給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法
【專利說明】給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及發(fā)電廠給水泵的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，具體是一套在發(fā)電廠給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，能保證給水泵及汽動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備安全，和發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0003]給水泵最小流量再循環(huán)閥，安裝在鍋爐給水泵出口處，和除氧器相連，鍋爐給水泵將水從除氧器送往鍋爐，為防止給水泵過熱及防止產(chǎn)生汽蝕，給水泵的流量在任何情況下都必須大于一個(gè)最基本的流量，也就是最小流量，定值一般有廠家提供，當(dāng)給水泵入口流量低于最小值時(shí)，最小流量閥打開，使一部分高壓水回流到除氧器，以保證給水泵的安全運(yùn)行。如果開啟后流量在一定時(shí)間內(nèi)仍然低于最小流量，則跳泵來保護(hù)給水泵。傳統(tǒng)的控制為一套PID調(diào)節(jié)控制，PID是“比例”(proport1n)、“積分” (integrat1n)、"微分”(differentiat1n))的縮寫，PID控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有近百年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡(jiǎn)單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。如圖1所示，PID控制過程值為給水泵入口流量，設(shè)定值人為設(shè)定，但由于工況的不斷變化，P、1、D參數(shù)很難給定，不是調(diào)節(jié)過慢就是快速震蕩，無法保證給水泵的安全和機(jī)組的安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法。目的是正確運(yùn)用能在各種工況下，不會(huì)因?yàn)榻o水流量的劇烈變化導(dǎo)致機(jī)組跳閘、泵體過熱或汽蝕，從而保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行及泵本體的安全。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，是由兩個(gè)函數(shù)、一個(gè)大選算法、一個(gè)小選算法、一個(gè)速率限制組合起來完成算法控制；
首先引入給水泵入口流量，通過兩個(gè)函數(shù)f (xl)、f (χ2)后，再經(jīng)過大選和小選比較后，經(jīng)速率限制，最終輸出控制最小流量再循環(huán)閥。
[0006]所述的f (xl)、f (x2)是兩個(gè)斜率相同、截距不同的線性函數(shù)；兩函數(shù)分別輸出經(jīng)大選比較后，是流量逐步減小開閥的函數(shù)，兩函數(shù)分別輸出經(jīng)小選比較后，是流量逐步增大關(guān)閥的函數(shù)；兩函數(shù)斜率相同，則開閥和關(guān)閥的速率相同，兩函數(shù)在X軸上的截距差為開關(guān)閥轉(zhuǎn)換間的死區(qū)。
[0007]所述的算法控制的具體實(shí)現(xiàn)方法為:給水泵流量經(jīng)流量變送器信號(hào)采集送到DCS控制系統(tǒng)，在DCS進(jìn)行邏輯計(jì)算，將給水泵流量信號(hào)經(jīng)過關(guān)閉函數(shù)f (xl)，開啟函數(shù)f (x2)計(jì)算后輸出為百分比的閥門開度值，然后關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值后將控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出到閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，控制閥門開度來控制給水泵流量的大小，形成閉環(huán)控制。
[0008]所述的關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值的控制算法的具體實(shí)現(xiàn)目的是信號(hào)記憶功能:保證在給水泵負(fù)荷增加過程中是開啟函數(shù)f (x2)產(chǎn)生作用，在給水泵負(fù)荷降低過程中是關(guān)閉函數(shù)f (xl)產(chǎn)生作用，避免因信號(hào)的頻繁變化對(duì)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，在發(fā)電機(jī)組負(fù)荷發(fā)生劇烈波動(dòng)時(shí)控制準(zhǔn)確、快速、及時(shí)。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
本發(fā)明方法不會(huì)因?yàn)榻o水流量的劇烈變化導(dǎo)致機(jī)組跳閘、泵體過熱或汽蝕，具有控制準(zhǔn)確、快速、及時(shí)的顯著特點(diǎn)，同時(shí)有開關(guān)閥轉(zhuǎn)換死區(qū)則不會(huì)引起最小流量閥的頻繁動(dòng)作，適用于任何劇烈變化的工況。能保證給水泵及汽動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備安全，以及發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0010]圖1是傳統(tǒng)PID控制方法示意圖；
圖2是本發(fā)明控制方法示意圖；
圖3是線性函數(shù)象限圖；
圖4函數(shù)值圖；
圖5是本發(fā)明流程框圖。
[0011]
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明是一種給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，如圖2-圖4所示。本發(fā)明控制方法完全不同于傳統(tǒng)PID控制方法，而是由兩個(gè)函數(shù)、一個(gè)大選算法、一個(gè)小選算法、一個(gè)速率限制組合起來完成算法控制，引入給水泵入口流量，分別經(jīng)兩個(gè)斜率相同、截距不同的線性函數(shù)f (xl)、f (x2)后，兩函數(shù)分別輸出，再互相經(jīng)過大選和小選比較后，經(jīng)速率限制，經(jīng)手操器輸出控制最小流量再循環(huán)閥。最終輸出f (xl)是流量逐步減小開閥的函數(shù)曲線，f (x2)是流量逐步增大關(guān)閥的函數(shù)曲線；兩函數(shù)斜率相同，則開閥和關(guān)閥的速率相同，兩函數(shù)在X軸上的截距差為開關(guān)閥轉(zhuǎn)換間的死區(qū)。
[0013]與傳統(tǒng)PID控制相比，不再需要P、1、D參數(shù)整定，只需根據(jù)廠家提供的泵的最小流量值和熱力系統(tǒng)可容忍的開關(guān)閥轉(zhuǎn)換間的死區(qū)確定兩函數(shù)值。例如:圖2
本發(fā)明控制方法引入速率限制算法，將控制系統(tǒng)與被控設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，速率限制是根據(jù)最小流量閥實(shí)際開關(guān)時(shí)間及在最小流量下泵可容忍最短時(shí)間確定。本發(fā)明是按如下技術(shù)方案來具體實(shí)施的:
如圖5所示，給水泵流量經(jīng)流量變送器信號(hào)采集送到DCS控制系統(tǒng)，在DCS進(jìn)行邏輯計(jì)算，將給水泵流量信號(hào)經(jīng)過關(guān)閉函數(shù)f (xl)，開啟函數(shù)f (x2)計(jì)算后輸出為百分比的閥門開度值，然后關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值后將控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出到閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，控制閥門開度來控制給水泵流量的大小，形成閉環(huán)控制。這里關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值的控制算法的作用是信號(hào)記憶功能:就是保證在給水泵負(fù)荷增加過程中是開啟函數(shù)f (x2)產(chǎn)生作用，在給水泵負(fù)荷降低過程中是關(guān)閉函數(shù)f (xl)產(chǎn)生作用，這樣避免了信號(hào)的頻繁變化等對(duì)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，在發(fā)電機(jī)組負(fù)荷發(fā)生劇烈波動(dòng)時(shí)也具有控制準(zhǔn)確、快速、及時(shí)的顯著特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，其特征是:是由兩個(gè)函數(shù)、一個(gè)大選算法、一個(gè)小選算法、一個(gè)速率限制組合起來完成算法控制； 首先引入給水泵入口流量，通過兩個(gè)函數(shù)f (Xl)、f (X2)后，再經(jīng)過大選和小選比較后，經(jīng)速率限制，最終輸出控制最小流量再循環(huán)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，其特征是:所述的f(xl)、f (x2)是兩個(gè)斜率相同、截距不同的線性函數(shù)；兩函數(shù)分別輸出經(jīng)大選比較后，是流量逐步減小開閥的函數(shù)，兩函數(shù)分別輸出經(jīng)小選比較后，是流量逐步增大關(guān)閥的函數(shù)；兩函數(shù)斜率相同，則開閥和關(guān)閥的速率相同，兩函數(shù)在X軸上的截距差為開關(guān)閥轉(zhuǎn)換間的死區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，其特征在于所述的算法控制的具體實(shí)現(xiàn)方法為:給水泵流量經(jīng)流量變送器信號(hào)采集送到DCS控制系統(tǒng)，在DCS進(jìn)行邏輯計(jì)算，將給水泵流量信號(hào)經(jīng)過關(guān)閉函數(shù)f (xl)，開啟函數(shù)f (x2)計(jì)算后輸出為百分比的閥門開度值，然后關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值后將控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出到閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，控制閥門開度來控制給水泵流量的大小，形成閉環(huán)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，其特征在于所述關(guān)閉函數(shù)f (xl)輸出值與開啟函數(shù)f (x2)分別經(jīng)過交叉取大值、交叉取小值的控制算法的具體實(shí)現(xiàn)目的是信號(hào)記憶功能:保證在給水泵負(fù)荷增加過程中是開啟函數(shù)f (x2)產(chǎn)生作用，在給水泵負(fù)荷降低過程中是關(guān)閉函數(shù)f (xl)產(chǎn)生作用，避免因信號(hào)的頻繁變化對(duì)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，在發(fā)電機(jī)組負(fù)荷發(fā)生劇烈波動(dòng)時(shí)控制準(zhǔn)確、快速、及時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)電廠給水泵的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種給水泵最小流量再循環(huán)閥的控制方法，由兩個(gè)函數(shù)、一個(gè)大選算法、一個(gè)小選算法、一個(gè)速率限制組合起來完成算法控制；首先引入給水泵入口流量，通過兩個(gè)函數(shù)f（x1）、f（x2）后，再經(jīng)過大選和小選比較后，經(jīng)速率限制，最終輸出控制最小流量再循環(huán)閥。本發(fā)明方法不會(huì)因?yàn)榻o水流量的劇烈變化導(dǎo)致機(jī)組跳閘、泵體過熱或汽蝕，具有控制準(zhǔn)確、快速、及時(shí)的顯著特點(diǎn)，同時(shí)有開關(guān)閥轉(zhuǎn)換死區(qū)則不會(huì)引起最小流量閥的頻繁動(dòng)作，適用于任何劇烈變化的工況。能保證給水泵及汽動(dòng)、電動(dòng)設(shè)備安全，以及發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】F04B49-24, F04B49-06
【公開號(hào)】CN104632600
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410726841
【發(fā)明人】奇云峰, 趙志強(qiáng), 葉振起, 張戟
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 東北電力科學(xué)研究院有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日