[發明專利]實現小型汽輪機組危急保護系統功能的控制方法

有效

• 申請號: 201310639620.5
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103628933A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 唐春;陳博;趙麗;魏原珂
• 申請（專利權）人: 成都成發科能動力工程有限公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及汽輪機危急保護技術領域，特別是涉及一種基于小型汽輪機組自動化控制系統實現汽輪機危急保護系統功能的方法。

背景技術

汽輪機危急保護系統（ETS，EMERGENCY?TRIP?SYSTEM）是用于監視汽輪機的運行工況參數的保護系統，汽輪機運行工況參數包括汽機超速、汽機振動、發電機振動、軸向位移、汽缸脹差、推力瓦溫度、徑向瓦溫度、凝汽器真空度、潤滑油壓力、發變組保護動作、電調裝置停機、手動危急保安器、MFT動作等，當汽輪機運行工況參數超過安全限值，汽輪機危急保護系統ETS就會自動關閉全部汽輪機蒸汽進氣閥門，緊急停機，以保證汽輪機安全運行。

現有技術的汽輪機危急保護系統，都采用獨立于汽輪機控制系統外單獨設計一個系統，集成為一面汽輪機危急保護系統控制柜。在汽輪機危急保護系統的控制柜內設置有兩套電源、CPU、通訊、信號輸入輸出卡件、繼電器等，通過信號采集DI卡件接收來自鍋爐或汽機現場、軸系監測系統TSI、汽輪機數字電液控制系統DEH、鍋爐爐膛安全監控系統FSSS及其它設備的報警和停機信號，且只能接受開關量的信號輸入，并根據投切開關信號進行綜合邏輯判斷處理，通過指令輸出DO卡件，輸出到停機電磁閥和綜合報警光字牌。信號的采集和指令的輸出均采用繼電器隔離。現有技術的汽輪機危急保護系統，是通過軟件實現兩套控制系統的軟冗余，這種方式的汽輪機危急保護存在以下不足：

1、通過軟件實現兩套控制系統的軟冗余備份，無法通過可靠的硬件設備實現真正的熱備無擾切換功能，切換速度比較慢，汽輪機運行安全等級不高；而能實現快速切換的熱備冗余ETS系統的造價又過于昂貴，不適合小型汽輪機組；

2、不能結合監測點的模擬量趨勢做綜合智能判斷；

3、各自獨立做邏輯判斷，見圖2，任一系統判斷停機輸出，即直接輸出至現場，誤動概率高；

4、獨立于汽輪機控制系統外單獨設計一個危急保護系統系統，單獨組配成一面汽輪機危急保護系統控制柜，汽輪機控制系統成本造價高。

發明內容

針對現有技術的控制方法存在的不足，本發明的目的旨在提供一種控制成本低、精度高、穩定可靠的實現小型汽輪機組危急保護系統功能的控制新方法。

本發明提供的實現小型汽輪機組危急保護系統功能的控制方法，其方案構成主要包括：構成汽輪機自動化控制系統的電源、CPU、通訊均采取冗余備份配置；將ETS子程序塊集成在汽輪機自動化控制系統中且獨立于主程序單獨運行；汽輪機運行跳閘信號通過IO模塊匯總后送至兩套CPU中用ETS子程序塊運算處理，將主CPU運算得到的邏輯控制判斷結果經指令輸出DO卡件輸送至相應停機電磁閥，實現汽輪機的危急保護功能。

在本發明的上述技術方案中，所述自動化控制系統設置的兩套CPU，最好互為主從關系，即當其中一個CPU為主CPU時，另一個CPU為從CPU，且只使主CPU的運算結果輸送到指令輸出DO卡件，從CPU的運算結果處于輸送待命狀態，采取這種方式設計，可以減少繼電器控制回路，防止誤動。

在本發明的上述技術方案中，所述主CPU最好將邏輯控制判斷結合相應數據監測點的模擬量信號趨勢綜合處理后再輸出結果，以減少某一信號因故障丟失導致誤停機或誤判斷的狀況發生。

在本發明的上述技術方案中，所述停機電磁閥的直流電源最好設計為獨立電源，不與系統其他直流電源公用。

在本發明的上述技術方案中，ETS實時監測數據范圍一般包括：汽機超速、汽機振動、發電機振動、軸向位移、汽缸脹差、推力瓦溫度、徑向瓦溫度、凝汽器真空度、潤滑油壓力、發變組保護動作、電調裝置停機、手動危急保安器和MFT動作等。

本發明提供的實現小型汽輪機組危急保護系統功能的控制方法，在基于汽輪機本身配備的自動化控制系統基礎上，通過單獨編程ETS子程序，將ETS子程序塊集成在汽輪機自動化控制系統中，獨立于自動化控制系統主程序單獨運行，實現小型汽輪機組危急保護系統的功能，不單獨增加ETS控制系統硬件。