[发明专利]蒸汽涡轮机控制

说明书

本发明涉及一种用于运行蒸汽涡轮机(1)的方法，其中蒸汽涡轮机(1)具有至少两个子涡轮机(2a、2b、2c、5)，其中蒸汽涡轮机(1)配有蒸汽涡轮机控制器(3)，该蒸汽涡轮机控制器对于每个子涡轮机(2a、2b、2c)分别具有一个子涡轮机控制器(3a、3b、3c)，并且其中每个子涡轮机控制器(3a、3b、3c)在运行中将相应的子涡轮机(2a、2b、2c、5)的相应目标值与相应实际值进行比较，以便为相应的子涡轮机(2a、2b、2c、5)确定相应的控制偏差。

技术领域

本发明涉及一种用于运行蒸汽涡轮机的方法、一种具有蒸汽涡轮机控制器的蒸汽涡轮机以及一种蒸汽涡轮机控制器。

背景技术

国家的电力市场需求会随着时间而变化。此外，各省、电厂运营商和网络运营商的要求也有所不同。例如，与馈入大型电厂网络的电厂相比，与小型网络和周期性用户连接的电厂自然会更重视精确的频率控制。这同样适用于所需的启动时间、负载变化、停机时间等。这些运行模式差异导致了对蒸汽涡轮机运行方式的不同要求。变化的或特定于省的运行方式又需要蒸汽涡轮机控制结构的适配。然而，固定预设的结构使得仅在花费很大工作量的情况下才能灵活地响应于所需的运行方式和物理边界条件。

要求蒸汽涡轮机控制器具有更大灵活性的示例：

–如果为了保持更大的控制储备而利用中压和低压涡轮控制功率或频率，并且高压涡轮打滑或控制高压系统中的压力，则为此需要结构的适配。

–在一些运行方式中，一个涡轮级有针对性地调节热应力并且第二涡轮级调节总功率，这些运行方式在没有控制器结构变化的情况下无法实现。

–为了实现最佳的经济性和控制质量，过载放电需要设定不同的目标值。

–如果在加载过程中耗尽了涡轮级的最大热应力，则应仅更缓慢地加载该涡轮级。相反，如果尚未达到涡轮级在允许应力下的功率，则应相应地更快地增大功率，从而保持模块瞬态。

蒸汽涡轮机控制器的固定预设结构降低了蒸汽涡轮机运行的灵活性，或者说当改变蒸汽涡轮机运行构想时会导致相当大的工作量。

例如由DE 60 121 679 T2已知多级蒸汽涡轮机。

发明内容

因此，需要指明使蒸汽涡轮机可以更灵活地运行的方式。

根据本发明，在具有至少两个子涡轮机的蒸汽涡轮机中使用一个蒸汽涡轮机控制器，该蒸汽涡轮机控制器对于每个子涡轮机分别具有一个子涡轮机控制器，其中每个子涡轮机控制器在运行中将相应的子涡轮机的相应目标值与相应实际值进行比较，以便为相应的子涡轮机确定相应的控制偏差。

因此，对于每个子涡轮机，针对多个过程变量使用单个涡轮机控制器，并且必要时所存在的物理耦合仅通过各个子涡轮机控制器的目标值进行映射。通过该变化，子涡轮机能够仅根据其自身的规格和物理边界条件来调节其功率、压力甚至热应力。由此显著降低了控制器结构的复杂性，并且在一定程度上提高了灵活性。因此，这可以使得蒸汽轮机控制器的结构更简单，基于相应目标值的运行方式更加灵活，对运行边界条件的考虑更加灵活，并且在考虑经济性和控制质量的情况下实现最佳运行。

子涡轮机控制器可以根据不同的运行模式来运行相应的子涡轮机。运行模式可以例如是功率控制、频率控制、转速控制、新鲜蒸汽或预压力控制或者背压控制等运行模式。在功率控制中，受控变量为应输送到公共联合电网的电功率。当主电网开关被断开时，在孤岛运行的运行方式中选择频率控制，因为这时发电机必须为孤岛电网供电。这在联合电网出现故障时是必需的。在此，受控变量为电压频率或间接地为蒸汽涡轮机转速。相反，在怠速时选择转速控制。转速将受到控制。例如在启动时就是这种情况，其中必须遵守特定的转速轨迹。在新鲜蒸汽或预压力控制中，受控变量为新鲜蒸汽压力，新鲜蒸汽压力会由于其他用电器而变化。通过蒸汽涡轮机比通过燃烧器的间接控制的速度更快，即动态性更好，这是因为在对比载体中产生蒸汽的动态性较差。当低压涡轮级通向蒸汽导轨时，可以使用背压控制。