CN107461540A - 一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其包括气动管路和双作用气缸，双作用气缸的伸缩杆与高排通风阀的阀芯连接,通过伸缩杆的伸出和缩进完成高排通风阀的关闭和开启，气动管路包括进气管道、第一执行管道、第二执行管道和控制管道，第一执行管道、第二执行管道和控制管道的进气端分别与进气管道的出气端连接，通过第一执行管道和第二执行管道控制双作用气缸的伸缩，通过控制管道控制第一执行管道和第二执行管道的气体的通断。本发明的控制部件能与汽轮机机组保持距离，减少故障，运行更可靠安全。

Description

一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统

技术领域

本发明涉及一种高排通风阀控制系统，尤其是涉及一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统。

背景技术

高排通风阀(简称VV阀)，主要配备在东方汽轮机厂生产的汽轮机组上，该阀安装在高压缸排汽管段，同时与凝汽器连接维持机组真空。VV阀的作用主要有两个：一是在高压缸预暖结束后开启VV阀卸掉高压调门至中联门之间的蒸汽压力；二是机组跳机或甩负荷时快速开启VV阀，排出高压缸的蒸汽，防止因高压缸超温导致高压转子叶片过热而损坏设备。

机组正常运行特别是满负荷运行时，主蒸汽压力高达25.4MPa，VV阀所处工作环境温度高、振动大，容易导致气路系统气路管断裂、气路管接头松动、反馈装置限位开关松动以及反馈装置接线松动烧损等故障；同时VV阀电磁阀处于长期带电状态，电磁阀线圈烧坏的几率也大大增加。上述故障都可能导致VV阀在机组正常运行阶段因故障开启，VV阀异常开启将导致高压蒸汽直接排到凝汽器，高温高压蒸汽对凝汽器的钛管直接冲刷将导致钛管的损坏，严重影响到机组的安全稳定运行，因此VV阀的正确、稳定工作显得尤为重要。

要想提高VV阀控制系统的安全性和可靠性，在工艺设计、现场安装以及联锁保护等方面需要全面考虑机组各种正常运行工况以及事故工况，既要保证其能够正常工作，也要防止误动。所以需要针对VV阀的控制系统进行专项研究，并安装在现场进行调试，以确保投运后机组能够安全可靠地运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其控制部件能与汽轮机机组保持距离，减少故障，运行更可靠安全。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：包括气动管路和双作用气缸2，双作用气缸的伸缩杆1与高排通风阀的阀芯连接,通过伸缩杆的伸出和缩进完成高排通风阀的关闭和开启，气动管路包括进气管道、第一执行管道、第二执行管道和控制管道，第一执行管道、第二执行管道和控制管道的进气端分别与进气管道的出气端连接；

第一执行管道的另一端连接双作用气缸的用于进气使气缸伸缩杆伸出的气室，在第一执行管道上安装有用于切换其连通的气室与外部空间连通或与进气管道连通的第一气控切换阀12；

第二执行管道的另一端连接双作用气缸的用于进气使气缸伸缩杆缩进的气室，在第二执行管道上顺着进气方向依次设有第一逆止阀8、储气罐14和第二气控切换阀13，第二气控切换阀13用于切换其连通的气室与外部空间连通或与储气罐连通；

控制管道的出气端连接第一气控切换阀12的气控端和第二气控切换阀13的气控端，控制管道上设有用于控制通断的电磁阀，电磁阀带电时打开。

所述控制管道上顺着进气方向依次设有第一电磁阀9和气锁阀11，在第一电磁阀9上并联接有第二电磁阀10。

所述进气管道上顺着进气方向依次设有第一过滤减压器3和第二逆止阀6。

所述气动管路除了上述的进气管道还包括第二条进气管道，第二条进气管道上顺着进气方向依次设有第二过滤减压器4和第三逆止阀7，两条进气管道的进气端分别进气，出气端汇集于一条公共管道上，公共管道与第一执行管道、第二执行管道和控制管道的进气端连接。

所述公共管道上设有用于测量监控气压的压力变送器5。

所述高排通风阀控制系统还包括两条控制电路，两条所述控制电路上分别并联接有第一、第二直流继电器105、106的线圈，还分别并联接有第一、第三中间继电器107、108的线圈，还分别并联接有第二、第四中间继电器109、110的线圈，最后还分别并联接有第一、第二输出线圈111、112，第一、第二直流继电器105、106的线圈所在的并联电路上分别设有常闭的报警开关，第一、第三中间继电器107、108的线圈所在的并联电路上分别设有高排通风阀开启开关OD1、OD2，第二、第四中间继电器109、110的线圈所在的并联电路上分别设有高排通风阀闭合开关CD1、CD2，第一、第二输出线圈111、112所在的并联电路上设有第一、第三中间继电器107、108的常开开关和第二、第四中间继电器109、110的常闭开关，第一、第二输出线圈111、112控制电磁阀分别控制第一电磁阀和第二电磁阀的线圈的通断电。

所述百万机组汽轮机高排通风阀控制系统还包括高排通风阀故障诊断装置，高排通风阀故障诊断装置包括第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和计算机，在高排通风阀开启时，触发第一限位开关，在高排通风阀关闭时，触发第二限位开关和第三限位开关，第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关分别与计算机连接。

所述计算器通过汽轮机已有装置获取汽轮机的高调门关闭信号和高调门高度值，计算器还获取第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号。

所述计算器对获取的高调门关闭信号、高调门高度值、第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行逻辑组态处理的方法为：

分为两条逻辑处理线：

第一条逻辑处理线对高调门关闭信号取非后的逻辑信号与高调门高度值在设定值内的判断逻辑信息取或，对取或后的逻辑信号进行在20s内是否保持逻辑“1”的判断得出逻辑信号；

第二条逻辑处理线对第一限位开关触发信号取非后的逻辑信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行是否其中两个信号均为逻辑“1”的判断，再对判断后的逻辑信号取非；

最后对第一条逻辑处理线的最后逻辑信号与第二条逻辑处理线的最后逻辑信号取与，如果取与后为逻辑“1”时，判断为高排通风阀故障。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将高排通风阀的阀芯与双作用气缸的伸缩杆连接，通过双作用气缸的伸出和缩进完成高排通风阀的关闭和开启，双作用气缸由气动管路控制动作，实现控制部件与汽轮机机组保持距离，只需双作用气缸的伸缩杆与汽轮机机组接触，避免控制部件长期处于温度高、振动大的工作环境，且气动管路的电磁阀为带电时打开，避免了处于长期带电状态，降低烧坏几率，减少故障，运行更可靠安全。

2、本发明第二执行管道通过储气罐储存控制气体，在出现故障进气管道无控制气体进入或其他工况时，均还可以通过储气罐内的控制气体控制双作用气缸动作，从而控制高排通风阀动作，运行更可靠安全。

附图说明

图1是本发明的气动管路和双作用气缸的装配示意图；

图2是本发明的两条控制电路的示意图；

图3是本发明的高排通风阀故障诊断装置的计算器处理信号的逻辑组态示意图。

图中附图标记含义：

1-伸缩杆；2-双作用气缸；3-第一过滤减压器；4-第二过滤减压器；5-压力变送器；6-第二逆止阀；7-第三逆止阀；8-第一逆止阀；9-第一电磁阀；10-第二电磁阀；11-气锁阀；12-第一气控切换阀；13-第二气控切换阀；14-储气罐；15-第一限位开关；16-第二限位开关；17-第三限位开关；101-第一电源；102-第二电源；103-第一电源开关；104-第二电源开关；105-第一直流继电器；106-第二直流继电器；107-第一中间继电器；108-第三中间继电器；109-第二中间继电器；110-第四中间继电器；111-第一输出线圈；112-第二输出线圈；601-高\低限模块；602-三取二模块；603-延时模块；604-高排通风阀故障输出模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步描述。

本发明的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统实施例，包括气动管路、双作用气缸2、两条控制电路和高排通风阀故障诊断装置。

如图1所示的气动管路和双作用气缸的装配示意图。双作用气缸2的伸缩杆1与高排通风阀的阀芯连接,通过伸缩杆的伸出和缩进完成高排通风阀的关闭和开启。气动管路包括两条独立的、且配置一样的进气管道、第一执行管道、第二执行管道和控制管道。进气管道上顺着进气方向依次设有第一、第二过滤减压器3、4和第二、第三逆止阀6、7，第二、第三逆止阀6、7防止气体倒流。两条进气管道的进气端分别进气，出气端汇集于一条公共管道上，公共管道上设有用于测量监控气压的压力变送器5，压力变送器5供检修和运行人员实时监视气源压力。第一、第二过滤减压器3、4过滤掉空气中的水分、油分、异物等后，还将输出0.4～0.7MPa压力的工作气源。通过设置两条进气管道降低因失去气源而带来风险。

第一执行管道的进气端与公共管道连接、另一端连接双作用气缸2的用于进气使气缸伸缩杆伸出的气室，在第一执行管道上安装有第一气控切换阀12，第一气控切换阀12通过在其气控端通气或断气实现切换。如图1中所示，第一气控切换阀12内设有E-U和S-U两条可切换通路，其U端与气室连接，其S端与公共管道连接，其E端与外部空气连通，第一气控切换阀用于切换其连通的气室与外部空间连通或与进气管道连通。

第二执行管道进气端与公共管道连接，另一端连接双作用气缸2的用于进气使气缸伸缩杆缩进的气室，在第二执行管道上顺着进气方向依次设有第一逆止阀8、储气罐14和第二气控切换阀13，公共管道的气体经过第一逆止阀8后首先存于储气罐14中，第一逆止阀防止储气罐的气体导流，第二气控切换阀13通过在其气控端通气或断气实现切换。如图1中所示，第二气控切换阀13内也设有E-U和S-U两条可切换通路，其U端与气室连接，其E端与储气罐连接，其S端与外部空气连通，第二气控切换阀用于切换其连通的气室与外部空间连通或与储气罐连通。

控制管道的进气端与公共管道连接，出气端连接第一气控切换阀12的气控端和第二气控切换阀13的气控端，控制管道上顺着进气方向依次设有第一电磁阀9和气锁阀11，在第一电磁阀9上并联接有第二电磁阀10，第一电磁阀9和第二电磁阀10在带电时打开。同时设置第一电磁阀9和第二电磁阀10的作用是防止电磁阀故障，第一电磁阀9和第二电磁阀10分别由不同的电路供电。

当第一电磁阀9带电或第二电磁阀10带电或第一电磁阀9和第二电磁阀10同时带电的情况时，公共管道气体流向气锁阀11，气锁阀11的S-U通路畅通，气体送至第一气控切换阀12的气控端和第二气控切换阀13的气控端，此时，第一气控切换阀12切换为S-U通路，公共管道与第一气控切换阀连接的气室连通，气体进入第一气控切换阀连接的气室，第二气控切换阀13切换也切换为S-U通路，第二气控切换阀连接的气室与外部空间连通，该气室气体排出，双作用气缸的伸缩杆1向下伸出，高排通风阀的阀芯下移，高排通风阀关闭。

当第一电磁阀9和第二电磁阀10同时失电或无气体进入控制管道时，第一气控切换阀12为E-U通路，第一气控切换阀12连接的气室连通与外部空间连通，该气室气体排出，第二气控切换阀13也为E-U通路，第二气控切换阀13连接的气室与储气罐14连通，储气罐14的气体进入该气室，双作用气缸的伸缩杆1向上缩进，高排通风阀的阀芯上移，高排通风阀开启。

两条控制电路是为了降低失去电源和指令通道故障带来的风险。如图2所示的控制电路，两条控制电路的配置相同，两条控制电路分别由第一、第二电源101、102供电，在与第一、第二电源101、102连接的一端分别设有第一、第二电源开关103、104，两条控制电路上分别并联接有第一、第二电直流继电器105、106的线圈，还分别并联接有第一、第三中间继电器107、108的线圈，还分别并联接有第二、第四中间继电器109、110的线圈，最后还分别并联接有第一、第二输出线圈111、112，第一、第二直流继电器105、106的线圈所在的并联电路上分别设有常闭的报警开关，第一、第三中间继电器107、108的线圈所在的并联电路上分别设有高排通风阀开启开关OD1、OD2，第二、第四中间继电器109、110的线圈所在的并联电路上设有高排通风阀闭合开关CD1、CD2，第一、第二输出线圈111、112所在的并联电路上设有第一、第三中间继电器107、108的常开开关和第二、第四中间继电器109、110的常闭开关，两条控制电路的输出线圈分别控制第一电磁阀和第二电磁阀，工人通过控制电路控制第一电磁阀和第二电磁阀。

控制电路失电时，第一、第二直流继电器105、106产生信号输出给DEH控制系统，发出警报。第一、第二输出线圈111、112控制电磁阀线圈的通断电，当DCS给出高排通风阀开启指令时，高排通风阀开启开关OD1、OD2闭合，第一、第二输出线圈111、112得电，电磁阀线圈失电，高排通风阀开启；当DCS给出高排通风阀闭合指令时，高排通风阀闭合开关CD1、CD2闭合，第一、第二输出线圈111、112失电，电磁阀线圈得电，高排通风阀关闭。

高排通风阀故障诊断装置包括第一限位开关15、第二限位开关16、第三限位开关17和计算机，在高排通风阀开启时，触发第一限位开关，在高排通风阀关闭时，触发第二限位开关和第三限位开关，同时设置第二限位开关和第三限位开关是为了更加准确判断高排通风阀的实际开关位置和完善高排通风阀的故障判断，第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关分别与计算机连接。计算器通过汽轮机已有装置获取汽轮机的高调门关闭信号和高调门高度值，计算器还获取第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号。

如图3所示，计算器对获取的高调门关闭信号、高调门高度值、第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行逻辑组态处理的方法为：

分为两条逻辑处理线：

第一条逻辑处理线对高调门关闭信号取非后的逻辑信号与高调门高度值在设定值内的判断逻辑信息取或，对取或后的逻辑信号进行在20s内是否保持逻辑“1”的判断得出逻辑信号；高调门高度值在设定值内的判断通过图3中的高\低限模块601，20s内是否保持逻辑“1”的判断通过图3中的延时模块603。

第二条逻辑处理线对第一限位开关触发信号取非后的逻辑信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行是否其中两个信号均为逻辑“1”的判断，再对判断后的逻辑信号取非；是否其中两个信号均为逻辑“1”的判断通过图3中的三取二模块602。

最后对第一条逻辑处理线的最后逻辑信号与第二条逻辑处理线的最后逻辑信号取与，如果取与后为逻辑“1”时为高排通风阀故障，如果故障，由图3中的高排通风阀故障输出模块604输出故障信号。

本发明极大地降低了高排通风阀在机组正常运行时故障开和拒动的可能性，可以有效保证高排通风阀的正确动作及避免高排通风阀故障开导致的运行机组非正常停运；此外，通过新增的在线监视测点还能及时发现并尽快处理设备缺陷，有效避免因缺陷范围扩大造成的事故。

一次运行机组的非正常停运可能导致几十万至几百万的经济损失，可靠的高排通风阀控制系统能尽量避免高排通风阀故障带来的机组非正常停运。而良好的工作环境，也减少了高排通风阀控制系统相关设备维护和更换的频率，降低了人力、设备维护成本。

Claims (9)

1.一种百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：包括气动管路和双作用气缸(2)，所述双作用气缸的伸缩杆(1)与所述高排通风阀的阀芯连接,通过所述伸缩杆的伸出和缩进完成所述高排通风阀的关闭和开启，所述气动管路包括进气管道、第一执行管道、第二执行管道和控制管道，所述第一执行管道、第二执行管道和控制管道的进气端分别与所述进气管道的出气端连接；

所述第一执行管道的另一端连接所述双作用气缸的用于进气使气缸伸缩杆伸出的气室，在所述第一执行管道上安装有用于切换其连通的气室与外部空间连通或与进气管道连通的第一气控切换阀(12)；

所述第二执行管道的另一端连接所述双作用气缸的用于进气使气缸伸缩杆缩进的气室，在所述第二执行管道上顺着进气方向依次设有第一逆止阀(8)、储气罐(14)和第二气控切换阀(13)，所述第二气控切换阀(13)用于切换其连通的气室与外部空间连通或与储气罐连通；

所述控制管道的出气端连接所述第一气控切换阀(12)的气控端和所述第二气控切换阀(13)的气控端，所述控制管道上设有用于控制通断的电磁阀，所述电磁阀带电时打开。

2.根据权利要求1所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述控制管道上顺着进气方向依次设有第一电磁阀(9)和气锁阀(11)，在所述第一电磁阀(9)上并联接有第二电磁阀(10)。

3.根据权利要求2所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述进气管道上顺着进气方向依次设有第一过滤减压器(3)和第二逆止阀(6)。

4.根据权利要求3所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述气动管路除了上述的进气管道还包括第二条进气管道，所述第二条进气管道上顺着进气方向依次设有第二过滤减压器(4)和第三逆止阀(7)，所述两条进气管道的进气端分别进气，出气端汇集于一条公共管道上，所述公共管道与所述第一执行管道、第二执行管道和控制管道的进气端连接。

5.根据权利要求4所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述公共管道上设有用于测量监控气压的压力变送器(5)。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述高排通风阀控制系统还包括两条控制电路，所述两条所述控制电路上分别并联接有第一、第二直流继电器(105、106)的线圈，还分别并联接有第一、第三中间继电器(107、108)的线圈，还分别并联接有第二、第四中间继电器(109、110)的线圈，最后还分别并联接有第一、第二输出线圈(111、112)；所述第一、第二直流继电器(105、106)的线圈所在的并联电路上分别设有常闭的报警开关，所述第一、第三中间继电器(107、108)的线圈所在的并联电路上分别设有高排通风阀开启开关(OD1、OD2)，所述第二、第四中间继电器(109、110)的线圈所在的并联电路上分别设有高排通风阀闭合开关(CD1、CD2)，所述第一、第二输出线圈(111、112)所在的并联电路上分别设有所述第一、第三中间继电器(107、108)的常开开关和所述第二、第四中间继电器(109、110)的常闭开关，所述第一、第二输出线圈(111、112)控制电磁阀分别控制所述第一电磁阀和第二电磁阀的线圈的通断电。

7.根据权利要求6所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述百万机组汽轮机高排通风阀控制系统还包括高排通风阀故障诊断装置，所述高排通风阀故障诊断装置包括第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和计算机，在所述高排通风阀开启时，触发所述第一限位开关，在所述高排通风阀关闭时，触发所述第二限位开关和第三限位开关，所述第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关分别与计算机连接。

8.根据权利要求7所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述计算器通过所述汽轮机已有装置获取所述汽轮机的高调门关闭信号和高调门高度值，所述计算器还获取所述第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号。

9.根据权利要求8所述的百万机组汽轮机高排通风阀控制系统，其特征在于：所述计算器对获取的高调门关闭信号、高调门高度值、第一限位开关触发信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行逻辑组态处理的方法为：

分为两条逻辑处理线：

第一条逻辑处理线对高调门关闭信号取非后的逻辑信号与高调门高度值在设定值内的判断逻辑信息取或，对取或后的逻辑信号进行在20s内是否保持逻辑“1”的判断得出逻辑信号；

第二条逻辑处理线对第一限位开关触发信号取非后的逻辑信号、第二限位开关触发信号和第三限位开关触发信号进行是否其中两个信号均为逻辑“1”的判断，再对判断后的逻辑信号取非；

最后对所述第一条逻辑处理线的最后逻辑信号与所述第二条逻辑处理线的最后逻辑信号取与，如果取与后为逻辑“1”时，判断为高排通风阀故障。