[发明专利]给水泵最小流量再循环阀控制系统及方法

说明书

一种给水泵最小流量再循环阀控制系统及方法，用于驱动给水泵的调节装置调节给水泵的驱动设备的功率，通过转轴带动变转速给水泵通过改变转速实现给水流量的控制；变转速给水泵从上游吸入工质，经变转速给水泵送工质给下游系统使用，入口压力传感器测量到的入口压力信号送入饱和温度模块，用于根据水和水蒸气物性计算入口压力对应的饱和温度，该饱和温度模块输出的饱和温度连同出口温度传感器输出的出口温度信号被同时送入最小流量保护再循环控制器，控制出口温度传感器输出的出口温度低于饱和温度模块输出的泵入口压力对应的饱和温度，当二者偏差低于预设值时，开启给水泵最小流量再循环阀，将一部分水工质从变转速给水泵的出口管道送回变转速给水泵的上游管道。

技术领域

本发明涉及火力发电厂的自动控制领域，具体涉及一种给水泵最小流量再循环阀控制系统及方法。

背景技术

最小流量阀可保证给水泵最小流量，当给水泵出口流量小于最小流量时，最小流量阀自动开启，把一部分给水回流到除氧器，避免给水泵在低于最小流量环境下工作。最小流量阀的控制关系到给水泵的安全运行，但常规控制逻辑设计仅考虑短期运行的启停工况。随着我国产业结构转型的深入与新能源发电的高速发展，火电机组面临提升运行灵活性与深度调峰的强烈需求。深度调峰时，机组运行工况偏离额定工况较多，给水泵流量偏低，最小流量保护动作需求频繁。在新的深度调峰运行需求下，常常出现低负荷给水波动剧烈，最小流量阀门磨损严重等一系列问题：

(1)给水泵最小流量保护的流量测量不确定度高、波动大

给水泵出口流量测点本身由于工作在高压区，测量精度不高，随着负荷与给水流量的降低，测量偏差显著放大，信号数据的波动也更加明显，但目前最小流量保护控制回路的信号测量未经深度调峰下低负荷的校正，也未经必要的滤波，极易引起调门的大幅抖动并进而引起给水控制的振荡，甚至可能由于测量误差在低负荷的放大，导致威胁泵的安全。

(2)常用最小流量阀控制策略不适应深度调峰工况运行

常见给水泵最小流量保护逻辑采用最常规的PID控制方式，控制目标定值为230t/h，这意味着当给水泵出口流量小于230时调门开大增加流量至230t/h并在高于230t/h流量时关小，低负荷下需要保持泵始终在最小流量下工作。由于泵的控制目标是汽包水位，最小流量阀的开关会对泵的控制产生影响，从而引起泵出口流量的波动，因此定值目标的PID控制极易在最小流量阀开关时产生与给水系统的耦合振荡，且由于PID控制存在一定的控制超调，因此在控制波动过程中，极易导致泵工作在小于最小流量的工况，对泵的安全有不利影响。

(3)最小流量保护定值不负荷变速泵运行规律

给水泵的最小流量保护是避免泵发生小流量汽蚀，威胁泵的安全，因此其最小流量保护定值是与变转速泵的转速相关的，随着泵转速的降低，该保护定值也随之降低。现有技术给水泵最小流量保护定值为常数，一般是根据泵在额定转速下的特性设置的，在深度调峰运行期间，给泵转速降低较多，理论上保护定值也需随转速降低，如按该保护定值控制，势必引起再循环长期开启状态运行，造成阀门冲刷损失的同时，也造成长期的运行经济损失。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种给水泵最小流量再循环阀控制系统及方法，可在低负荷运行时避免大部分工况最小流量阀门的开关动作，稳定性更好，节能效果明显。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：