一種消除軸流風機喘振的控制方法
2023-05-24 00:18:41 1
一種消除軸流風機喘振的控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種消除軸流風機喘振的控制方法，將風機A及風機B的電流送入第一減法器，得到風機A及風機B的電流偏差，將到的電流偏差送入絕對值模塊，絕對值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時，將得到的電流偏差送入到函數f(x)，當函數f(x)有輸出值時，將函數f(x)輸出值送入到控制器，運算後，修正並列風機A、B的出力，使風機出力達到平衡，當兩臺並列運行的風機出力有偏差時，本發明能通過兩颱風機電流的運算自動進行負荷調整，達到兩側風機的出口風壓相同、負荷相同，降低風機的喘振機率。
【專利說明】一種消除軸流風機喘振的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種消除軸流風機喘振的控制方法。
【背景技術】
[0002]火電發電機組在我國電力生產中佔有重要地位，軸流風機是電站輔機中的大型設備之一，它關係著機組安全、可靠、穩定的運行。但是軸流式風機具有駝峰形性能曲線，這種特性存在不穩定工作區，所以軸流風機不是在任何情況下都能穩定地工作，當工作點移至不穩定工作區就可能會出現風機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動，風機及管道會產生強烈的振動，噪聲顯著增高等不正常工況，這一不穩定工況區稱為喘振區。防止軸流風機喘振的發生，成為機組安全運行中的一個重要問題。
[0003]在圖1中，當風機在K點右側(如A點)工作時，風機的工作狀態能夠自動地適應系統的變化，始終穩定地工作。通常稱K點右側的區域為風機的穩定工作區，如果系統因某種原因導致阻力升高，工況點越過K點後移至B點，此時風機產生的壓力時高時低，流量時正時負，系統內氣體的壓力和流量發生很大的波動，由於流量波動而產生的氣流猛烈撞擊，會使風機產生強烈的振動，同時噪音劇增，這種不穩定的現象被稱為喘振，通常稱K點左側的區域為風機不穩定工作區。
【發明內容】
[0004]本發明主要針對電站並列運行風機出現負荷不匹配的情況下發生喘振進行分析，並列風機正常運行時出口風壓相等，但由於風量系統的進、出口擋板定位不準確、安裝工藝、系統特性等問題會使相同指令的情況下出力不相同，從而造成風機電流、出口風壓有偏差，使負荷小的風機性能曲線峰值點產生偏移，其工作點就容易落在K點左側從而進入喘振區，所以，調節風機的負荷時，兩臺並列風機的出力不宜偏差過大，以防止低負荷風機進入不穩定的喘振區。
[0005]為實現上述目的，本發明的具體方案如下:
[0006]一種消除軸流風機喘振的控制方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將風機A及風機B的電流送入第一減法器，得到風機A及風機B的電流偏差;
[0008]步驟二:將步驟一得到的電流偏差送入絕對值模塊，絕對值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時，步驟一得到的電流偏差送入到函數f(X)，當函數f (X)有輸出值時，將函數f (X)輸出值送入到控制器進行比例積分(PI)計算，控制器將計算結果送到限幅器，限幅器與切換器第一引腳相連；
[0009]步驟三:所述切換器的第二引腳與由運行人員手動操作的手動偏置器相連，切換器模塊的第三引腳與邏輯與模塊相連；
[0010]當切換器第三引腳為邏輯真時，限幅器的輸出通過切換器的第一引腳將數值送入到切換器，當切換器的第三引腳為邏輯假時，運行人員通過手動操作將數值通過切換器的第二引腳送入到切換器；
[0011]步驟四:切換器第三引腳為邏輯真或者運行人員通過手動操作將數值通過切換器的第二引腳送入到切換器時，電流偏差經過控制器及限幅器運算出的值最終送入到加法器和第二減法器，通過加法器使輸出電流大的風機的輸出指令減少，通過第二減法器使輸出電流小的風機的輸出指令增加，平衡風機A和風機B的出口風壓，使工作點從不穩定區進入到穩定區。
[0012]所述函數f(x)是個分段函數，它有一個死區，死區範圍為風機額定電流的2%，超過死區是線性變化區域。
[0013]函數f (X)在電流偏差小於輸入風機額定電流的2%時，f (X)輸出為零，在大於輸入風機額定電流的2%時，輸出為線性函數，f (x)=kx+b，k的絕對值在0-1之間，b為常數，X為電流偏差。
[0014]所述限幅器的上下限為風機最大指令的5%。
[0015]所述切換器模塊第一引腳及第二引腳均是代表數值量輸入，切換器模塊的第三引腳為邏輯真或邏輯假信號輸入。
[0016]所述切換器第三引腳為邏輯真的條件是:當高限模塊輸出為邏輯真、並列風機自動運行經延時塊輸出為邏輯真、運行人員手動投退為邏輯真，上述三個條件同時滿足時經過邏輯與模塊輸出為邏輯真，否則，切換器第三引腳為邏輯假。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]當兩臺並列運行的風機出力有偏差時，能通過兩颱風機電流的運算自動進行負荷調整，達到兩側風機的出口風壓相同、負荷相同，降低風機的喘振機率，保證軸流風機在穩定工作區內正常工作，避免了損害設備和軸承事故的發生，有利於鍋爐的安全運行，提高了單元機組運行的可靠性，具有很大的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1軸流風機的特性曲線及系統特性曲線；
[0020]圖2本發明的系統原理框圖；
[0021 ] 圖3本發明的系統流程圖；
[0022]圖4本發明的方法實施例示意圖。
【具體實施方式】:
[0023]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0024]此系統基於分散控制系統設計，具體工作過程如下，如圖2:
[0025]並列運行的風機A、風機B，在自動狀態下，隨著負荷的變化，兩颱風機進入非線性工作區，這樣會造成兩颱風機的出力不同。
[0026](I)當風機A出力負荷大於風機B出力負荷時，A風機出力增大，相應得A風機出口風壓會增大，電流也會增加，風機A和風機B電流就會有偏差，通過第一減法器把產生的負偏差送入到絕對值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時電流負偏差送入到函數f (X)，函數f (X)有一個死區，如果電流負偏差超過這個死區，函數f (X)就會產生一個輸出，並且送入到控制器進行計算，產生一個負值的輸出，控制器把計算結果送入到限幅器裡面，限幅器的上下限一般為風機最大指令的5%。限幅器的輸出送給切換器模塊，切換器模塊引腳1、2都是代表數值量輸入，切換器引腳3為邏輯真或邏輯假信號輸入，代表是否滿足電流平衡功能投入條件，切換器引腳3產生的邏輯條件:當高限模塊輸出為邏輯真、並列風機自動運行經延時塊輸出為邏輯真、運行人員手動投退為邏輯真，上述三個條件同時滿足時經過邏輯與模塊輸出為邏輯真，其他則輸出邏輯假。當切換器引腳3為邏輯真時，限幅器的輸出通過引腳I將數值送入到切換快，當引腳3為邏輯假時，運行人員通過手動操作將數值通過引腳2送入到切換快。在切換器引腳3為邏輯真的情況下，電流偏差經過運算出的負值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，通過加法器使風機A的輸出指令減少，通過第二減法器使風機B的輸出指令增加，從而減少風機A的出力負荷，增大風機B的出力負荷，平衡風機A和風機B的出口風壓，使工作點從不穩定區進入到穩定區。
[0027](2)當風機B出力負荷大於風機A出力負荷時，B風機出力增大，相應得B風機出口風壓會增大，電流也會增加，風機A和風機B電流就會有偏差，通過第一減法器把產生的正偏差送入到絕對值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時電流正偏差送入到函數f (X)，函數f (X)有一個死區，如果電流正偏差超過這個死區，函數f (X)就會產生一個輸出，並且送入到控制器進行計算，產生一個正值的輸出，控制器把計算結果送入到限幅器裡面，限幅器的上下限一般為風機最大指令的5%。限幅器的輸出送給切換器模塊，切換器模塊引腳1、2都是代表數值量輸入，切換器引腳3為邏輯真或邏輯假信號輸入，代表是否滿足電流平衡功能投入條件，切換器引腳3產生的邏輯條件:當高限模塊輸出為邏輯真、並列風機自動運行經延時塊輸出為邏輯真、運行人員手動投退為邏輯真，上述三個條件同時滿足時經過邏輯與模塊輸出為邏輯真，其他則輸出邏輯假。當切換器引腳3為邏輯真時，限幅器的輸出通過引腳I將數值送入到切換快，當引腳3為邏輯假時，運行人員通過手動操作將數值通過引腳2送入到切換快。在切換器引腳3為邏輯真的情況下，電流偏差經過運算出的正值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，通過加法器使風機A的輸出指令增加，通過第二減法器使風機B的輸出指令減少，從而減少風機B的出力負荷，增大風機A的出力負荷，平衡風機A和風機B的出口風壓，使工作點從不穩定區進入到穩定區。
[0028]以風機A出力負荷大於風機B出力負荷為例進行說明，如圖3。
[0029]風機A出力負荷大於風機B出力負荷時，風機A電流大於風機B電流，風機A和風機B電流就會有偏差,通過第一減法器把產生的負偏差送入到絕對值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時電流負偏差送入到函數f(x)，函數f(x)有一個死區，在圖4中tl時亥IJ，此時電流偏差在f(x)的死區內，f(x)不輸出。t2時刻，電流偏差超過了死區，函數f(x)就會產生一個輸出，並且送入到控制器進行計算，產生一個負值的輸出，如圖4，修正值會減小，控制器把計算結果送入到限幅器裡面，限幅器的上下限一般為風機最大指令的5%。限幅器的輸出送給切換器模塊，此時若是切換器引腳3為邏輯真時，電流偏差經過運算出的修正值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，由於修正值的減小，通過加法器使風機A的輸出指令減少，通過第二減法器使風機B的輸出指令增加，從而減少風機A的出力負荷，增大風機B的出力負荷，平衡風機A和風機B的出口風壓，使工作點從不穩定區進入到穩定區。
【權利要求】
1.一種消除軸流風機喘振的控制方法，其特徵是， 步驟一:將風機A及風機B的電流送入第一減法器，得到風機A及風機B的電流偏差； 步驟二:將步驟一得到的電流偏差送入絕對值模塊，絕對值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時，步驟一得到的電流偏差送入到函數f(x)，當函數f(x)有輸出值時，將函數f(x)輸出值送入到控制器進行比例積分(PI)計算，控制器將計算結果送到限幅器，限幅器與切換器第一引腳相連； 步驟三:所述切換器的第二引腳與由運行人員手動操作的手動偏置器相連，切換器模塊的第三引腳與邏輯與模塊相連； 當切換器第三引腳為邏輯真時，限幅器的輸出通過切換器的第一引腳將數值送入到切換器，當切換器的第三引腳為邏輯假時，運行人員通過手動操作將數值通過切換器的第二引腳送入到切換器； 步驟四:切換器第三引腳為邏輯真或者運行人員通過手動操作將數值通過切換器的第二引腳送入到切換器時，電流偏差經過控制器及限幅器運算出的值最終送入到加法器和第二減法器，通過加法器使輸出電流大的風機的輸出指令減少，通過第二減法器使輸出電流小的風機的輸出指令增加，平衡風機A和風機B的出口風壓，使工作點從不穩定區進入到穩定區。
2.如權利要求1所述的一種消除軸流風機喘振的控制方法，其特徵是，所述函數f(x)是個分段函數，它有一個死區，死區範圍為風機額定電流的2%，超過死區是線性變化區域。
3.如權利要求1所述的一種消除軸流風機喘振的控制方法，其特徵是，所述限幅器的上下限為風機最大指令的5%。
4.如權利要求1所述的一種消除軸流風機喘振的控制方法，其特徵是，所述切換器模塊第一引腳及第二引腳均是代表數值量輸入，切換器模塊的第三引腳為邏輯真或邏輯假信號輸入。
5.如權利要求1所述的一種消除軸流風機喘振的控制方法，其特徵是，所述切換器第三引腳為邏輯真的條件是:當高限模塊輸出為邏輯真、並列風機自動運行經延時塊輸出為邏輯真、運行人員手動投退為邏輯真，上述三個條件同時滿足時經過邏輯與模塊輸出為邏輯真，否則，切換器第三引腳為邏輯假。
【文檔編號】F04D29/66GK103883551SQ201410126530
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】龐向坤, 周長來, 姚常青, 林波 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院