒸汽过热度参数的管道疏水系统的结构图；图2为本专利技术疏水罐的结构图；图3为本专利技术疏水方法的控制逻辑组态图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。参阅图3，基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，包括以下步骤，S100，获取过热蒸汽管道疏水罐内部温度参数T1，以及过热蒸汽母管压力参数P1；S200，根据过热蒸汽母管压力参数P1，计算得出对应压力下的饱和蒸汽温度T2；然后根据饱和蒸汽温度T2和疏水罐内部温度参数T1，计算得出疏水罐内部蒸汽的过热度Ts，单位是℃；S300，利用疏水罐内部蒸汽的过热度Ts，与预设的蒸汽过热度高值TsH和蒸汽过热度低值TsL进行比较，根据比较结果控制疏水阀的开关。当Ts≤TsL，则打开疏水阀；当Ts≥TsH，则延时t秒后，关闭疏水阀。参阅图1和2，一种基于蒸汽过热度参数的管道疏水系统，包括控制单元，以及与其连接的温度传感器和多个压力变送器。所述多个压力变送器等间距安装在靠近汽机侧的蒸汽母管道上，过热蒸汽管的低位直段管道上设置有疏水罐，疏水罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，其特征在于，包括以下步骤，/nS100，获取过热蒸汽管道上疏水罐内部蒸汽的温度参数T

【技术特征摘要】
1.基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，其特征在于，包括以下步骤，
S100，获取过热蒸汽管道上疏水罐内部蒸汽的温度参数T1，以及过热蒸汽母管的压力参数P1；
S200，根据过热蒸汽母管的压力参数P1，确定对应压力下的饱和蒸汽温度T2；
S300，根据饱和蒸汽温度T2和疏水罐内部蒸汽的温度参数T1，确定疏水罐内部蒸汽的过热度Ts；
S400，将步骤S300得到疏水罐内部蒸汽的过热度Ts，与预设的蒸汽过热度高设定值TsH和蒸汽过热度低设定值TsL进行比较，根据比较结果控制疏水阀的开关；
当Ts≤TsL，则打开疏水阀；
当Ts≥TsH，则延时设定时间后，关闭疏水阀。


2.根据权利要求1所述基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，其特征在于，步骤S100中同时获取过热蒸汽母管靠近汽机侧的三处压力参数，并将三处压力参数做均值处理，得到过热蒸汽母管的压力参数P1。


3.根据权利要求1所述基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，其特征在于，步骤S300中疏水罐内部蒸汽的过热度Ts的具体确定方式如下；
过热度Ts＝温度参数T1–饱和蒸汽温度T2


4.根据权利要求1所述基于蒸汽过热度参数的管道疏水方法，其特征在于，步骤S400中：
蒸汽过热度高设定值TsH比蒸汽过热度参数T2高35～45℃；
蒸汽过热度低设定值TsL比蒸汽过热度高设定值TsH低10～15℃。


5.一种权利要求1-4任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁红蕾，刘新龙，苑晔，姜洪林，张民茹，王伟，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61