本发明涉及电厂节能技术领域,具体地涉及一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法及一种发电机组停机后辅助设备系统的控制装置。
背景技术:
汽轮发电机组在发电机解列、锅炉mft(锅炉熄火)之后,仍有许多辅机设备需要保持运行,以保证汽轮机、锅炉、发电机等主要设备能够安全停运,这些辅机在机组停运后仍要消耗大量的电量,特别是大功率电机的长时间运行,会造成大量电能的消耗,凝结水泵就是其中之一。
发电机组停运以后至维持凝汽器真空再热器闪蒸期间或者存在凝结水用户,凝结水泵需要保持运行给轴封系统供应减温水,并为凝结水用户提供水源,凝结水泵是凝结水系统中主要设备,其主要作用是将凝汽器热井中汇集起来的凝结水压力提高到一定值,然后通过低加送到除氧器除氧。发电厂机组在发电机解列后,需依次进行锅炉mft、维持真空再热器闪蒸、汽泵组泄压放水的操作,才能停运凝结水泵,但是,在再热器闪蒸阶段,凝结水泵运行电流大,且汽泵组放水阶段凝结水泵无效运行时间长、耗电量高,造成能源浪费。
技术实现要素:
本发明实施方式的目的是提供一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,以至少解决上述的凝结水泵运行电流大,且汽泵组放水阶段凝结水泵无效运行时间长、耗电量高,造成能源浪费的问题。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,所述方法包括:
确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
可选的,所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流通过以下方式确定:
其中,i为所述凝结水泵的工作电流,ρ为凝结水密度,g为重力加速度,h为所述凝结水泵的扬程,
可选的,当所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流小于所述凝结水泵的最小电流时,控制所述凝结水泵保持最小电流运行。
可选的,所述获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间,包括:
基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻;
基于所述发电机的汽缸温度,确定所述工作时间的结束时刻。
可选的,若所确定的工作时间小于预设工作时间阈值,则在确定所述工作时间的开始时刻后,以所述预设工作时间阈值作为所述工作时间。
可选的,所述基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻,包括:
实时获取所述汽泵组的汽泵转速,将所述汽泵转速低于预设转速阈值的时刻作为所述工作时间的开始时刻。
可选的,所述方法还包括:
所述汽泵组停运达第一预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速不低于预设转速阈值,产生第一警告;
所述凝结水泵开始工作达第二预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速低于预设转速阈值且不等于零,产生第二警告。
可选的,所述方法还包括:
在所述工作时间的结束时刻控制所述汽泵组泄压放水。
可选的,所述方法还包括:
对辅助设备系统控制中的时长和系统耗电量进行存储。
本发明第二方面提供一种发电机组停机后辅助设备系统的控制装置,采用上述的方法对所述辅助设备系统进行控制,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,所述装置包括:
工作电流确定模块,用于在确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火的情况下,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
工作时间确定模块,用于获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
控制模块,用于基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
本发明的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法及装置,在保证发电机组正常停运冷却的前提下,降低凝结水泵的工作电流,并提早汽泵泄压放水的时间节点,提前停运凝结水泵,降低电厂停机后凝结水泵耗电量。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式,但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中:
图1是本发明提供的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法的流程图;
图2是本发明提供的发电机组停机后辅助设备系统的控制装置的结构框图。
附图标记说明
10-工作电流确定模块;20-工作时间确定模块;30-控制模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
图1是本发明一种实施方式提供的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法的流程图。如图1所示,本发明实施方式提供一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,所述方法包括:
步骤101、确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
步骤102、获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
步骤103、基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
发电机组停机后,首先是汽泵停运,经过一段时间后,锅炉熄火,在锅炉熄火后,辅助设备还需要一定的水进行冷却和轴密封,还需要维持凝结水泵的运转,但是,凝结水泵运转时,耗电量较高且存在无效运转的问题,在设备停机降温过程中,与正常情况相比,可以在满足凝结水需求的情况下,使凝结水泵的工作电流最小,工作时间最短。
进一步地,所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流通过以下方式确定:
其中,i为所述凝结水泵的工作电流,ρ为凝结水密度,g为重力加速度,h为所述凝结水泵的扬程,
具体地,在凝结水泵工作过程中,管道流量越大,对应的凝结水泵电流越大,且扬程h是随流量q的增大而下降,设备安装完成后,扬程h可以直接确定,通过获取所述锅炉所需凝结水的最低流量或者也可以通过采集凝结水输水管道的管径d和所述凝结水泵出口处凝结水的流速v,再通过所述凝结水输水管道的管径d与所述最低流量q的关系,得到所述凝结水输水管道的管径d与所述最低流量q之间的对应关系,再利用流量与电流关系式求得凝结水泵的工作电流与所述锅炉所需凝结水的最低流量之间的对应关系,根据求解得到的结果,确定所述凝结水泵的工作电流。
在实际运用中,由于设备安装调试完成后,凝结水泵的凝结水输送管道管径大小已经确定为一个固定值,且锅炉所需凝结水的最低流量也可以确定,因此,在凝结水泵运行过程中,还可以采集凝结水泵工作时的电流与锅炉所需凝结水的最低流量的对应数据,并且可以根据对应数据进行整理得到凝结水泵工作电流与锅炉所需凝结水的最低流量之间的对应变化关系,从采集的多组历史数据同样能够在获取到最低流量时,得出凝结水泵工作电流,从而对凝结水泵进行控制,在保证供应给锅炉所需凝结水的最低流量的同时,最大程度的减少凝结水泵的耗电量。
进一步地,当所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流小于所述凝结水泵的最小电流时,控制所述凝结水泵保持最小电流运行。
在发电机组正常工作时,所述凝结水泵在凝结水泵变频器的控制下,进行自动控制,当发电机组停运后,撤出凝结水泵变频器,使得凝结水泵可以人工调整工作电流,在正常所述凝结水泵的最小工作电流为已知值,但是,根据锅炉所需凝结水的最低流量计算出的对应的工作电流存在小于所述凝结水泵最小工作电流的情况,此时,凝结水泵的工作的最小电流已经不能进行调整,因此,直接将凝结水泵控制在最小工作电流运行。
进一步地,所述获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间,包括:
基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻;
基于所述发电机的汽缸温度,确定所述工作时间的结束时刻。
在所述汽泵组停运、所述锅炉熄火之后,汽泵组的汽泵转速和所述锅炉的温度均开始降低,在汽泵组的汽泵减速和所述锅炉降温过程中,对凝结水水量的需求,较正常工作时有了较大的减少,所以,通过基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻;基于所述发电机的汽缸温度,确定所述工作时间的结束时刻,从而计入凝结水泵的工作时间,保证凝结水的供给能够满足工作需要,同时,达到缩短凝结水泵的工作时长,从而节省凝结水泵的耗电量。
进一步地,若所确定的工作时间小于预设工作时间阈值,则在确定所述工作时间的开始时刻后,以所述预设工作时间阈值作为所述工作时间。
通过设定预设工作时间阈值,保证凝结水的供应时间,保证汽泵转速和汽缸温度能达到最低标准,避免损坏设备。
进一步地,所述基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻,包括:
实时获取所述汽泵组的汽泵转速,将所述汽泵转速低于预设转速阈值的时刻作为所述工作时间的开始时刻。
进一步地,所述方法还包括:
所述汽泵组停运达第一预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速不低于预设转速阈值,产生第一警告;
所述凝结水泵开始工作达第二预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速低于预设转速阈值且不等于零,产生第二警告。
在汽泵停运后,由于惯性还具有一定的转速,但汽泵转速随时间开始降低,现有规定中,需要在汽泵转速降低到一定值时,才能开始计入汽泵盘车的时间,在经过规定的盘车时间后,才能控制汽泵组泄压放水,从而停运凝结水泵,在实际使用过程中,可以设定第一预设时长,在汽泵组停运时刻起,经过第一预设时长,再控制锅炉熄火,同时检测汽泵转速,如果汽泵转速能够降低到转速阈值以下,此时,开始汽泵盘车,同步减少凝结水的供应,但是,在轴封水异常的情况下,对汽泵转速会产生一定的影响,在经过第一预设时长后,汽泵转速并不能够降到转速阈值以下,从而导致转速异常,此时,需要产生第一警告信号,对操作人员进行告警,提醒操作人员进行相应的操作;同样,在一般情况下,随着时间的推移,汽泵转速会逐渐降低零直至完全不转动,但是在汽泵组轴封未破坏的情况下,汽泵的转速不能降至零,因此,在控制所述凝结水泵工作后,以所述凝结水泵工作时间的开始时刻作为起始时刻,经过第二预设时长后,检测所述气泵转速是否降到零,如果未降至零,则产生第二警告信号,提醒操作人员进行相应的操作,其中,所述第一警告和第二警告能够轻易区分,可以通过产生易判别的不同颜色和/或发出不同提示音进行提醒。
预设凝结水泵的工作时间阈值,所述预设工作时间阈值根据实际使用情况进行设定,当基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻后,得到凝结水泵开始工作的时间,再基于所述发电机的汽缸温度,确定所述工作时间的结束时刻,得到凝结水泵停止工作的时间,通过所述结束时刻和所述开始时刻可以得出凝结水泵总的工作时间,但是,由于获取所述凝结水泵开始时刻的方式是通过获取汽泵转速,将所述汽泵转速低于预设转速阈值的时刻,作为所述工作时间的开始时刻;获取汽缸温度,将所述汽缸温度低于预设温度阈值的时刻,作为所述工作时间的结束时刻;在实际工作过程中,汽泵的转速的降低和汽缸温度的降低受到较多因素的影响,可能会产生异常,因此,设定一个凝结水泵的预设工作时间阈值,避免设备冷却降温时间还未达到最低时限,便撤出凝结水泵,造成设备寿命的降低。
进一步地,所述方法还包括:
在所述工作时间的结束时刻控制所述汽泵组泄压放水。
确定所述工作时间的结束时刻后,控制所述汽泵组泄压放水,在控制汽泵组泄压放水的过程中,可以同步控制除氧器进行放水,汽泵组泄压放水结束之后,再停运凝结水泵。
进一步地,所述方法还包括:
对辅助设备系统控制中的时长和系统耗电量进行存储。
在对辅助设备系统的控制过程中,会根据实际情况对控制的时长进行调整,控制的时长不同,系统耗电量会产生相应的变化,因此,在实际操作过程中,对辅助设备系统控制中的时长和系统耗电量进行存储,经过长时间的积累与统计后,可以为后续大数据分析提供数据支撑,根据大数据分析对系统控制进行适应性的改进,达到更好的节能效果。
图2是本发明一种实施方式提供的发电机组停机后辅助设备系统的控制装置的结构框图。如图2所示,本发明实施方式提供一种发电机组停机后辅助设备系统的控制装置,采用上述的方法对所述辅助设备系统进行控制,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,所述装置包括:
工作电流确定模块10,用于在确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火的情况下,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
工作时间确定模块20,用于获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
控制模块30,用于基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
实施例1:
本实施例中,以发电机组中的a汽泵和b汽泵为对象,在机组负荷为300mw左右时撤出b汽泵,在200mw左右时撤出a汽泵来进行分析,由于a汽泵和b汽泵的分析方法相同,此处,以撤出时间较晚的a汽泵盘车时间来进行计算,按a汽泵负荷为200mw到解列30分钟,在这个过程中,实时测量汽泵的转速,在汽泵转速低于预设转速阈值后,开始计入凝结水泵的开始工作时间,经过30分钟后锅炉熄火(mft),此时汽泵转速低于预设转速阈值,撤出凝结水泵自动运行,降低凝结水泵的变频器指令至最低指令,在实际运用过程中,分别获取以下数据:ρ为凝结水密度,一般取值为1000kg/m3,g为重力加速度,h为所述凝结水泵的扬程,
有时因汽泵组轴封未破坏的情况下,汽泵转速无法降低到零,若等到汽泵转速完全降到零,在控制凝结水泵工作,会导致汽泵盘车投入时间偏迟,因此,针对汽泵设置预设转速阈值100r/min,当汽泵转速达到100r/min以下时,开始计入汽泵盘车的4小时时间,以提早汽泵泄压放水的时间节点,提前停运凝结水泵,降低电厂停机后凝结水泵耗电量。
本发明的目的是提出一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法及装置,在保证发电机组正常停运冷却的前提下,降低凝结水泵的工作电流,并提早汽泵泄压放水的时间节点,提前停运凝结水泵,降低电厂停机后凝结水泵耗电量。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式,但是,本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明实施方式的技术构思范围内,可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施方式的思想,其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
1.一种发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,其特征在于,所述方法包括:
确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
2.根据权利要求1所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流通过以下方式确定:
其中,i为所述凝结水泵的工作电流,ρ为凝结水密度,g为重力加速度,h为所述凝结水泵的扬程,
3.根据权利要求1所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,当所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流小于所述凝结水泵的最小电流时,控制所述凝结水泵保持最小电流运行。
4.根据权利要求1所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间,包括:
基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻;
基于所述发电机的汽缸温度,确定所述工作时间的结束时刻。
5.根据权利要求4所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,若所确定的工作时间小于预设工作时间阈值,则在确定所述工作时间的开始时刻后,以所述预设工作时间阈值作为所述工作时间。
6.根据权利要求4所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述汽泵组的汽泵转速,确定所述工作时间的开始时刻,包括:
实时获取所述汽泵组的汽泵转速,将所述汽泵转速低于预设转速阈值的时刻作为所述工作时间的开始时刻。
7.根据权利要求6所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述汽泵组停运达第一预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速不低于预设转速阈值,产生第一警告;
所述凝结水泵开始工作达第二预设时长,获取所述汽泵组的汽泵转速,若所述汽泵转速低于预设转速阈值且不等于零,产生第二警告。
8.根据权利要求4或5所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述工作时间的结束时刻控制所述汽泵组泄压放水。
9.根据权利要求1所述的发电机组停机后辅助设备系统的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
对辅助设备系统控制中的时长和系统耗电量进行存储。
10.一种发电机组停机后辅助设备系统的控制装置,采用权利要求1-9中任一项所述的方法对所述辅助设备系统进行控制,所述发电机组包括发电机和锅炉,所述辅助设备系统包括汽泵组和凝结水泵,其特征在于,所述装置包括:
工作电流确定模块,用于在确定所述汽泵组停运且所述锅炉熄火的情况下,获取所述锅炉所需凝结水的最低流量,确定所述最低流量对应的所述凝结水泵的工作电流;
工作时间确定模块,用于获取所述发电机的汽缸温度和所述汽泵组的汽泵转速,基于所述汽缸温度和所述汽泵转速确定所述凝结水泵的工作时间;
控制模块,用于基于所述工作电流和所述工作时间控制所述凝结水泵工作。
技术总结