大型水轮发电机组智能防结露控制系统的研究与应用
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完成单位:贵州乌江水电开发有限责任公司东风发电厂
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
殷 伟、唐 杰、郭大林、吴 凯、陈绍勇
一、基本情况
东风电厂发电机组冷却方式为密闭双路自循环,热风通过空气冷却器降温后通过端部回风,在绝对湿度不变的情况下因热风温度通过空气冷却器降低到露点温度以下,从而导致机组冷却水管路、空冷器结露。而冷却水设备结露易造成设备生锈、腐蚀和环境潮湿。如果发电机冷却设备长时间附着结露水,不仅容易产生锈蚀,而且还会影响冷却水设备和自动化元件的使用寿命缩短,严重时会导致发电机组绝缘降低或绝缘击穿等严重事故。造成维护、检修周期缩短及设备使用寿命减少,增加备品备件的数量,导致电厂经济效益下降。本课题研究机组智能温湿度控制系统及其应用,解决发电机冷却设备系统结露问题,从而保证机组安全健康运行。
二、主要创新点
1.自主建立了水电厂机组温湿度极限控制下的模型
根据电厂实际情况,研究并建立了水电厂机组温湿度极限控制下的模型。极限控制是将复杂问题分解为若干层次和若干因素,对两指标之间的重要程度作出比较判断,建立判断矩阵,通过计算判断矩阵的最大特征值以及对应特征向量,得出不同方案重要性程度的权重,为极限控制参数的选择提供依据。
2.优化组合方案实现“1+1>2”的策略研究
采用发电机自主调温避露点为主局部空间降低绝对湿度为辅两者相结合的方式来作为发电机组温湿度控制防结露的解决方案,实现了预期目标,而且能耗仅仅是全厂大范围内降低相对湿度能耗的十分之一,资金投入是全厂大范围内降低相对湿度资金投入的十分之一,同时冷却水系统由原来的全流量,到方案实施后变为根据机组运行工况所需最优流量,实现节能降耗的同时还能创造收益,实现了“1+1>2”策略研究。
3.逆向运用破坏露点温度的手段达到防结露效果
在空气中水汽含量不变,保持气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和时的温度称露点温度。露点温度通常是用于查看气体的干燥状态,研究发现绝对湿度的小量变化也将引起露点温度的巨大变化,因此采用逆向思维的方法通过改变环境的绝对湿度,破坏露点温度,从而达到防结露的效果。本项目中在厂房湿度较大的区域采用特殊设计的智能温湿度控制系统降低了环境的绝对湿度,破坏了露点温度,取得了良好的防结露的效果。
4.自动纠偏属性的智能精准调节
本项目基于自校正控制模型实现自动纠偏,通过实时反馈数据,实现了与远程通讯终端的数据交换,通过与目标值比较进行精确的监控和实时纠偏,提高了智能化精准调节。
5.自主完成控制系统硬件和软件设计、安装、组态
本项目实现了水轮机组各部温度控制系统的硬件开发设计,包括传感器检测模块、控制模块、偏差执行机构。基于PLC程序逻辑实现了主要设备的工作状态、故障信息、启停控制能实现现地和远程监控,保证系统内设备能根据室外温湿度和厂内热湿负荷变化情况自动调整,并协调稳定地运行软件开发设计。
三、应用情况
本项目不仅解决了一直困扰水电厂电气设备结露的重大隐患,提高设备的安全运行水平,还实现了节能降耗的目的。本成果已在东风发电厂生产现场#1、#3、#4机组进行推广应用。