用于分配通过元件的蒸汽流量的控制系统 |
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| 申请号 | CN201280072972.0 | 申请日 | 2012-05-04 | 公开(公告)号 | CN104334969B | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 艾罗创新公司; | 发明人 | 伯努瓦·詹维尔; | ||||
| 摘要 | 本文中描述了用于通过给予控制元件优先权和使用反馈测量控制元件的响应和可用性分派单个 蒸汽 流量指令至多个控制元件的方法和系统。然后可以调节分派的单个蒸汽流量指令作为每一个控制元件的响应函数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于从具有第一压力级的蒸汽联箱向多个压力调节装置分配蒸汽流量或者从所述多个压力调节装置向具有所述第一压力级的所述蒸汽联箱分配蒸汽流量的控制系统，所述系统包括 |
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| 说明书全文 | 用于分配通过元件的蒸汽流量的控制系统[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 这是本发明提交的第一次申请。 技术领域[0003] 本发明涉及用于能源分配系统的控制的领域。 背景技术[0004] 蒸汽用作不同的工业工厂的主要能源。蒸汽通常通过锅炉产生和在蒸汽分配网络内供给至具有不同压力的蒸汽联箱(steam header)。联箱反过来将蒸汽分配到不同的工厂单元。因为下游过程单元的流量需求常常变化，所以控制系统用于确保联箱中的压力稳定性。为此，操纵设置在联箱之间的蒸汽管道来控制压力级。然而，蒸汽管道沿着复杂的路径和子网络并且用于压力控制的传统方法趋向于通过关注精准偏移(punctual offset)操纵入口和出口流量，不考虑流量的源头或者目的地。此外，已知的控制系统以经济的最优化为代价，通常严重依靠减压阀。这最终减小工厂的潜在收入，因此使管道上过程判定在经济不可行。 [0005] 因此，需求改善的压力控制系统。 发明内容[0006] 本文中描述了用于通过给予控制元件优先权和使用反馈测量控制元件的响应和可用性分派单个蒸汽流量指令至多个控制元件的方法和系统。然后可以根据每一个控制元件的响应调节分派单个蒸汽流量指令。 [0007] 根据第一广泛方面，提供用于分配从具有第一压力级的蒸汽联箱至多个压力调节装置的蒸汽流量或者至具有来自多个压力调节装置的第一压力级的蒸汽联箱的蒸汽流量的控制系统。系统包括压力单元，适用于测量蒸汽联箱中的第一压力级，确定测量的第一压力级和期望的压力级之间的差值，和产生代表调节蒸汽联箱中的压力级与期望的压力级对应需要的蒸汽流量需求的需求信号；至少一个状态监测单元，耦接至多个压力调节装置，用于监测其输出流量；和分派装置，具有耦接至压力单元和至少一个状态监测单元的至少一个输入，和耦接至多个压力调节装置的至少一个输出。分派装置适用于：接收来自压力单元的需求信号；作为需求信号的功能和根据优先方案，在来自蒸汽联箱的多个压力调节装置中分配蒸汽流量。从状态监测单元接收代表多个压力调节装置的输出流量的至少一个反馈信号；和基于至少一个反馈信号调节蒸汽流量的分配。 [0008] 仍然根据另一个广泛方面，还提供一种用于分配从具有第一压力级的蒸汽联箱至多个压力调节装置的蒸汽流量或者至具有来自多个压力调节装置的第一压力级的蒸汽联箱的蒸汽流量的方法。方法包括测量蒸汽联箱中的第一压力级；确定测量的第一压力级和期望的压力级之间的差值；产生代表调节蒸汽联箱中的压力级与期望的压力级对应需要的蒸汽流量需求的需求信号；作为需求信号的功能和根据优先方案，在来自蒸汽联箱的多个压力调节装置中分配蒸汽流量。监测多个压力调节装置的输出流量；和基于监测的输出流量调节蒸汽流量的分配。 [0010] 从以下结合附图的详细描述，本发明的更多特征和优点将显而易见，其中： [0011] 图1是现有技术蒸汽分配网络的示意图； [0012] 图2是根据本发明的示例性实施方式的使用四管道智能分路器的蒸汽分配网络的示意图； [0013] 图3是使用图2的智能分路器的控制回路的示意图； [0014] 图4是根据本发明的示例性实施方式的用于使用智能分路器的单个控制元件的多个蒸汽流量需求分派的示意图； [0015] 图5a是根据本发明的示例性实施方式的使用五管道智能分路器的蒸汽分配网络的示意图； [0016] 图5b是根据本发明的示例性实施方式的使用智能分路器的蒸汽分配网络的有效流量管道的图表； [0017] 图5c是根据本发明的示例性实施方式的在输出管道为自动模式时的25％蒸汽流量需求的分摊的图表； [0018] 图5d是根据本发明的示例性实施方式的在输出管道为自动模式时的50％蒸汽流量需求的分摊的图表； [0019] 图5e是根据本发明的示例性实施方式的在第一优先权输出管道为手动模式时的50％蒸汽流量需求的分摊的图表； [0020] 图5f是根据本发明的示例性实施方式的在第三优先权输出管道为手动模式时的50％蒸汽流量需求的分摊的图表； [0021] 图5g是根据本发明的示例性实施方式的在第五优先权输出管道为手动模式时的50％蒸汽流量需求的分摊的图表； [0023] 图6b是根据本发明的示例性实施方式的在涡轮机跳闸期间通过控制元件的蒸汽流量的曲线图； [0024] 图6c是根据本发明的示例性实施方式的在涡轮机跳闸期间通过蒸汽联箱的压力级的曲线图；以及 [0025] 图7是根据本发明的示例性实施方式的使用智能分路器的蒸汽分配网络的示意图。 [0026] 应注意贯穿附图，相似的特征通过相似的参考标号标记。 具体实施方式[0027] 参考图1，现在将描述用于将两个锅炉中产生的蒸汽传输至需要蒸汽的热能的点的现有技术蒸汽分配网络100。网络100示例性地包括四个蒸汽联箱102、104、106、和108，四个蒸汽联箱是产生蒸汽形式的热能的两个锅炉154和156的主要蒸汽供给联箱。每一个联箱102、104、106、和108从锅炉收集以不同的压力级供给的加压的蒸汽，并且通过网络100移动收集的蒸汽。具有1600psig表压的蒸汽示例性地流过1600psig蒸汽联箱102流量，具有 1000psig表压的蒸汽流过1000psig蒸汽联箱104，具有230psig表压的蒸汽流过230psig蒸汽联箱106，和具有70psig表压的蒸汽流过70psig蒸汽联箱108流量。在两个锅炉154和156的沸腾鼓状物(未示出)中，蒸汽与液态水分离，使得液态水尽可能地变干。蒸汽应当实际上在使用、干燥、清洁、没有空气和不凝气体时是可用的，并且以适当的量、温度、和压力用于每一个应用。蒸汽然后递送至蒸汽分配系统100的区域，在该区域，需求蒸汽用于发电、机械驱动或者工业过程。 [0028] 为此，网络100示例性地包括蒸汽涡轮机110和112，用于从供给到那的加压蒸汽提取热能并且产生用于递送至贯穿工厂的过程或者分配至局部电网用于额外收入的电功率。蒸汽涡轮机110和112在提取机械工作的同时进一步提供使蒸汽压力向下下降的装置。来自 1600psig蒸汽联箱104的蒸汽管道111示例性地通过阀门114供给蒸汽涡轮机110。类似地，来自1000psig联箱104的蒸汽管道113通过阀门118供给蒸汽涡轮机112。涡轮机阀门116、 120和122还可以用来分配不同的提取之间的和涡轮机110和112的后期的蒸汽流量。蒸汽涡轮机110和112可以利用它们各自的排气装置316和提取装置128同时操作供给70psig蒸汽联箱108。蒸汽涡轮机110和112的各自的提取装置314和132可以进一步分别通过减压控制阀134和136供给230psig蒸汽联箱106。 [0029] 蒸汽可以通过压力控制阀138从230psig蒸汽联箱106供给至70psig蒸汽联箱108。蒸汽可以类似地通过减压阀142从1000psig蒸汽联箱104供给至70psig蒸汽联箱108以将 1000psig蒸汽压力级减少至70psig并且通过压力控制阀146供给至230psig蒸汽联箱106以将1000psig蒸汽压力级减少至230psig。蒸汽还示例性地通过压力控制阀150从1600psig蒸汽联箱102供给至1000psig蒸汽联箱104以将1600psig蒸汽压力级减少至1000psig。 1000psig蒸汽联箱104可以进一步由锅炉154供给。锅炉156可以进一步提供用于供给 1600psig蒸汽联箱102。网络100可以包括排气阀158和160，排气阀158和160适合于打开以将蒸汽从70psig蒸汽联箱108释放到大气里。 [0030] 多个单独的压力控制器162进一步监测和保持蒸汽联箱(诸如70psig蒸汽联箱108)的压力级。它们可以通过独立地调节进料流量耦接至相应的蒸汽联箱。例如，如果压力控制器162确定70psig蒸汽联箱108的压力级在70psig之上，压力控制器162的输出信号可以减小以便降低前往70psig联箱108的流量。示例性地，70psig压力控制器162以50％的输出操作，该50％的输出通过增加或者减小涡轮机112的第二提取流量需求至流量控制器170而利用位置控制器164保持，流量控制器170至控制从涡轮机112的提取的提取控制阀124的输出可以通过流量控制器172和压力控制器174限制，该流量控制器172经济地使涡轮机112的提取128的使用优化，该压力控制器174在提取装置128的压力减小超过机械容许极限的情况下保护涡轮机的压力控制器174。控制器172和174两者示例性地限制位置控制器164的能力以将70psig压力控制器162保持输出为50％。在这些情况下，70psig压力控制器62可以改变其输出，从而打开1000psig至70psig减压阀142或者打开排气阀158和160。170psig压力控制器162的输出然后可以从50％改变为更高的比率(例如54％)以开始打开减压阀142或者为降低的比率(例如45.5％)以打开排气阀158和160。 [0031] 网络100可以包括用于控制1600psig蒸汽联箱102的压力级和保持来自锅炉156的不变的出口压力的压力控制器166。网络100还可以包括用于控制230psig蒸汽联箱106的压力级的压力控制器322。为了增加蒸汽流量至联箱106，控制器322的输出信号可以改变为使减压阀138闭合，使提取控制阀134打开，和/或使减压阀146打开。操作者可以通过改变入口阀113的位置操纵涡轮机112的入口流量并且操作者可以通过改变提取阀136的位置操纵第一提取流量以根据当前的易燃物和电力价格使涡轮机使用经济地优化。类似地，操作者可以通过改变入口阀114的位置操纵涡轮机110的入口流量以根据当前易燃物和电力价格使涡轮机使用经济地优化。 [0032] 现在参考图2，现在将描述使用智能分路器202的控制系统200。智能分路器202适用于将来自压力控制器240的单个蒸汽流量需求分派至系统200的不同的组件以便优化发电、控制器鲁棒性、和操作灵活性，如以下将进一步描述的。系统200示例性地包括第一蒸汽涡轮机204和第二蒸汽涡轮机206以及高压联箱208、中压联箱210、和低压联箱212。蒸汽涡轮机204示例性地通过连接至控制阀216的蒸汽管道214从中压联箱210提取蒸汽。蒸汽涡轮机204的排气装置218然后供给低压蒸汽联箱212。蒸汽涡轮机206还示例性地通过连接至控制阀222的蒸汽管道220从高压联箱208提取蒸汽并且具有供给低压蒸汽联箱212的排气装置224。来自中压联箱210的蒸汽可以进一步通过蒸汽管道230发送至中压减压阀226用于以下降的压力进入低压蒸汽联箱212。来自高压联箱208的蒸汽还可以通过蒸汽管道232发送至高压减压阀228用于进入低压蒸汽联箱212。 [0033] 智能分路器202示例性地通过按涡轮机204、涡轮机206、减压阀228、和减压阀226的顺序分配流量从而设置为使发电最大化。如果较高优先致动器的有限可用性发生，流量分配可以自动地移动至较低优先致动器以保持前往联箱的蒸汽流量稳定。例如，如果前往涡轮机204的流量最大化并且涡轮机204突然跳闸，那么智能分路器202可以自动重新分配蒸汽流量至较低的优先元件，即，涡轮机206、和减压阀226和228以实现通过涡轮机204的流量下降。 [0034] 除了图2之外参考图3，为了控制流过系统200的蒸汽的压力级，压力传送器234可以通过蒸汽管道236监测低压蒸汽联箱212的压力级。压力传送器234然后与压力控制器240通信，压力控制器240从测量的压力级和设定值压力级确定蒸汽流量需求，即，为了调节其压力应当供给至低压蒸汽联箱212(或者从低压蒸汽联箱212去除)的压力的量。压力控制器240然后发送包括蒸汽流量需求的电信号238至智能分路器202。应当理解，压力传送器234和压力控制器240可以一起形成与智能分路器202通信的单个压力单元。并且，控制系统200可以设置为使得压力控制器240进一步比较压力级与阈值以确定压力级是否过高或者过低和是否应当被调节。 [0035] 智能分路器202示例性地具有多个输出和0至100％的输入范围(其表示输出的总蒸汽流量能力)。基于接收电信号238和相应地解释电信号238以重新得到蒸汽流量需求，智能分路器202示例性地应用内部逻辑以产生指示如何在耦接至智能分路器202的输出的多个控制元件(如242a、242b、242c、和242d)之间分配总的蒸汽流量需求的信号(241a、241b、241c和241d)。智能分路器202应用的内部逻辑示例性地基于过程考虑和遵循基于经济因素预先确定的优先方案，优先方案表示哪个控制元件(如242a、242b、242c、和242d)应当接收总流量需求的哪个部分(从0至100％)。基于从智能分路器240接收到信号，每一个控制元件 242a、242b、242c、或者242d采取措施以便因此增加或者减小其蒸汽流量，因此调节在低压联箱212中的压力级。每一个控制元件242a、242b、242c、或者242d可以是根据现有的仪器和控制方案的如人工控制器(如243或者244)和减压阀(如226或者228)的组合或者涡轮机(如 204或者206)和控制阀(216或者222)的组合。 [0036] 智能分路器202的每一个输出可以实际上连接至人工控制器243或者244，人工控制器243或者244被用于作为接口将多个阀门(如226和228)与智能分路器202连接。人工控制器243和244提供灵活性至操作者，操作者可以将分别耦接至人工控制器243和244的阀门228和226移至手动模式。在这种手动模式中，阀门226和228的位置和相应地流经阀门226和 228的蒸汽的量可以由操作者手动控制而不是在人工控制器243和244为级联模式的时通过智能分路器202。在级联模式中，输入至人工控制器243或者244的值可以以预定的最大缓变率(ramp rate)输出至相应的阀门228或者266，预定义的最大缓变率用于限制人工控制器 243或者244的输出缓变率。还可以定义最小和最大限制以便限制人工控制器243或者244的输出范围。然而在手动模式中，操作者可以被提供对人工控制器243和244的输出值的全部的人工存取。这证明在向过程控制施加手动改变中是有用的，所述过程控制允许装备测试、检查和维持。可以进一步提供中间的或者平衡模式以便从手动方式平滑地转移到级联模式。在人工控制器243或者244不是级联模式时，其控制元件242c或者242d被智能分路器202认为是不能利用的并且考虑流过无效的控制元件242c或者242d的蒸汽的量，需求被分摊到剩余的控制元件242a、242b。 [0037] 反馈机制示例性地提供使得智能分路器202可以跟踪每一个控制元件242a、242b、242c、或者242d的状态并且因此适应蒸汽流量分派。因此，在控制元件242a、242b、242c和 242d的需求和响应之间存在差异的情况下，智能分路器202可以确定蒸汽流量需求的适当的分摊。为此，代表每一个控制元件242a、242b、242c和242d的状态的反馈信号(如246a、 246b、246c和246d)可以发送至智能分路器202以监测控制元件242a、242b、242c和242d的单独的响应。反馈信号246a、246b、246c和246d示例性地由基于过程参数计算得出而不是直接从流量传送器(未示出)得出，因此减轻通讯的损耗和环境阅读噪声。例如，减压阀226或者 228的位置可以用于基于其流量特性而不是流量传送器重新计算流量。可替代地，反馈信号 246a、246b、246c和246d可以由基于涡轮机状态或者阀位置的计算得出。 [0038] 在智能分路器202接收的反馈信号246a、246b、246c和246d允许智能分路器202在分派总的蒸汽流量需求时考虑控制元件242a、242b、242c和242d的状态。需求的一部分实际上可以被传输到耦接至较低优先级控制元件(如242b和242c)的较低优先级管道以减轻较高优先级控制元件242a的慢响应或者耦接到较高优先级控制元件242a的较高优先级管道中的流量可用性的缺少。例如，如果智能分路器202发送分派信号至最高优先级控制元件242a，但是在过程中没有测量到响应(例如由于涡轮机204的跳闸)，适当的反馈信号246a可以为此发送至智能分路器202。一旦接收到反馈信号246a，智能分路器202可以通过增加导向具有较低优先级的控制元件(也就是控制元件242b和242c)的蒸汽流量需求自动调节分派，以保持前往联箱212的总流量等于来自压力控制器240的流量需求。 [0039] 优先级可以外部地设置到智能分路器202内并且根据外部因素(诸如燃烧燃料的成本或者电力的售价)变化。如在图4中示出的，在一些情况下，实际上可以期望把不同的优先级归于单个控制元件(诸如阀门248、250和252中任一个)的不同操作范围。例如，最佳的可以是，促成较高优先级阀门248的打开达到其操作范围的25％而不是达到全部操作范围。在完成阀门248从25％至100％打开之前，可能实际上期望避免使阀门248打开超过25％并且允许较低优先级阀门(也就是阀门250和252)在0和100％之间的打开范围。以这种方式，在智能分路器202接收的蒸汽流量需求将示例性地导向阀门248(阀门248在此时打开达到 25％)，而蒸汽流量的剩余部分导向打开达到100％的较低优先级阀门250和252。根据较低优先级阀门250和252的操作的设置范围，如果，在蒸汽经由阀门248、250、和252之后，还没有满足总的蒸汽流量需求，阀门248然后可以打开超过25％以允许剩余的蒸汽流量经由其中。基于操作范围的蒸汽流量的这样一个分配可以通过动态地变更以下讨论的优先因子(priority factor)、偏移、和比率来调节。 [0040] 优先级的更新可以自动完成和通过基于工厂的经济指数的经济最优函数触发。例如，根据电力的售价，可以改变对电力生产负责的过程组件的优先级。实际上，虽然减压阀(如142)和与之关联的其关联的脱过热阀门(未示出)可以用于使用蒸汽涡轮机(如110或者112)以期望的压力分配蒸汽，仍然允许在过程中利用产生电力的额外利益的类似分配。因此，如果电力的售价达到一定水平，因此可以更加期望将优先权给予通过蒸汽涡轮机(如 110或者112)蒸汽流量而不是通过减压阀(如142)的蒸汽流量，因为额外的收入可以在蒸汽分配过程中产生。可替代地，如果发电结果是非营利的并且蒸汽通过燃烧贵重的燃料产生，通过减压阀(如142)的流量可以被给予优先权因为这能减小锅炉的负载。受脱过热阀门的影响从而减少蒸汽过热的添加的注水将导致用于过程的增加的蒸汽流量，而涡轮机中的相同的蒸汽流量将导致用于过程的较小的输出流量，因为蒸汽将在涡轮机中通过将热能转换为机械转矩已经被冷却。 [0041] 考虑到反馈组件246a、246b、246c和246d，智能分路器202发送至给定的控制元件号i(例如，控制元件242a、242b、242c或者242d)的需求分派或者指令信号Sout,i可以在以下通过使用等式(1)的智能分路器202计算： [0042] [0043] 其中Sin,jk是与元件j的流量有关的用于不同的补偿k的反馈分量，主要反馈是k＝1和补偿是k>1。D是在智能分路器202从控制器240接收的总的蒸汽流量需求，fijk是具有这对每一个元件i、其他相互作用元件j、和不同的补偿k的附加补偿的优先因子矩阵。Rj表示控制元件比率，即，元件j的最大蒸汽输出与所有元件的总蒸汽流量的比率，αi表示可以被调节以在控制元件i的优先级中引发暂时的移位或者通过添加偏差人为地改变蒸汽流量需求D的需求偏移参数，和βi表示可以被自动或者手动调节的和应用于最后的指令信号Sout,i的信号偏移。应当理解，附加因素可能影响指令信号Sout,i，指令信号Sout,i通过智能分路器202输出至控制元件(如242a、242b、和242c中)。并且，任何子计算可以人为地局限于选择的范围和/或可调节范围，因此减轻信号过量以及合并了由于外部因素引起的信号限制。例如，为了满足过程约束或者响应优化函数，可以在指令信号Sout，i上施加高的或者低的限制。 [0044] 对于四管道智能分流，诸如在图3中示出的智能分流202，发送至控制元件号1、2、3和4(即控制元件242a、242b、242c、和242d)的指令信号因此从以下等式(2)、(3)、(4)和(5)获得： [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] 以这种方式，用于具有四输出管道241a、241b、241c和241d智能分路器(如202)的内部逻辑可以例如是使得所有流量输入需求首先导向智能分路器202的第一输出管道241a。导向能分路器202的第二输出管道241b的流量然后可以等于总流量输入需求减去代表导向第一输出管道241a的流量的反馈。最后，导向智能分路器202的第三输出管道241c的流量然后可以等于总流量输入需求减去代表导向第一输出管道241a和第二输出管道241b的流量的反馈。如果由于任何原因(例如系统200中的破坏)，来自输出管道241a的流量减小，智能分路器202应用的逻辑将使得来自输出管道241b和241c的流量增加以满足总流量需求。 [0050] 优先因子矩阵fijk可以被智能分路器202的逻辑修改以补偿可能处于非级联模式的较低优先级的控制元件。这种元件的反馈然后可以用来补偿较高优先级的元件的输出。附加的补偿反馈可以用于允许附加的补偿智能分路器的输出。 [0051] 这在图5a、图5b、图5c、图5e、图5f、和图5g中示出，这些图示出了智能分路器402可以如何使蒸汽流量需求分摊至多个输出管道241a、241b、241c、241d、和241e以及相应地至耦接到输出管道的多个控制元件(如242a)的示例。在示出的示例中，智能分路器402希望将蒸汽流量需求分派至分别具有用于2000kPPh的总有效流量的500kPPh、300kPPh、300kPPh、500kPPh、和400kPPh的有效流量的且具有减小的优先级241a、241b、241c、241d、和241e的五个输出管道。因此，每一个输出管道241a、241b、241c、241d、和241e的控制元件比率Rj是 25％、15％、15％、25％、和20％。 [0052] 如在图5c中示出的，对于25％或者500kPPh的总蒸汽流量需求，智能分路器402应用的逻辑使得第一输出管道241a示例性地接收100％的总流量需求，100％的总流量需求转换为通过智能分路器402分派至输出管道241a的500kPPh。因为总蒸汽流量需求已经满足，其他输出管道241a、241b、241c、241d、或者241e没有接收来自智能分路器402的指令使蒸汽流量经由其中。 [0053] 如在图5d中示出的，对于50％或者1000kPPh的更高的总蒸汽流量需求，智能分路器402不仅将流量需求分派至第一输出管道241a，而且也至较低优先级的管道，诸如输出管道241b和241c，因为第一输出管道241a不能够运载整个需求。 [0054] 如在图5e、图5f、和图5g中示出的，输出管道241a、241b、241c、241d、和241e中至少一个可以进入手动模式。例如，输出管道241a可以使用耦接到输出管道241a的人工控制器(未示出)进入手动模式并且局限于20％蒸汽流量(图5e)。为了满足输入流量需求，考虑用于其人工控制器是手动模式的输出管道的手动设置的流量值，智能分路器402的剩余输出可以因此相应地修改。因此，对于50％或者1000kPPh的总蒸汽流量需求，智能分路器402仅可以分派20％或者100kPPh蒸汽流量通过输出管道241a。剩余的900kPPh然后分摊在较低优先级的输出管道241b、241c、和241d中。在人工控制器切换离开手动模式并回到级联模式时，可以设置其目标流量值从而重新建立预先确定的优先顺序。 [0055] 如果较低优先级的输出管道(如241b、241c、241d、和241e)也进入手动模式，那么这可能影响智能分路器402应用的分派逻辑，智能分路器402因此调节如241a中的较高优先级的管道。例如，对于50％或者1000kPPh的总蒸汽流量需求，如果输出管道241c进入手动模式并且限定在300kPPh的100％或者300kPPh，那么管道241c能够运载(图5f)，智能分路器402可以指引300kPPh流量通过输出管道241c，而剩余的700kPPh可以在输出管道241a与输出管道241b之间分摊，其中，输出管道241a仍然接收100％或者500kPPh蒸汽流量，输出管道 241b接收剩余的200kPPh，即管道241c的300kPPh的总容量的67％。剩余的输出管道241d和 241e不需要接收任何蒸汽流量，因为已经通过较高优先级的输出管道241a、241b、和241c满足需求。 [0056] 如果输出管道241e进入手动模式并且限定为400kPPh中的25％或者100kPPh，那么管道241e能够运载(图5g)，智能分路器402可以指引100kPPh流量通过输出管道241e，同时剩余的900kPPh分摊在输出管道241a、输出管道241b、和输出管道241c之间，其中，输出管道241a仍然接收100％或者500kPPh蒸汽流量，输出管道241b接收100％或者300kPPh蒸汽流量，输出管道241c接收剩余的100kPPh，即，管道241c的300kPPh的总容量的33％。虽然输出管道241d具有比输出管道241e高的优先级，但是由于输出管道241e已经移动至手动模式，并且因此智能分路器402不能控制这个控制元件并且需要补偿剩余的控制元件，输出管道 241d没有接收来自智能分路器402的任何蒸汽流量。 [0057] 除了图3之外参考图6a、图6b、和图6c，使用上述的反馈控制回路，过程变化和干扰(例如装置跳闸，即，由于网络200的破坏和控制元件242a、242b、和242c的物理限制，装置经历突然的停工)可以被考虑。以这种方式，可以实现相对于技术的和经济约束的控制蒸汽压力中的鲁棒性、操作系统200中的灵活性、以及操作条件最佳化。 [0058] 具体地，智能分路器202的使用证明涡轮机跳闸(如206)的情况下的优势。在示出的示例中，蒸汽以100lb/min的流量从高压联箱(如208)传输至低压联箱(如212)。在大约一分钟之后，涡轮机出现跳闸并且流量不再进入低压联箱212(图6a)。设置在联箱208和212之间减压阀(如228)可以被传统的控制器(未示出)操纵，以便重新确定蒸汽流量的路径并且因此避开涡轮机206。因为受控制器的动态限制，传统的反馈控制由于用于产生输出以改正压力中的错误所需要的迭代，将可能缓慢起反应，然而智能分路器202可以瞬间起反应以再分配流量需求。实际上，在涡轮机206跳闸的情况下，智能分路器202基于流量可用性重新计算最佳的稳定状态运行点，如上所述。从跳闸的涡轮机206接收的反馈信号中，智能分路器202可以检测流量是不可用的，并且因此转向较低优先级的元件，在这种情况下，减压阀228指引蒸汽流量需求。因此，使用智能分路器202，通过智能分路器202控制的控制元件的流量(图6b)和低压蒸汽联箱212中的压力(图6c)可以几乎瞬间恢复，而在使用传统的反馈控制时，恢复将会延迟。因此，对系统200的干扰的响应比传统的控制出现的快。 [0059] 参考图7，现在将描述使用多个智能分路器308、310和312的蒸汽分配网络300。网络300示例性地包括通过锅炉156和锅炉154供给的超高压蒸汽联箱102、高压蒸汽联箱104、中压蒸汽联箱106、和低压蒸汽联箱108。蒸汽涡轮机110通过连接至入口控制阀门304的蒸汽管道111从蒸汽联箱102提取蒸汽。蒸汽涡轮机110的提取装置314供给中压蒸汽联箱106并且蒸汽涡轮机110的排气装置316进一步供给低压蒸汽联箱108。蒸汽涡轮机112示例性地与蒸汽涡轮机110并行操作并且通过连接至控制阀118的蒸汽管道113从高压蒸汽联箱104提取蒸汽。蒸汽涡轮机112的第一提取装置132供给中等压力联箱106，而蒸汽涡轮机112的第二提取128装置供给低压蒸汽联箱108。 [0060] 蒸汽通过锅炉156送料至超高压蒸汽联箱102并且通过涡轮机110和减压阀150的至少一个流出。超高压蒸汽联箱102中的压力级可以因此被通过涡轮机110或者减压阀150的任一个的流量控制。 [0061] 压力控制器166是示例性超高压控制器，超高压控制器的输出是超高压智能分路器308的流量需求并且表示锅炉156的蒸汽流量生产，所述蒸汽流量通过智能分路器308分派至蒸汽涡轮机110或者减压阀150的任一个，所述减压阀150从超高压蒸汽联箱102供给高压蒸汽联箱104。为此，相应地利用智能分路器308中设置的优先级的顺序，智能分路器308确定来自超高压蒸汽联箱102的蒸汽流量的适当的分摊并且因此确定分别供给涡轮机110和高压整齐联箱104的阀门114和150的最佳位置。智能分路器308示例性尝试使前往涡轮机110的蒸汽流量负载最大化，因而，智能分路器368具有不同优先级的两个输出，具有第一优先级的输出是控制通过涡轮机110的流量的阀门304，和具有第二优先级的输出是减压阀 150。这个优先级配置有利于电力生产，然而根据燃油价格和电力价格，可以在线上改变优先级顺序以使燃料消耗最小化。 [0062] 智能分路器308，识别到缺少来自诸如阀门304或者150的控制元件的响应，示例性地分派剩余的需求至其他管道。例如，如果涡轮机110的跳闸发生，智能分路器308可以瞬时通过减压阀150从涡轮机110传送蒸汽流量至高压联箱104。在达到通过涡轮机110的最大蒸汽流量时，智能分路器308然后可以打开压力阀150以允许蒸汽从超高压蒸汽联箱102流至高压蒸汽联箱104。在涡轮机110的启动期间，智能分路器308也可以估算前往涡轮机110的适当的蒸汽流量并因此自动地闭合阀门150。 [0063] 中压蒸汽联箱106示例性地通过减压阀146从高压联箱104供给、从涡轮机110的提取314装置供给以及从涡轮机112的提取装置132供给。中压蒸汽联箱106也可以通过减压阀138释放蒸汽至低压蒸汽联箱108。压力控制器322可以通过智能分路器310控制中压蒸汽联箱106的压力级。为此，压力控制器322的输出表示前往智能分路器310的流量需求。智能分路器310反过来示例性地具有四个不同的优先级的输出，具有第一优先级的输出是减压阀 138(负流量，阀门将随着增加的输出闭合)，具有第二优先的输出是涡轮机110的远程提取设置点，具有第三优先级的输出是涡轮机112的远程提取设置点以及具有第四优先的输出是减压阀146。这个优先级的配置有利于电力生产，然而根据燃油价格和电力价格，可以在管道上改变优先顺序以使燃料消耗最小化。 [0064] 如果涡轮机110的跳闸发生，在智能分路器310接收的相应的反馈信号可以被迫降为零并且智能分路器310可以自动增加前往涡轮机112的第一提取需求，并且必要时，打开减压阀146以计算提取流量的损失。 [0065] 低压蒸汽联箱108通过减压阀142从高压蒸汽联箱104供给、从涡轮机110的排气装置316供给以及从涡轮机112的提取装置128供给。低压蒸汽联箱108也可以通过排气阀158和160将蒸汽释放到大气。低压蒸汽联箱108中的压力可以通过压力控制器162控制。压力控制器162可以通过智能分路器312控制低压蒸汽联箱108中的压力。压力控制器162的输出示例性地是前往智能分路器312的流量需求，智能分路器312具有四个不同的优先级的输出，具有第一优先级的输出是第一排气阀158，具有第二优先级的输出是第二排气阀160，具有第三优先级的输出是涡轮机112的第二提取需求以及具有第四优先级的输出是减压阀142。在其分摊蒸汽流量需求的计算中，智能分路器312可以进一步考虑到来自涡轮机110的排气装置316的流量，即使这种流量是不受控制的。 [0066] 如果涡轮机110的跳闸发生，发送至智能分路器312的针对涡轮机110的排气装置316的反馈值可以自动被迫降至零导致提取装置128和减压阀142上的需求的立刻增加从而在联箱压力下降之前满足流量需求。 [0067] 如果来自涡轮机110的不受控制的排出蒸汽流量超过低压联箱消费者消耗的蒸汽，导致压力增加，智能分路器312可以在完全闭合减压阀142和涡轮机112的第二提取装置128之后自动地打开跟随有第一排气阀158的第二排气阀160，释放蒸汽到大气。如果电力价格高，那么这可能是经济有利的以使涡轮机110上的电力生产最大化。 [0068] 使用系统300，每一个智能分路器308、310、或者312有利地根据它们的源极以及系统的控制元件的状态给予蒸汽流量供料优先权。因此可以实现经济可行的线上过程决定。因此，可以动态地减轻控制元件的优先级中的移位或者其可用性中的干扰。 |
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