CN108757060A - 发电机组旁路系统控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种发电机组旁路系统控制装置及方法，属于发电机组技术领域。所述发电机组旁路系统控制装置包括：误动检测单元，用于检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；开关单元，并联至所述旁路继电器，其中当存在压力开关误动的工况时，所述开关单元能够响应于触发指令而导通。由此，当开关单元接收到触发指令并导通以令旁路继电器旁路，使得即使压力开关因误动而断开，但该高旁电磁阀依然能够带电，而不会因该工况而被误动开启，保障了发电机组的安全运行。

Description

发电机组旁路系统控制装置及方法

技术领域

本发明涉及发电机组技术领域，具体地涉及一种发电机组旁路系统控制装置及方法。

背景技术

随着发电技术的提高，机组100％大旁路对于大容量机组特别对于有FCB功能的发电机组在启动、运行过程中发挥越来越重要的地位。应当理解的是，FCB功能是指机组在高于某一负荷之上运行时，因机组或电网故障与电网解列，瞬间甩掉全部对外供电负荷，并保持锅炉在最低负荷运行，维持发电机带厂用电运行或停机不停炉的自动控制功能。机组具备FCB功能不仅有助于事故情况下机组安全停机，而且可以使发电机具备解列后带厂用电“孤岛运行”的能力。

但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现，上述现有技术至少存在如下缺陷：旁路控制系统发生设备故障，会导致旁路系统失去控制又缺乏较佳的应急措施，严重时还会造成大容量机组的故障跳闸，对电网频率产生巨大的冲击；例如，在一工况下，当旁路控制系统中的压力开关因误动而处于打开状态时，会导致与其串联的旁路继电器因掉电而断开，致使旁路继电器所控制的旁路电磁阀失电，此时误动单侧旁路电磁阀，但是也只能任由旁路阀门开启而致使主蒸汽严重泄压，其对机组稳定运行以及安全阀调节带来极大的压力与危害。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种发电机组旁路系统控制装置及方法，用以至少解决现有技术中因旁路控制系统的压力开关误动所导致的旁路阀门开启而致使主蒸汽严重泄压的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种发电机组旁路系统控制装置，该发电机组旁路系统包括压力开关和与所述压力开关串联的旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，其中所述装置包括：误动检测单元，用于检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；开关单元，并联至所述旁路继电器，其中当存在压力开关误动的工况时，所述开关单元能够响应于触发指令而导通。

可选的，所述误动检测单元包括：点火检测模块，用于检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态；压力开关检测模块，用于若所述锅炉已处于点火状态，则检测所述压力开关是否处于打开状态；主汽压力检测模块，用于若所述压力开关处于打开状态，则检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

可选的，所述压力开关的数量为多个，所述主汽压力检测模块用于当多个压力开关中的任意一者处于打开状态时，检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

可选的，所述主汽压力检测模块还用于检测所述多个压力开关处的主汽压力所分别对应的多个模拟量，并基于所述多个模拟量来确定所述汽轮机的主汽压力。

可选的，旁落继电器的数量对应于所述压力开关的数量，其特征在于，所述开关单元包括：多个复位继电器，分别并联至各个所述旁落继电器，用于接收所述触发指令，并响应于所述触发指令而导通。

可选的，所述装置还包括：终端，用于接收用户操作，并响应于所述用户操作生成所述触发指令。

本发明实施例另一方面提供一种发电机组旁路系统控制装置，该发电机组旁路系统包括多个压力开关和与各个所述压力开关分别串联的多个旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭旁路电磁阀，其中所述装置包括：误动检测单元，用于检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；以及所述多个旁路继电器中的第一旁路继电器与第二旁路继电器并联连接，以使得因压力开关误动工况而将要断开的所述第一旁路继电器，能够被所并联连接的处于导通状态的所述第二旁路继电器旁路。

可选的，所述第二旁路继电器为所述多个旁路继电器中除所述第一旁路继电器之外的其中的一者或多者。

本发明实施例还一方面提供一种发电机组旁路系统控制方法，该发电机组旁路系统包括压力开关和与所述压力开关串联连接的旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭旁路电磁阀，其中所述方法包括：检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；当存在压力开关误动的工况时，并联至所述旁路继电器的开关单元获取触发指令，并响应于触发指令而导通。

可选的，所述检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况包括：检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态；若所述锅炉已处于点火状态，则检测所述压力开关是否处于打开状态；若所述压力开关处于打开状态，则检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

可选的，所述方法还包括：接收用户操作，并响应于所述用户操作生成所述触发指令。

通过上述技术方案，能够检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况，并在检测到压力开关误动时采取相应的解决措施；其可以是令并联至所述旁路继电器的开关单元处于待触发状态，以能够响应于触发指令而导通。其中，当开关单元接收到触发指令并导通以令旁路继电器旁路，使得即使压力开关因误动而断开，但该高旁电磁阀依然能够带电，而不会因该工况而被误动开启，保障了发电机组的安全运行。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是目前相关技术中发电机机组旁路系统的结构连接示意图；

图2是图1中的压力开关发生误动时发电机组各个工作参数的变化图；

图3是本发明一实施例的发电机组旁路系统控制装置的结构框图；

图4是图3中的误动检测单元的结构框图；

图5是本发明一实施例的发电机组旁路系统控制装置的结构连接示意图；

图6是本发明一实施例中的开关单元的结构连接示意图；

图7是本发明一实施例的发电机组旁路系统控制装置中的终端的显示界面的截图；

图8是本发明一实施例的发电机组旁路系统的结构连接示意图；

图9是本发明一实施例的发电机组旁路系统的结构连接示意图；

图10是本发明一实施例的发电机组旁路系统控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，现以百万机组西门子旁路为对象对目前相关技术作进一步的示例性说明：百万机组一般的压力控制是在A、B侧三级过热器出口集箱各装设了3个压力变送器，采用的是西门子旁路系统。旁路系统的范围主要包括旁路系统控制柜、旁路系统油站、就地阀门、压力测试单元。旁路的容量为100％BMCR，安装在锅炉侧15层，从三级过热器蒸汽管道引出，排放至冷再管道，共4个旁路阀，每个旁路阀配备1个减温水调节阀和1个减温水隔离阀，每个旁路调节阀都带有一个电磁感应式位置反馈装置。

旁路系统压力保护装置有两套，分别安装锅炉10层A、B侧。高压旁路每个压力保护装置内部装有3个压力开关(如图所示的29B1、29B2和29B3)，其中任意的压力开关动作，通过设备控制硬回路会触发同侧的高压旁路阀开启。

假设任意一个压力开关(例如29B2)动作，压力开关的常闭触点1、2断开，导致至29K2继电器的驱动端A1的24V电压失去，继电器29K2的两副常开触点13-14和23-24断开，造成同侧的两个高压旁路阀的安全电磁阀失电，旁路阀上下油缸油路导通，旁路阀被自身的弹簧拉开。

本申请的发明人在实践本申请的过程中发现，上述百万机组西门子旁路在一些工况下会存在一些缺陷：在一些工况下，假设旁路系统单侧压力保护装置压力开关控制回路误动，造成旁路安全电磁阀失电，误动单侧旁路阀门。在此期间，由于旁路控制系统是硬回路设置，即便运行人员发现旁路系统为误动，亦无任何方法进行人为干预、控制。同时，由于每个旁路调节阀在就地控制柜都是由一个独立控制器件(例如SD6卡)来完成阀门控制，每当电磁感应式位置反馈装置出现故障，同样只能依据反馈信号而作出控制，并只能任由旁路阀门开启而造成主蒸汽严重泄压，对机组稳定运行以及汽机凝汽器、再热器安全阀调节带来极大压力与危害。

如图2示出了压力开关(29K1、29K2或29K3)发生误动时机组各参数的变化图，据此可知，在该异常故障工况发生后，导致实际主汽压力快速下降、主汽压力设定按照0.6Mpa/min速率向逻辑设定目标值上升，锅炉主控指令因压力偏差PID输出及动态微分作用快速由82.8％升至100％，总燃料量由295t/h快速升至四台给煤机对应的最大煤量340t/h。实际主蒸汽压力低于设定值1.0Mpa后DEH(Digital Electric Hydraulic Control System,汽轮机数字电液控制系统)限压控制模式动作、DEH发Block信号闭锁负荷控制回路。压力控制器输出指令快速下降，高调阀响应压力控制器快速下关，最小关至12％，此时机组处于汽机限压模式开环控压运行方式。

机组运行中高旁突开这一强烈扰动工况出现时，机组几大关键控制部件如锅炉主控(统辖控制煤、水、风，以管理锅炉出力)、DEH、尚在自动状态的高旁调阀、低旁调阀、再热器安全门等都是围绕着压力控制在动作，而它们动作的结果对汽轮机高排温度都是不利的，使高排温度迅速上升，严重影响机组安全运行。

如图3所示，本发明一实施例的发电机组旁路系统1的示例，其包括压力开关20、旁路继电器30和发电机组旁路系统控制装置10。其中，压力开关20和旁路继电器30串联连接，该旁路继电器30可以用来开闭旁路电磁阀(未示出)，并且该旁路电磁阀具有管理蒸汽外泄的功能。在一工况下，压力开关20的误动断开会导致所串联连接的旁路继电器30掉电而断开，导致旁路电磁阀误动开启而致使蒸汽外泄，产生安全隐患。

有鉴于此，本发明实施例所提供的发电机组旁路系统控制装置10能够检测到该工况，并还能够避免该工况所导致的问题及隐患。具体的，如图2所示，发电机组旁路系统控制装置10包括相互连接的误动检测单元101和开关单元102。其中，误动检测单元101可以检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况，并且，误动检测单元101可以是检测压力开关20是否存在误动断开的情况。其中，开关单元102是并联至旁路继电器30的，并且当误动检测单元101检测到存在压力开关误动的工况时，开关单元102可以是处于待触发状态，且能够响应于触发指令而导通。进一步的，当开关单元102接收到触发指令时导通，由此将并联的旁路继电器30旁路，使得即使压力开关20因误动而断开，但其所对应的高旁电磁阀依然能够带电，而不会因该工况而被误动开启，保障了发电机组的安全运行。

关于该触发指令的生成，可以是基于检测结果所自动生成的，但也还可以是手动生成的。作为示例，该发电机组旁路系统控制装置10还包括终端，该终端用于接收用户操作，并且终端能够响应于所述用户操作生成触发指令，之后终端会将该所生成的触发指令发送至开关单元，以令开关单元导通。

如图4所示，本发明一实施例的误动检测单元101，包括点火检测模块1011、压力开关检测模块1012和主汽压力检测模块1013。其中，点火检测模块1011可以检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态，以及压力开关检测模块1012可以是在点火检测模块1011检测出锅炉已处于点火状态时，检测所述压力开关是否处于打开状态；进一步的，主汽压力检测模块1013可以是在压力开关处于打开状态时，检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。由此，通过模块1011-1013的配合，实现了对该压力开关误动工况的检测。

在一些实施方式中，压力开关的数量为多个，主汽压力检测模块1013可以是当多个压力开关中的任意一者处于打开状态时，检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。参照图1的描述，当存在多个压力开关(29B1、29B2和29B3)时，误动检测单元101可以是在该29B1、29B2和29B3中的任意一者处于打开状态时，检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值。需说明的是，该预定阈值的大小可以是根据发动机组的工作性能而设定，例如其可以是对应于百万机组的28MPa，但其具体的数值可以是多样化的，在此不应限定。

优选的，关于主汽压力检测模块1013检测汽轮机的主汽压力，其可以是检测所述多个压力开关处的主汽压力所分别对应的多个模拟量，并基于所述多个模拟量来确定所述汽轮机的主汽压力。例如，可以是对锅炉A侧或B侧主汽压力以三取中的方式来确定主汽压力，并将所确定的主汽压力与设定阈值28MPa进行对比，并且当所确定的主汽压力小于28Mpa，确定存在设备误动工况。

在一些实施方式中，开关单元可以是继电器，其可以是一个继电器或多个继电器的组合，且都属于本发明的保护范围内。作为示例，当旁落继电器的数量对应于压力开关的数量都为多个(例如3个)时，则开关单元包括分别并联至各个旁落继电器的多个复位继电器，其用于接收触发指令，并响应于触发指令而导通。如图5所示，本发明一实施例的发电机组旁路系统的一部分，其示出了多个旁路继电器-29K1、-29K2和-29K3，以及分别并联至旁路继电器-29K1、-29K2和-29K3的测试继电器-30K1、-30K2和-30K3。当测试继电器打到测试位时，相应触点闭合，-29K1、-29K2和-29K3触点被旁路，即使压力开关误动作，安全阀也一直带电，高旁调节阀不会开启。需说明的是，此设计功能经常用于机组运行时需要在先校验压力开关用，而不会造成高旁电磁阀的开启。有鉴于此，如图6所示，在测试继电器-30K1、-30K2和-30K3敞开触点上并联继电器KAB的常开触点；并还可以基于串联连接的复位按钮S的闭合来开闭该继电器KAB。由此，使得即使压力开关或继电器-29K1、-29K2和-29K3出现故障造成高旁调节阀误动作后，运行人员可以通过操作远程开关S，发出远程复位指令以让旁路电磁阀上电，高旁调节阀的底座关闭，以防止事故的进一步的扩大。

如图7所示，本发明一实施例的供用户操作的终端的显示界面的截图示例，由此使得用户或操作员只需要对终端(例如电脑)画面上的复位按钮所对应的快关控件进行操作，就可以让安全阀重新上电。优选地，可以视为不同的旁路分支分别设置快关控件(如图7所示)，并且为了避免误操作，还可以为快关控件设置二次确认操作功能。

如图8所示，本发明一实施例的发电机组旁路系统1，该发电机组旁路系统包括多个压力开关20A、20B和与各个压力开关分别串联的多个旁路继电器30A、30B，其中旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，以及控制装置10。具体的，控制装置10包括误动检测单元101，并且误动检测单元101可以检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；其中，旁路继电器30A与旁路继电器30B并联连接。由此，当压力开关20A发生误动工况而导致旁路继电器30A掉电时，该旁路继电器30A能够因所并联连接的旁路继电器30B处于导通状态而被旁路，使得旁路继电器30A所管理的旁路电磁阀依然能够处于带电状态而不会因压力开关的误动工况而被开启，保障了发电机组的安全运行。

如图9所示，本发明一实施例的发电机组旁路系统1，包括压力开关20A、20B、20C和旁路继电器30A、30B、30C。该图9所示的发电机旁路系统的示例可以视作是图8所示实施例的一种优选实施方式，其中旁路继电器30A、30B、30C中的任意两者之间相互并联，由此实现了当压力开关20A、20B和20C中只要存在其中的任一者不处于误动状态，则可以使得处于误动状态的压力开关所对应的旁路电磁阀处于带电状态而不会被误开启，提高了旁路系统的稳定性。

如图10所示，本发明一实施例的发电机组旁路系统控制方法，该发电机组旁路系统包括压力开关和与所述压力开关串联连接的旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，该方法包括：

S401、检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况。

S402、当存在压力开关误动的工况时，并联至旁路继电器的开关单元获取触发指令，并响应于触发指令而导通。

在一些实施方式中，所述检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况包括：检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态；若所述锅炉已处于点火状态，则检测所述压力开关是否处于打开状态；若所述压力开关处于打开状态，则检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

在一些实施方式中，所述方法还包括：接收用户操作，并响应于所述用户操作生成所述触发指令。

需说明的是，本发明实施例所提供的发电机组旁路系统控制方法的具体的细节及技术效果，可以参照上文关于发电机组旁路系统控制装置的描述，在此便不赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (11)

1.一种发电机组旁路系统控制装置，该发电机组旁路系统包括压力开关和与所述压力开关串联的旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，其中所述装置包括：

误动检测单元，用于检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；

开关单元，并联至所述旁路继电器，其中当存在压力开关误动的工况时，所述开关单元能够响应于触发指令而导通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述误动检测单元包括：

点火检测模块，用于检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态；

压力开关检测模块，用于若所述锅炉已处于点火状态，则检测所述压力开关是否处于打开状态；

主汽压力检测模块，用于若所述压力开关处于打开状态，则检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力开关的数量为多个，所述主汽压力检测模块用于当多个压力开关中的任意一者处于打开状态时，检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主汽压力检测模块还用于检测所述多个压力开关处的主汽压力所分别对应的多个模拟量，并基于所述多个模拟量来确定所述汽轮机的主汽压力。

5.根据权利要求3所述的装置，旁落继电器的数量对应于所述压力开关的数量，其特征在于，所述开关单元包括：

多个复位继电器，分别并联至各个所述旁落继电器，用于接收所述触发指令，并响应于所述触发指令而导通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

终端，用于接收用户操作，并响应于所述用户操作生成所述触发指令。

7.一种发电机组旁路系统控制装置，该发电机组旁路系统包括多个压力开关和与各个所述压力开关分别串联的多个旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，其中所述装置包括：

误动检测单元，用于检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；以及

所述多个旁路继电器中的第一旁路继电器与第二旁路继电器并联连接，以使得因压力开关误动工况而将要断开的所述第一旁路继电器，能够被所并联连接的处于导通状态的所述第二旁路继电器旁路。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二旁路继电器为所述多个旁路继电器中除所述第一旁路继电器之外的其中的一者或多者。

9.一种发电机组旁路系统控制方法，该发电机组旁路系统包括压力开关和与所述压力开关串联连接的旁路继电器，所述旁路继电器用于开闭具有管理蒸汽外泄功能的旁路电磁阀，其中所述方法包括：

检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况；

当存在压力开关误动的工况时，并联至所述旁路继电器的开关单元获取触发指令，并响应于触发指令而导通。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测运行状态下的发电机组旁路系统是否存在压力开关误动的工况包括：

检测发电机组的锅炉是否已处于点火状态；

若所述锅炉已处于点火状态，则检测所述压力开关是否处于打开状态；

若所述压力开关处于打开状态，则检测汽轮机的主汽压力是否大于预定阈值，并当所述汽轮机的主汽压力大于预定阈值时，确定存在压力开关误动的工况。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收用户操作，并响应于所述用户操作生成所述触发指令。