[发明专利]自适应船用冷凝器过程控制系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及船用冷凝器控制领域，具体来讲是一种自适应船用冷凝器过程控制系统及其实现方法。

背景技术

船用冷凝器作为冷源，是保证蒸汽动力装置稳定运行的重要设备。当冷凝器控制系统出现故障时，将影响到冷凝器的正常运行，进而影响船用主辅机的运行，降低运行效率，甚至直接影响船用蒸汽动力装置运行的安全性。

船用冷凝器过程控制系统主要包括冷凝器压力控制系统、冷凝器水位控制系统以及冷凝器凝水过冷度控制系统三个部分，统称为冷凝器过程控制系统。船用冷凝器压力控制系统主要作用是维持冷凝器的真空，保证主辅机的正常排汽。船用冷凝器水位控制系统主要是控制冷凝器水位为设定范围，防止水位过高或过低影响冷凝器换热管换热效率。船用凝水过冷度控制功能主要是将凝水的过冷度控制在规定范围内，降低凝水含氧量，避免高含氧量凝水腐蚀锅炉等设备。

通常船用冷凝器压力控制系统采用的是通过控制循环水泵转速直接控制冷凝器压力的方案，该方案的缺点是对控制系统传感器、调节阀等的故障情况适应能力较差。船用冷凝器正常水位控制方法主要是通过三通阀开度调节冷凝器水位，缺点是在船舶大幅度变工况条件下，导致控制稳定时间较长，并且对控制系统故障情况适应能力较差。船用凝水过冷度控制方案主要是通过热力除氧阀将蒸汽引入到冷凝器内部热阱，起到降低凝水过冷度的目的，缺点是在低负荷情况下，控制效果不理想，并且对控制系统故障情况适应能力较差。并且，目前常用的船用冷凝器过程控制系统控制模式较为单一，当出现控制系统故障后只能将控制系统解除自动，排除故障后才能再次投入自动。影响了船用蒸汽动力装置的正常运行。

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自适应船用冷凝器过程控制系统及其实现方法，该系统具有冷凝器压力控制功能、冷凝器正常水位控制功能以及凝水过冷度控制功能，以及多种控制模式；能够对压力传感器、水位传感器、调节阀执行器等的故障自动识别，针对不同控制模式具有冷凝器过程控制策略的自动适应功能，提高了船用冷凝器过程控制系统的可靠性安全性。

为达到以上目的，本发明提供一种自适应船用冷凝器过程控制系统，包括控制单元，与控制单元分别相连的操作显示单元、循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀、热力除氧调节阀、凝水温度传感器、循环水入口温度传感器和蒸汽流量传感器；所述循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀、热力除氧调节阀还都与操作显示单元相连；所述操作显示单元还分别连接一个冷凝器的压力传感器和一个冷凝器的水位传感器；所述操作显示单元显示压力传感器和水位传感器的数据，向循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀、热力除氧调节阀发送操作信号，同时向控制单元发送所述各调节阀的手动/自动信号以及各传感器的数据；所述控制单元接收凝水温度传感器、循环水入口温度传感器和蒸汽流量传感器传来的数据，接收向循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀、热力除氧调节阀的阀位反馈信号，同时向对应的调节阀发送阀位控制信号。

在上述技术方案的基础上，所述控制单元包括采集单元、显示单元、分析单元、压力模式选择单元、水位模式选择单元、过冷度模式选择单元、计算单元和输出单元，采集单元连接所有与控制单元相连的部件，并通过显示单元显示采集到的数据，分析单元与采集单元相连，通过接收其信号分析各部件的故障情况，压力模式选择单元、水位模式选择单元、过冷度模式选择单元均分别连接分析单元和计算单元，所述三个模式选择单元根据故障情况的组合抽取，自适应选择控制模式，并传输至计算单元，计算单元计算阀位控制量并通过与其相连输出单元，将阀位控制信号输出至对应的调节阀。

在上述技术方案的基础上，所述操作显示单元包括操作单元、压力显示单元和水位显示单元，压力显示单元连接压力传感器，并显示其数据；水位显示单元连接水位传感器，并显示其数据；操作单元连接循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀、热力除氧调节阀，并向所述四个调节阀发送操作信号，操作单元还连接控制单元中的采集单元，将操作信号及数据共同发送至采集单元。

在上述技术方案的基础上，所述循环水泵调节阀、水位调节阀、抽气器调节阀和热力除氧调节阀这四个调节阀均包括遥控单元、驱动单元和阀位反馈单元，每个遥控单元均与操作显示单元中的操作单元连接，接收操作单元发来的操作信号；每个阀位反馈单元均与控制单元的采集单元连接，向采集单元发送阀位反馈信号；每个驱动单元均与控制单元中的输出单元相连，接收输出单元传来的阀位控制信号。