一种检测及消除风机失速的控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种检测及消除风机失速的控制装置及方法，包括：步骤1、对风机失速情况进行判断；步骤2、若步骤1所述所有的判断条件均满足，则判断风机失速；步骤3、继续根据相关被控量参数调整风机出力。本发明专利技术的有益效果是：在两台风机并列运行且均投入自动，其中一台风机失速时，可通过监测相关被控量参数准确判断风机失速的发生，并合理调整风机出力以减轻或消除失速工况，提升锅炉运行的可靠性。可应用于采用双列风机的锅炉风烟系统上。可在风机发生失速时，准确判断风机失速工况的发生，迅速改变该风机系统的自动控制方式，并合理调整风机出力，有利于消除风机失速的影响，恢复风烟系统的正常运行，保证锅炉的运行安全性。

A control device and method for detecting and eliminating fan stall

【技术实现步骤摘要】
一种检测及消除风机失速的控制装置及方法
本专利技术涉及风机失速消除领域，尤其包括一种检测及消除风机失速的控制装置及方法。
技术介绍
风机作为锅炉设备的重要组成部分，主要承担着向炉膛内输送空气、煤粉及维持炉膛压力等任务。因此，风机的正常运行对锅炉运行的安全性至关重要。目前，锅炉的风机一般采用双列方式配置，由两台相同型号的风机同时维持炉膛运行参数的正常，保证机组的风量需求。锅炉系统中主要的风机设备有送风机、引风机和一次风机，涉及的设备还包括风机附属设备，如风门挡板、风道、可调节执行机构、测量用变送器和工业控制计算机。当下，工业控制计算机将实时监测控制参数(如风压、流量或炉膛压力等)，并将反馈值与设定值进行偏差比较，采用PID调节模块，根据偏差值同步调节两台风机的出力，以达到精准闭环控制的目的。运行时两台风机的参数应基本一致。在风机运行过程中，当气流与叶片进口形成正冲角，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，在叶片背面尾端出现涡流区，即发生所谓“风机失速”现象。当发生风机失速时，风道内流体的流动阻力越大，使叶道阻塞，同时风机的出力和风压也随之迅速降低。对于采用双风机并列运行的机组来说，由于风道阻力、风机调节特性的变化以及控制参数设计不当等原因，极易引起单台风机失速的情况发生。当出现该工况时，失速风机的出力将急剧下降，并进一步影响锅炉运行参数的正常；该现象将导致风机出力骤然下降，被控参数会因此发生大幅波动。当发生失速时，风机出力将在短时间内下降，控制参数将发生波动，如控制系统无法判断该异常情况的发生，继续以闭环方式提高风机出力，并不能缓解风机失速的情况，反而可能导致参数波动的加剧，甚至威胁锅炉的运行安全。因此，必须对风机失速做快速准确的判断，并对风机运行方式采取合理的措施，减轻或保证设备和机组的运行安全。而在目前的控制策略中，并没有能够准确判断风机失速工况的方法及判据，在该工况下机组的自动控制回路将继续以闭环方式控制风机出力，不断提高风机指令。但实际上，由于风机运行处于不稳定的失速区域，盲目提升风机指令并不能使风机恢复正常，反而可能造成锅炉风烟系统工况的进一步恶化。因此，有必要设计相关的逻辑对风机失速的工况进行准确判断，同时采取相应的措施缓解或消除该异常工况。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种检测及消除风机失速的控制装置及方法。这种检测及消除风机失速的控制装置，包括：A风机、B风机、风机附属设备、A风机执行机构、B风机执行机构、A风机的电流变送器、A风机的压力变送器、B风机的电流变送器、B风机的压力变送器、被控量测量变送器和工业控制计算机；所述A风机与B风机在锅炉风烟系统中双侧并列；A风机的出风口连接A风机的电流变送器和A风机的压力变送器；A风机的电流变送器和A风机的压力变送器均接入工业控制计算机；所述A风机上设有A风机执行机构；所述A风机执行机构接入工业控制计算机；所述B风机的出风口连接B风机的电流变送器和B风机的压力变送器；所述B风机的电流变送器和B风机的压力变送器均接入工业控制计算机；所述B风机上设有B风机执行机构；B风机执行机构接入工业控制计算机；所述被控量测量变送器的输入为A风机的被控对象和B风机的被控对象，被控量测量变送器接入工业控制计算机。作为优选，所述A风机和B风机为一次风机、送风机或引风机。作为优选，所述风机附属设备包括挡板和风道。作为优选，所述A风机执行机构和B风机执行机构包括风机动叶、静叶和变频器。作为优选，所述被控对象为一次风机的一次风压、送风机的风量或引风机的单侧炉膛的压力。这种检测及消除风机失速的控制装置的控制方法，包括以下步骤：步骤1、对风机失速情况进行判断，判断条件如下：a)当两台风机处于并列运行状态，并均投入自动运行状态时，本条判断条件成立；b)当两台风机的电流偏差大于电流偏差的定值时，本条判断条件成立；c)利用工业控制计算机在某一时刻将风压测量值进行保持，并与实时风压测量值进行比较，若风机出口压力在5秒内变化量超过风压下降限值，则本条判断条件成立；被保持的风压测量值将被保持5秒，5秒后将跟踪实际风压0.5秒后再进行保持，进入下一扫描循环周期；步骤2、若步骤1所述所有的判断条件均满足，则判断风机失速：风机失速信号触发后，如果B风机的风机电流小于A风机的风机电流，判断B风机失速；如果A风机的风机电流小于B风机的风机电流，判断A风机失速；步骤3、判断风机失速发生后，继续根据相关被控量参数调整风机出力；控制逻辑将撤出A风机和B风机的闭环控制自动控制回路，风机主控处增加手动控制逻辑；步骤4、对于运行电流较小的风机，控制逻辑将其中被判断为处于失速工况的风机，在该风机当前出力的基础上，以一定速率减小风机执行机构的开度；步骤5、当风机出力恢复、风机失速情况消失后，操作人员确认系统运行情况，恢复风机并列运行，然后手动将闭环控制自动控制回路重新投入。作为优选，步骤1所述条件c)后还有条件d)：针对不同的风机控制系统，利用各种风机的相关被控量参数对风机失速情况作进一步验证判断，各种风机的相关被控量参数按被控对象的特性进行调整。作为优选，所述相关被控量参数为各风机的主要调节参数；相关被控量参数中的一项为被控对象；所述被控对象为一次风机的一次风压、送风机的风量或引风机的单侧炉膛的压力。作为优选，步骤1中条件b)所述电流偏差的定值根据设备的运行特性设定。作为优选，步骤1中条件c)所述风压下降限值根据各机组的设备特性及风机出口风压特性设定。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种检测及消除风机失速的控制方法及装置，在两台风机并列运行且均投入自动，其中一台风机失速时，可通过监测相关被控量参数准确判断风机失速的发生，并合理调整风机出力以减轻或消除失速工况，提升锅炉运行的可靠性。本专利技术可应用于采用双列风机的锅炉风烟系统上。本专利技术可在风机发生失速时，准确判断风机失速工况的发生，迅速改变该风机系统的自动控制方式，并合理调整风机出力，有利于消除风机失速的影响，恢复风烟系统的正常运行，保证锅炉的运行安全性。附图说明图1为锅炉风机系统及其控制流程示意图；图2为风机失速判断逻辑流程图。附图标记说明：A风机1、A风机的电流变送器2、A风机的压力变送器3、被控量测量变送器4、B风机5、工业控制计算机6、A风机执行机构7、B风机执行机构8、B风机的电流变送器9、B风机的压力变送器10。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。从目前的运行数据看，风机失速多发生于两台并列风机投入自动运行时，由于两侧风机出力变化的不一致是造成风机失速的重要原因，而单风机运行时失速的情况相对较少。为避免判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，包括：A风机(1)、B风机(5)、风机附属设备、A风机执行机构(7)、B风机执行机构(8)、A风机的电流变送器(2)、A风机的压力变送器(3)、B风机的电流变送器(9)、B风机的压力变送器(10)、被控量测量变送器(4)和工业控制计算机(6)；/n所述A风机(1)与B风机(5)在锅炉风烟系统中双侧并列；A风机(1)的出风口连接A风机的电流变送器(2)和A风机的压力变送器(3)；A风机的电流变送器(2)和A风机的压力变送器(3)均接入工业控制计算机(6)；所述A风机(1)上设有A风机执行机构(7)；所述A风机执行机构(7)接入工业控制计算机(6)；/n所述B风机(5)的出风口连接B风机的电流变送器(9)和B风机的压力变送器(10)；所述B风机的电流变送器(9)和B风机的压力变送器(10)均接入工业控制计算机(6)；所述B风机(5)上设有B风机执行机构(8)；B风机执行机构(8)接入工业控制计算机(6)；/n所述被控量测量变送器(4)的输入为A风机(1)的被控对象和B风机(5)的被控对象，被控量测量变送器(4)接入工业控制计算机(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，包括：A风机(1)、B风机(5)、风机附属设备、A风机执行机构(7)、B风机执行机构(8)、A风机的电流变送器(2)、A风机的压力变送器(3)、B风机的电流变送器(9)、B风机的压力变送器(10)、被控量测量变送器(4)和工业控制计算机(6)；
所述A风机(1)与B风机(5)在锅炉风烟系统中双侧并列；A风机(1)的出风口连接A风机的电流变送器(2)和A风机的压力变送器(3)；A风机的电流变送器(2)和A风机的压力变送器(3)均接入工业控制计算机(6)；所述A风机(1)上设有A风机执行机构(7)；所述A风机执行机构(7)接入工业控制计算机(6)；
所述B风机(5)的出风口连接B风机的电流变送器(9)和B风机的压力变送器(10)；所述B风机的电流变送器(9)和B风机的压力变送器(10)均接入工业控制计算机(6)；所述B风机(5)上设有B风机执行机构(8)；B风机执行机构(8)接入工业控制计算机(6)；
所述被控量测量变送器(4)的输入为A风机(1)的被控对象和B风机(5)的被控对象，被控量测量变送器(4)接入工业控制计算机(6)。


2.根据权利要求1所述的检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，所述A风机(1)和B风机(5)为一次风机、送风机或引风机。


3.根据权利要求1所述的检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，所述风机附属设备包括挡板和风道。


4.根据权利要求1所述的检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，所述A风机执行机构(7)和B风机执行机构(8)包括风机动叶、静叶和变频器。


5.根据权利要求1所述的检测及消除风机失速的控制装置，其特征在于，所述被控对象为一次风机的一次风压、送风机的风量或引风机的单侧炉膛的压力。


6.一种如权利要求1所述的检测及消除风机失速的控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对风机失速情况进行判断，判断条件如下：
a)当两台风机处于并列运行状态，并均投入自动运行状态时，本条判断条件成立；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伯勇，童小忠，何郁晟，陆陆，钟文晶，沈雪东，李恩长，陆豪强，张文涛，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33