本發(fā)明涉及一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)供汽系統(tǒng)主要有一個(gè)汽源（一般為火力發(fā)電廠汽輪機(jī)抽汽）、供汽輸配管道、蒸汽用戶等組成，如申請(qǐng)?zhí)枮?01610425631.7的中國專利所示。工業(yè)抽汽汽源往往接帶有多家工業(yè)蒸汽用戶，且各家蒸汽用戶的用汽實(shí)時(shí)負(fù)荷具有差異性，這就給汽源端的調(diào)節(jié)帶來了困難。目前抽汽汽源的調(diào)節(jié)主要通過人工完成，即汽源端運(yùn)行人員間隔一定時(shí)間內(nèi)根據(jù)判斷蒸汽出口壓力及流量的變化，及經(jīng)驗(yàn)判斷，人為設(shè)定汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥的開度，這樣調(diào)節(jié)容易產(chǎn)生調(diào)節(jié)不及時(shí)造成蒸汽的節(jié)流損失或欠供，從而造成供汽的質(zhì)量下降及能源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及其調(diào)節(jié)方法，很好地解決了工業(yè)抽汽汽源根據(jù)蒸汽用戶用熱需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的問題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括汽輪機(jī)、汽源廠控制系統(tǒng)和工業(yè)蒸汽用戶；其特征在于：還包括汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥、減溫減壓器、信號(hào)分配器、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置、閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置和用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥；汽輪機(jī)的出口與汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的入口連接；汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口與減溫減壓器的入口連接；減溫減壓器的出口與用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的入口連接；用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口與工業(yè)蒸汽用戶的入口連接；汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥通過信號(hào)分配器分別與汽源廠控制系統(tǒng)和抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置連接；抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置與閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置連接；用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥與閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置連接；抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置與汽源廠控制系統(tǒng)連接。

本發(fā)明還包括截止閥；汽輪機(jī)的出口與截止閥的入口連接，截止閥的出口與汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的入口連接。

本發(fā)明還包括逆止閥；汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的出口與逆止閥的入口連接，逆止閥的出口與減溫減壓器的入口連接。

本發(fā)明還包括通訊裝置，抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置和閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置均與通訊裝置連接。

一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于：步驟如下：

抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置上電啟動(dòng)，檢查輸入輸出通道及通訊正常后，采集當(dāng)前汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥開度，然后開始一個(gè)循環(huán)：

循環(huán)步驟一、循環(huán)開始；

循環(huán)步驟二、允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，以響應(yīng)汽源廠控制系統(tǒng)的通訊請(qǐng)求，汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷時(shí)，汽源廠控制系統(tǒng)主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥開度值；

循環(huán)步驟三、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置通過閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置循環(huán)采集各個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位值并存儲(chǔ)；每個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位值采集時(shí)間為固定值，在某個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位采集期間超過固定時(shí)間閥位值仍未采集成功則標(biāo)志為閥位反饋故障，并繼續(xù)采集下一個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位；如果抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置遍歷各個(gè)閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置后，閥位反饋故障總數(shù)超過設(shè)定值，則認(rèn)為通訊故障，整個(gè)程序?qū)⑼Ａ粼诒静襟E開始時(shí)的循環(huán)采集階段并發(fā)出通訊故障報(bào)警直至閥位反饋正常并進(jìn)入循環(huán)步驟四；

循環(huán)步驟四、計(jì)算所采集的用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的閥位值是否在合理范圍內(nèi)，如是則返回循環(huán)步驟三，如否則即不允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷；

循環(huán)步驟五、計(jì)算各個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的加權(quán)平均開度，并找出開度最大或最小的閥門開度并記錄；

循環(huán)步驟六、判斷用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的加權(quán)平均開度及最大或最小開度是否在合理范圍內(nèi)，如是則再次允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，汽源廠控制系統(tǒng)主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥開度值；如否則計(jì)算汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥合理開度的目標(biāo)值，比較當(dāng)前開度值并計(jì)算開啟至目標(biāo)值的時(shí)間步長；

循環(huán)步驟七、再次允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，以響應(yīng)汽源廠控制系統(tǒng)的通訊請(qǐng)求，汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷時(shí)，汽源廠控制系統(tǒng)主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥開度值，最后控制汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥平穩(wěn)調(diào)節(jié)至合理開度的目標(biāo)值；

循環(huán)步驟八、開啟計(jì)時(shí)器，在計(jì)時(shí)過程中等待汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥開至目標(biāo)值，當(dāng)滿足計(jì)時(shí)結(jié)束或者當(dāng)前閥位達(dá)到目標(biāo)值這兩個(gè)條件中任一條件后重復(fù)循環(huán)步驟一，開始下一個(gè)循環(huán)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明通過建立帶用戶用熱實(shí)時(shí)反饋的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并提出相應(yīng)的控制策略，很好地解決了工業(yè)抽汽汽源根據(jù)蒸汽用戶用熱需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的問題，實(shí)現(xiàn)了按需供汽，降低了供汽過程的節(jié)流損失，也可避免欠供造成的用戶端用汽品質(zhì)下降，提高了工業(yè)供汽系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括汽輪機(jī)1、發(fā)電機(jī)2、截止閥3、汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4、逆止閥5、減溫減壓器6、信號(hào)分配器7、汽源廠控制系統(tǒng)8、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9、通訊裝置10、閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11、用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13和工業(yè)蒸汽用戶c。

汽輪機(jī)1的出口與截止閥3的入口通過管道連接，截止閥3的出口與汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4的入口通過管道連接，這樣汽輪機(jī)1的出口就與汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4的入口連接；汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4的出口與逆止閥5的入口通過管道連接，逆止閥5的出口與減溫減壓器6的入口通過管道連接，這樣汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4的出口就與減溫減壓器6的入口連接。減溫減壓器6的出口與用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的入口連接。用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的出口與工業(yè)蒸汽用戶c的入口連接。

汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4通過信號(hào)分配器7分別與汽源廠控制系統(tǒng)8和抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9連接。

用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13與閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11連接。閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11負(fù)責(zé)采集用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位狀態(tài)。

抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9和閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11均與通訊裝置10連接，通過通訊裝置10接入同一專用通訊網(wǎng)絡(luò)12，實(shí)現(xiàn)抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9和閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11的連接。

抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9負(fù)責(zé)與閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11通訊讀取其閥位狀態(tài)參數(shù)，并計(jì)算用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的開度，并將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)輸給汽源廠控制系統(tǒng)8，使得汽源廠控制系統(tǒng)8控制汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4自動(dòng)調(diào)節(jié)到當(dāng)前計(jì)算開度。

汽輪機(jī)1與發(fā)電機(jī)2連接。

工業(yè)蒸汽a主要由汽輪機(jī)1汽缸抽出，經(jīng)過抽汽管道及相關(guān)設(shè)備至截止閥3，再由截止閥3至汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4，然后再經(jīng)過逆止閥5進(jìn)入減溫減壓器6內(nèi)與減溫水b進(jìn)行混合后輸出至工業(yè)蒸汽用戶c。

汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4的閥位反饋總信號(hào)a經(jīng)過信號(hào)分配器7后分成兩個(gè)相同信號(hào)a1與a2，其中一個(gè)信號(hào)a1進(jìn)入汽源廠控制系統(tǒng)8，另一個(gè)信號(hào)a2進(jìn)入抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9；各個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位反饋信號(hào)c均被安裝在用戶側(cè)的各個(gè)閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11采集；抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9及各個(gè)閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11通過通訊裝置10接入同一專用通訊網(wǎng)絡(luò)12，為保障可靠性可采用雙網(wǎng)通訊；最后抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9以通訊形式接入汽源廠控制系統(tǒng)8。

汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4帶有4-20ma模擬量閥位反饋輸出，及4-20ma模擬量閥位調(diào)節(jié)輸入功能。

抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9可選擇支持至少1路4-20ma輸入，雙以太網(wǎng)口內(nèi)存不低于512mb，cup主頻不低于1.1ghz的嵌入式工控機(jī)，操作系統(tǒng)宜采用linux系統(tǒng)。

閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11可選擇支持至少1路4-20ma模擬量輸入，帶有至少一個(gè)以太網(wǎng)口，支持modbustcp通訊的嵌入式控制器。通訊裝置10選擇支持10/100mbps速率的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。通訊網(wǎng)絡(luò)12宜采用自建100mbps工業(yè)有線局域網(wǎng)或采用當(dāng)?shù)赝ㄐ胚\(yùn)營商提供的光纖vpn專網(wǎng)。

參見圖2，一種工業(yè)抽汽網(wǎng)源一體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)方法，步驟如下：

抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9上電啟動(dòng)，檢查輸入輸出通道及通訊正常后，采集當(dāng)前汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4開度，令其目標(biāo)值等于當(dāng)前閥位，然后開始一個(gè)循環(huán)：

循環(huán)步驟一、循環(huán)開始；

循環(huán)步驟二、允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，以響應(yīng)汽源廠控制系統(tǒng)8的通訊請(qǐng)求，汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷時(shí)，汽源廠控制系統(tǒng)8主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4開度值；

循環(huán)步驟三、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9通過閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11循環(huán)采集各個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位值并存儲(chǔ)；每個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位值采集時(shí)間為固定值，在某個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位采集期間超過固定時(shí)間閥位值仍未采集成功則標(biāo)志為閥位反饋故障，并繼續(xù)采集下一個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位；如果抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9遍歷各個(gè)閥位遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置11后，閥位反饋故障總數(shù)超過設(shè)定值，則認(rèn)為通訊故障，整個(gè)程序?qū)⑼Ａ粼诒静襟E開始時(shí)的循環(huán)采集階段并發(fā)出通訊故障報(bào)警直至閥位反饋正常并進(jìn)入循環(huán)步驟四；

循環(huán)步驟四、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9計(jì)算所采集的用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的閥位值是否在合理范圍內(nèi)，如是則返回循環(huán)步驟三，如否則即不允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷；

循環(huán)步驟五、抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9計(jì)算各個(gè)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的加權(quán)平均開度，并找出開度最大或最小的閥門開度并記錄；

循環(huán)步驟六、判斷用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的加權(quán)平均開度及最大或最小開度是否在合理范圍內(nèi)，如是則再次允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，汽源廠控制系統(tǒng)主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥開度值；如否則計(jì)算汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4合理開度的目標(biāo)值，比較當(dāng)前開度值并計(jì)算開啟至目標(biāo)值的時(shí)間步長，最后抽汽調(diào)節(jié)閥控制裝置9將計(jì)算所得的汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4合理開度的目標(biāo)值傳輸給汽源廠控制系統(tǒng)8；

汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4合理開度的目標(biāo)值可根據(jù)用戶側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥13的加權(quán)平均開度值和當(dāng)前開度值，及汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4特性曲線計(jì)算得出。

循環(huán)步驟七、再次允許汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷，以響應(yīng)汽源廠控制系統(tǒng)8的通訊請(qǐng)求，汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥目標(biāo)值輸出中斷時(shí)，汽源廠控制系統(tǒng)8主動(dòng)讀取汽源側(cè)蒸汽調(diào)節(jié)閥4開度值，最后控制汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4平穩(wěn)調(diào)節(jié)至合理開度的目標(biāo)值；

循環(huán)步驟八、開啟計(jì)時(shí)器，在計(jì)時(shí)過程中等待汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4開至目標(biāo)值，當(dāng)滿足計(jì)時(shí)結(jié)束或者汽源側(cè)抽汽調(diào)節(jié)閥4當(dāng)前閥位達(dá)到目標(biāo)值這兩個(gè)條件中的任一條件后重復(fù)循環(huán)步驟一，開始下一個(gè)循環(huán)。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明；而且，本發(fā)明各部分所取的名稱也可以不同，凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。