一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，將風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)B的電流送入第一減法器，得到風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)B的電流偏差，將到的電流偏差送入絕對(duì)值模塊，絕對(duì)值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時(shí)，將得到的電流偏差送入到函數(shù)f(x)，當(dāng)函數(shù)f(x)有輸出值時(shí)，將函數(shù)f(x)輸出值送入到控制器，運(yùn)算后，修正并列風(fēng)機(jī)A、B的出力，使風(fēng)機(jī)出力達(dá)到平衡，當(dāng)兩臺(tái)并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出力有偏差時(shí)，本發(fā)明能通過(guò)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電流的運(yùn)算自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，達(dá)到兩側(cè)風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)壓相同、負(fù)荷相同，降低風(fēng)機(jī)的喘振幾率。
【專利說(shuō)明】一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]火電發(fā)電機(jī)組在我國(guó)電力生產(chǎn)中占有重要地位，軸流風(fēng)機(jī)是電站輔機(jī)中的大型設(shè)備之一，它關(guān)系著機(jī)組安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。但是軸流式風(fēng)機(jī)具有駝峰形性能曲線，這種特性存在不穩(wěn)定工作區(qū)，所以軸流風(fēng)機(jī)不是在任何情況下都能穩(wěn)定地工作，當(dāng)工作點(diǎn)移至不穩(wěn)定工作區(qū)就可能會(huì)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)的流量、壓頭和功率的大幅度脈動(dòng)，風(fēng)機(jī)及管道會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，噪聲顯著增高等不正常工況，這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。防止軸流風(fēng)機(jī)喘振的發(fā)生，成為機(jī)組安全運(yùn)行中的一個(gè)重要問(wèn)題。
[0003]在圖1中，當(dāng)風(fēng)機(jī)在K點(diǎn)右側(cè)(如A點(diǎn))工作時(shí)，風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)能夠自動(dòng)地適應(yīng)系統(tǒng)的變化，始終穩(wěn)定地工作。通常稱K點(diǎn)右側(cè)的區(qū)域?yàn)轱L(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)，如果系統(tǒng)因某種原因?qū)е伦枇ι?，工況點(diǎn)越過(guò)K點(diǎn)后移至B點(diǎn)，此時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力時(shí)高時(shí)低，流量時(shí)正時(shí)負(fù)，系統(tǒng)內(nèi)氣體的壓力和流量發(fā)生很大的波動(dòng)，由于流量波動(dòng)而產(chǎn)生的氣流猛烈撞擊，會(huì)使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，同時(shí)噪音劇增，這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象被稱為喘振，通常稱K點(diǎn)左側(cè)的區(qū)域?yàn)轱L(fēng)機(jī)不穩(wěn)定工作區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要針對(duì)電站并列運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)負(fù)荷不匹配的情況下發(fā)生喘振進(jìn)行分析，并列風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)出口風(fēng)壓相等，但由于風(fēng)量系統(tǒng)的進(jìn)、出口擋板定位不準(zhǔn)確、安裝工藝、系統(tǒng)特性等問(wèn)題會(huì)使相同指令的情況下出力不相同，從而造成風(fēng)機(jī)電流、出口風(fēng)壓有偏差，使負(fù)荷小的風(fēng)機(jī)性能曲線峰值點(diǎn)產(chǎn)生偏移，其工作點(diǎn)就容易落在K點(diǎn)左側(cè)從而進(jìn)入喘振區(qū)，所以，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)并列風(fēng)機(jī)的出力不宜偏差過(guò)大，以防止低負(fù)荷風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定的喘振區(qū)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0006]一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)B的電流送入第一減法器，得到風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)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(duì)值模塊，絕對(duì)值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時(shí)，步驟一得到的電流偏差送入到函數(shù)f(X)，當(dāng)函數(shù)f (X)有輸出值時(shí)，將函數(shù)f (X)輸出值送入到控制器進(jìn)行比例積分(PI)計(jì)算，控制器將計(jì)算結(jié)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(yùn)行人員手動(dòng)操作的手動(dòng)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(dāng)切換器第三引腳為邏輯真時(shí)，限幅器的輸出通過(guò)切換器的第一引腳將數(shù)值送入到切換器，當(dāng)切換器的第三引腳為邏輯假時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)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(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)切換器的第二引腳送入到切換器時(shí)，電流偏差經(jīng)過(guò)控制器及限幅器運(yùn)算出的值最終送入到加法器和第二減法器，通過(guò)加法器使輸出電流大的風(fēng)機(jī)的輸出指令減少，通過(guò)第二減法器使輸出電流小的風(fēng)機(jī)的輸出指令增加，平衡風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的出口風(fēng)壓，使工作點(diǎn)從不穩(wěn)定區(qū)進(jìn)入到穩(wěn)定區(qū)。
[0012]所述函數(shù)f(x)是個(gè)分段函數(shù)，它有一個(gè)死區(qū)，死區(qū)范圍為風(fēng)機(jī)額定電流的2%，超過(guò)死區(qū)是線性變化區(qū)域。
[0013]函數(shù)f (X)在電流偏差小于輸入風(fēng)機(jī)額定電流的2%時(shí)，f (X)輸出為零，在大于輸入風(fēng)機(jī)額定電流的2%時(shí)，輸出為線性函數(shù)，f (x)=kx+b，k的絕對(duì)值在0-1之間，b為常數(shù)，X為電流偏差。
[0014]所述限幅器的上下限為風(fēng)機(jī)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(shù)值量輸入，切換器模塊的第三引腳為邏輯真或邏輯假信號(hào)輸入。
[0016]所述切換器第三引腳為邏輯真的條件是:當(dāng)高限模塊輸出為邏輯真、并列風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行經(jīng)延時(shí)塊輸出為邏輯真、運(yùn)行人員手動(dòng)投退為邏輯真，上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)經(jīng)過(guò)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(fā)明的有益效果:
[0018]當(dāng)兩臺(tái)并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出力有偏差時(shí)，能通過(guò)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電流的運(yùn)算自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，達(dá)到兩側(cè)風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)壓相同、負(fù)荷相同，降低風(fēng)機(jī)的喘振幾率，保證軸流風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)正常工作，避免了損害設(shè)備和軸承事故的發(fā)生，有利于鍋爐的安全運(yùn)行，提高了單元機(jī)組運(yùn)行的可靠性，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1軸流風(fēng)機(jī)的特性曲線及系統(tǒng)特性曲線；
[0020]圖2本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；
[0021 ] 圖3本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖；
[0022]圖4本發(fā)明的方法實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]此系統(tǒng)基于分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體工作過(guò)程如下，如圖2:
[0025]并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)A、風(fēng)機(jī)B，在自動(dòng)狀態(tài)下，隨著負(fù)荷的變化，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)入非線性工作區(qū)，這樣會(huì)造成兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的出力不同。
[0026](I)當(dāng)風(fēng)機(jī)A出力負(fù)荷大于風(fēng)機(jī)B出力負(fù)荷時(shí)，A風(fēng)機(jī)出力增大，相應(yīng)得A風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓會(huì)增大，電流也會(huì)增加，風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B電流就會(huì)有偏差，通過(guò)第一減法器把產(chǎn)生的負(fù)偏差送入到絕對(duì)值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時(shí)電流負(fù)偏差送入到函數(shù)f (X)，函數(shù)f (X)有一個(gè)死區(qū)，如果電流負(fù)偏差超過(guò)這個(gè)死區(qū)，函數(shù)f (X)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出，并且送入到控制器進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)值的輸出，控制器把計(jì)算結(jié)果送入到限幅器里面，限幅器的上下限一般為風(fēng)機(jī)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(shù)值量輸入，切換器引腳3為邏輯真或邏輯假信號(hào)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(chǎn)生的邏輯條件:當(dāng)高限模塊輸出為邏輯真、并列風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行經(jīng)延時(shí)塊輸出為邏輯真、運(yùn)行人員手動(dòng)投退為邏輯真，上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)經(jīng)過(guò)邏輯與模塊輸出為邏輯真，其他則輸出邏輯假。當(dāng)切換器引腳3為邏輯真時(shí)，限幅器的輸出通過(guò)引腳I將數(shù)值送入到切換快，當(dāng)引腳3為邏輯假時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)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(jīng)過(guò)運(yùn)算出的負(fù)值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，通過(guò)加法器使風(fēng)機(jī)A的輸出指令減少，通過(guò)第二減法器使風(fēng)機(jī)B的輸出指令增加，從而減少風(fēng)機(jī)A的出力負(fù)荷，增大風(fēng)機(jī)B的出力負(fù)荷，平衡風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的出口風(fēng)壓，使工作點(diǎn)從不穩(wěn)定區(qū)進(jìn)入到穩(wěn)定區(qū)。
[0027](2)當(dāng)風(fēng)機(jī)B出力負(fù)荷大于風(fēng)機(jī)A出力負(fù)荷時(shí)，B風(fēng)機(jī)出力增大，相應(yīng)得B風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓會(huì)增大，電流也會(huì)增加，風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B電流就會(huì)有偏差，通過(guò)第一減法器把產(chǎn)生的正偏差送入到絕對(duì)值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時(shí)電流正偏差送入到函數(shù)f (X)，函數(shù)f (X)有一個(gè)死區(qū)，如果電流正偏差超過(guò)這個(gè)死區(qū)，函數(shù)f (X)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出，并且送入到控制器進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)正值的輸出，控制器把計(jì)算結(jié)果送入到限幅器里面，限幅器的上下限一般為風(fēng)機(jī)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(shù)值量輸入，切換器引腳3為邏輯真或邏輯假信號(hào)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(chǎn)生的邏輯條件:當(dāng)高限模塊輸出為邏輯真、并列風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行經(jīng)延時(shí)塊輸出為邏輯真、運(yùn)行人員手動(dòng)投退為邏輯真，上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)經(jīng)過(guò)邏輯與模塊輸出為邏輯真，其他則輸出邏輯假。當(dāng)切換器引腳3為邏輯真時(shí)，限幅器的輸出通過(guò)引腳I將數(shù)值送入到切換快，當(dāng)引腳3為邏輯假時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)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(jīng)過(guò)運(yùn)算出的正值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，通過(guò)加法器使風(fēng)機(jī)A的輸出指令增加，通過(guò)第二減法器使風(fēng)機(jī)B的輸出指令減少，從而減少風(fēng)機(jī)B的出力負(fù)荷，增大風(fēng)機(jī)A的出力負(fù)荷，平衡風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的出口風(fēng)壓，使工作點(diǎn)從不穩(wěn)定區(qū)進(jìn)入到穩(wěn)定區(qū)。
[0028]以風(fēng)機(jī)A出力負(fù)荷大于風(fēng)機(jī)B出力負(fù)荷為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖3。
[0029]風(fēng)機(jī)A出力負(fù)荷大于風(fēng)機(jī)B出力負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)A電流大于風(fēng)機(jī)B電流，風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B電流就會(huì)有偏差,通過(guò)第一減法器把產(chǎn)生的負(fù)偏差送入到絕對(duì)值模塊，輸出的正值送入到高限模塊。同時(shí)電流負(fù)偏差送入到函數(shù)f(x)，函數(shù)f(x)有一個(gè)死區(qū)，在圖4中tl時(shí)亥IJ，此時(shí)電流偏差在f(x)的死區(qū)內(nèi)，f(x)不輸出。t2時(shí)刻，電流偏差超過(guò)了死區(qū)，函數(shù)f(x)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出，并且送入到控制器進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)值的輸出，如圖4，修正值會(huì)減小，控制器把計(jì)算結(jié)果送入到限幅器里面，限幅器的上下限一般為風(fēng)機(jī)最大指令的5%。限幅器的輸出送給切換器模塊，此時(shí)若是切換器引腳3為邏輯真時(shí)，電流偏差經(jīng)過(guò)運(yùn)算出的修正值最終送入到加法器模塊和加法器2模塊，由于修正值的減小，通過(guò)加法器使風(fēng)機(jī)A的輸出指令減少，通過(guò)第二減法器使風(fēng)機(jī)B的輸出指令增加，從而減少風(fēng)機(jī)A的出力負(fù)荷，增大風(fēng)機(jī)B的出力負(fù)荷，平衡風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的出口風(fēng)壓，使工作點(diǎn)從不穩(wěn)定區(qū)進(jìn)入到穩(wěn)定區(qū)。
【權(quán)利要求】
1.一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，其特征是， 步驟一:將風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)B的電流送入第一減法器，得到風(fēng)機(jī)A及風(fēng)機(jī)B的電流偏差； 步驟二:將步驟一得到的電流偏差送入絕對(duì)值模塊，絕對(duì)值模塊輸出的正值送入到高限模塊，同時(shí)，步驟一得到的電流偏差送入到函數(shù)f(x)，當(dāng)函數(shù)f(x)有輸出值時(shí)，將函數(shù)f(x)輸出值送入到控制器進(jìn)行比例積分(PI)計(jì)算，控制器將計(jì)算結(jié)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(yùn)行人員手動(dòng)操作的手動(dòng)偏置器相連，切換器模塊的第三引腳與邏輯與模塊相連； 當(dāng)切換器第三引腳為邏輯真時(shí)，限幅器的輸出通過(guò)切換器的第一引腳將數(shù)值送入到切換器，當(dāng)切換器的第三引腳為邏輯假時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)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(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作將數(shù)值通過(guò)切換器的第二引腳送入到切換器時(shí)，電流偏差經(jīng)過(guò)控制器及限幅器運(yùn)算出的值最終送入到加法器和第二減法器，通過(guò)加法器使輸出電流大的風(fēng)機(jī)的輸出指令減少，通過(guò)第二減法器使輸出電流小的風(fēng)機(jī)的輸出指令增加，平衡風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的出口風(fēng)壓，使工作點(diǎn)從不穩(wěn)定區(qū)進(jìn)入到穩(wěn)定區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，其特征是，所述函數(shù)f(x)是個(gè)分段函數(shù)，它有一個(gè)死區(qū)，死區(qū)范圍為風(fēng)機(jī)額定電流的2%，超過(guò)死區(qū)是線性變化區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，其特征是，所述限幅器的上下限為風(fēng)機(jī)最大指令的5%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，其特征是，所述切換器模塊第一引腳及第二引腳均是代表數(shù)值量輸入，切換器模塊的第三引腳為邏輯真或邏輯假信號(hào)輸入。
5.如權(quán)利要求1所述的一種消除軸流風(fēng)機(jī)喘振的控制方法，其特征是，所述切換器第三引腳為邏輯真的條件是:當(dāng)高限模塊輸出為邏輯真、并列風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行經(jīng)延時(shí)塊輸出為邏輯真、運(yùn)行人員手動(dòng)投退為邏輯真，上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)經(jīng)過(guò)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(hào)】F04D29/66GK103883551SQ201410126530
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】龐向坤, 周長(zhǎng)來(lái), 姚常青, 林波 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院