CN109268347A - 一种发电机组及其汽轮机遮断预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发电机组的汽轮机遮断预警系统，包括主油泵、伺服换向阀、插装阀、先导控制阀、油压监测器、DCS控制器、油动机；主油泵与伺服换向阀的进油口连通，其第一工作油口与插装阀的进油口和油动机的右腔进油口连通，插装阀的出油口与油动机的左腔进油口连通；主油泵与先导控制阀的进油口连通，其工作油口与插装阀的控制油口连通，油压监测器用于监测插装阀的控制油口油压；DCS控制器用于控制先导控制阀的工作状态，且在监测到的油压低于预设安全油压时，控制伺服换向阀使其工作于第二工位。本发明能够事先预防机组阀门控制安全油泄漏，实时获知安全油泄漏情况，避免汽轮机发生遮断情况。本发明还公开一种发电机组，其有益效果如上所述。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种发电机组的汽轮机遮断预警系统。本发明还涉及一种包括上述汽轮机遮断预警系统的发电机组。
背景技术
随着中国电力技术的发展，越来越多的电力设备已得到广泛使用。
超超临界汽轮机组是一种先进的发电设备，其油路设计严谨、简约，从供油系统来的压力油经过过滤器后分为两路，一路到快关电磁阀，一路到电液伺服阀。快关电磁阀共两只，接受汽轮机保护系统来的信号。正常工作时电磁阀为带电状态，失电后阀门快关。当快关电磁阀接受到保护系统的信号失电后，将控制插装阀的安全油接通回油，使插装阀打开。由于插装阀下部连接着油缸活塞的左右腔室，跟回油导通，活塞在弹簧力的作用下迅速动作关闭阀门。电液伺服阀接受控制系统来的电信号，根据需要将压力油接通到油缸打开阀门，控制系统接受阀门的位置反馈信号，和阀位的指令信号比较，发出指令到电液伺服阀，从而精确的将阀门控制在所需要的开度。
当快关系统的两组插装阀中任一组阀门阀壁泄漏或快关电磁阀卡涩或油路堵塞，导致插装阀上部安全油压无法维持，插装阀打开，油动机进油油路与回油管路直接导通，阀门逐步关闭，伺服阀指令反馈偏差大，导致EH油系统P(压力)油口与伺服阀A油口持续导通，EH油压持续下降，从而引起遮断。
在现有技术中，对汽轮机组的DCS系统控制逻辑上进行了完善，将EH油系统压力信号引入控制逻辑，其逻辑设计为：当DCS系统检测到伺服阀偏差大且快关电磁阀不失电的情况下，EH油母管油压下降到一定值，则对不正常的阀门进行指令清零，避免伺服阀进油和回油持续导通，防止汽轮机遮断。然而，此种对DCS系统的逻辑改进虽能一定程度上解决因插装阀安全油压降低导致的故障发生，但却是一种被动的事后解决方式，不能起到事前预防、实时监控的作用。
因此，如何事先预防机组阀门控制安全油泄漏，实时获知安全油泄漏情况，避免汽轮机发生遮断情况，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种发电机组的汽轮机遮断预警系统，能够事先预防机组阀门控制安全油泄漏，实时获知安全油泄漏情况，避免汽轮机发生遮断情况。本发明的另一目的是提供一种包括上述汽轮机遮断预警系统的发电机组。
为解决上述技术问题，本发明提供一种发电机组的汽轮机遮断预警系统，包括主油泵、伺服换向阀、插装阀、先导控制阀、油压监测器、DCS控制器、油动机；
所述主油泵的出油口与所述伺服换向阀的进油口连通，所述伺服换向阀的第一工作油口同时与所述插装阀的进油口和所述油动机的右腔进油口连通，所述插装阀的出油口与所述油动机的左腔进油口连通，所述油动机的回油口设置于其左腔，且所述油动机的回油口与油箱连通；
所述伺服换向阀处于第一工位时，其进油口与其第一工作油口导通，所述伺服换向阀处于第二工位时，其进油口与其第一工作油口截止；
所述主油泵的出油口同时与所述先导控制阀的进油口连通，所述先导控制阀的工作油口与所述插装阀的控制油口连通，所述油压监测器用于监测所述插装阀的控制油口油压且将监测数据发送给所述DCS控制器；
所述先导控制阀处于第一工位时，其工作油口与其进油口导通，所述先导控制阀处于第二工位时，其工作油口与油箱导通；
所述DCS控制器用于控制所述先导控制阀的工作状态，且在所述油压监测器监测到的油压低于预设安全油压时，控制所述伺服换向阀使其工作于第二工位。
优选地，还包括与所述主油泵的出油口连通的辅油泵，且所述辅油泵与所述DCS控制器信号连接，在所述油压监测器监测到的油压低于预设安全油压时，所述DCS控制器控制所述辅油泵运行。
优选地，还包括与所述DCS控制器信号连接、用于监测所述伺服换向阀的进油口油压的压力变送器。
优选地，所述伺服换向阀具体为O型中位机能三位四通电液换向阀。
优选地，还包括与所述DCS控制器和所述伺服换向阀的控制端信号连接、用于根据所述DCS控制器的控制指令控制所述伺服换向阀的进油阀门开度的伺服卡。
优选地，还包括与所述DCS控制器信号连接、用于监测所述油动机的活塞伸缩行程的位移监测器，且在所述位移监测器的监测数据对所述DCS控制器反馈后形成的控制指令与所述伺服卡的当前指令偏差大于预设遮断安全值时，所述DCS控制器对所述伺服卡的指令清零，以使所述伺服换向阀工作于第二工位。
优选地，还包括与所述DCS控制器信号连接、用于在所述油压监测器监测到的油压低于预设安全油压时发出警报的报警器。
优选地，还包括与所述DCS控制器信号连接、用于在所述油压监测器监测到油压低于预设安全油压时显示所述插装阀及与其对应的所述先导控制阀的编码信息的显示器。
优选地，还包括与所述DCS控制器信号连接、用于在所述油压监测器监测到油压低于预设安全油压时对所述插装阀的阀体裂缝进行密封和/或对所述先导控制阀的油口进行杂质清洗的执行机构。
本发明还提供一种发电机组，包括如上述任一项所述的汽轮机遮断预警系统。
本发明所提供的发电机组的汽轮机遮断预警系统，主要包括主油泵、伺服换向阀、插装阀、先导控制阀、油压监测器、DCS控制器、油动机。其中，主油泵的出油口与伺服换向阀的进油口连通，伺服换向阀的第一工作油口一路与插装阀的进油口连通，另一路与油动机的右腔进油口连通。而插装阀的出油口与油动机的左腔进油口连通，同时油动机的回油口也设置在其左腔上，其回油口与油箱连通。油压监测器用于监测插装阀的控制油口的油压，同时与DCS控制器信号连接。先导控制阀用于通过自身的工作状态切换实现对插装阀的开关控制，而先导控制阀自身的工作状态切换由DCS控制器控制，具体的，主油泵的出油口与先导控制阀的进油口连通，而先导控制阀的工作油口与插装阀的控制油口连通。在正常工作状态下，伺服换向阀处于第一工位，其进油口与其第一工作油口导通，并进一步与油动机的右腔进油口导通，油动机正常运行。此时，DCS控制器控制先导控制阀处于第一工位，其进油口与工作油口导通，使得插装阀的控制油口保压，插装阀保持关闭。而当插装阀的阀壁出现破裂时，其控制油口的油压逐渐降低，当油压监测器检测到控制油口的油压降低到预设安全油压时，触发DCS控制器对伺服换向阀产生对应控制指令，使得伺服换向阀立即切换为第二工位，此时，伺服换向阀的进油口与其第一工作油口截止，压力油无法通过插装阀的进出油口达到油动机的左腔进油口中，进而避免压力油直接通过油动机的回油口持续流回到油箱，防止汽轮机发生遮断。综上所述，本发明所提供的汽轮机遮断预警系统，通过油压监测器对插装阀控制油口的油压监控，在插装阀体出现安全油泄漏情况的第一时间即可将其反馈给DCS控制器，再通过DCS控制器对伺服换向阀的控制指令切换其工作状态，使得主油泵的压力油被截止，避免压力油从油动机的回油口直接流回油箱，防止汽轮机发生遮断，相比于现有技术，将DCS控制器的控制逻辑由EH母管油压反馈控制改进为插装阀控制油压安全油压前馈控制，实现预防效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的液压结构原理图。
其中，图1中：
主油泵—1，伺服换向阀—2，插装阀—3，先导控制阀—4，油压监测器—5，DCS控制器—6，油动机—7，辅油泵—8，压力变送器—9，伺服卡—10，位移监测器—11，报警器—12，显示器—13，执行机构—14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的液压结构原理图(其中实线表示油路，虚线表示信道)。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，发电机组的汽轮机遮断预警系统主要包括主油泵1、伺服换向阀2、插装阀3、先导控制阀4、油压监测器5、DCS控制器6、油动机7。
其中，主油泵1的出油口与伺服换向阀2的进油口(图示P)连通，伺服换向阀2的第一工作油口(图示A)一路与插装阀3的进油口连通，另一路与油动机7的右腔进油口连通。而插装阀3的出油口与油动机7的左腔进油口连通，同时油动机7的回油口也设置在其左腔上，其回油口与油箱连通。油压监测器5用于监测插装阀3的控制油口的油压，同时与DCS控制器6信号连接。
先导控制阀4用于通过自身的工作状态切换实现对插装阀3的开关控制，而先导控制阀4自身的工作状态切换由DCS控制器6控制，具体的，主油泵1的出油口与先导控制阀4的进油口(图示P)连通，而先导控制阀4的工作油口(图示A)与插装阀3的控制油口连通。
在正常工作状态下，伺服换向阀2处于第一工位，其进油口与其第一工作油口导通，并进一步与油动机7的右腔进油口导通，油动机7正常运行。此时，DCS控制器6控制先导控制阀4处于第一工位，其进油口与工作油口导通，使得插装阀3的控制油口保压，插装阀3保持关闭状态。
而当插装阀3的阀壁出现破裂时，其控制油口的油压逐渐降低，当油压监测器5检测到控制油口的油压降低到预设安全油压时，触发DCS控制器6对伺服换向阀2产生对应控制指令，使得伺服换向阀2立即切换为第二工位，此时，伺服换向阀2的进油口与其第一工作油口截止，压力油无法通过插装阀3的进出油口达到油动机7的左腔进油口中，进而避免压力油直接通过油动机7的回油口持续流回到油箱，防止汽轮机发生遮断。
综上所述，本实施例所提供的汽轮机遮断预警系统，通过油压监测器5对插装阀3控制油口的油压监控，在插装阀3体出现安全油泄漏情况的第一时间即可将其反馈给DCS控制器6，再通过DCS控制器6对伺服换向阀2的控制指令切换其工作状态，使得主油泵1的压力油被截止，避免压力油从油动机7的回油口直接流回油箱，防止汽轮机发生遮断。
在关于伺服换向阀2的一种优选实施方式中，该伺服换向阀2具体可为具有O型中位机能的三位四通电液换向阀。当油压监测器5监测到的油压低于预设安全油压时，DCS控制器6也可以控制伺服换向阀2处于中位机能，此时各个油口均截止。同时，为方便实现电液控制，伺服换向阀2的控制端(图示X)上引出一路与主油泵1的出油口连通，当然同时与DCS控制器6信号连接。如此，通过电液共同调节，可精确地调节伺服换向阀2的进油口阀门开度大小。另外，伺服换向阀2也可以采用不带中位机能的两位四通电磁换向阀。
在关于插装阀3的一种优选实施方式中，该插装阀3具体可包括若干个子阀，各个子阀又可以若干个并联成一组，同时，先导控制阀4也可以同时设置多个，一般每个先导控制阀4控制着一组子阀的控制油口的油压。比如图示状态，插装阀3同时包括4个子阀，两个并联的子阀连接成一组，同时先导控制阀4同时设置有2个，每个先导控制阀4的工作油口与对应的每个子阀的控制油口连通。总之，插装阀3和先导控制阀4均为阀组，具体的设置数量可以根据实际需要进行增减，其在本遮断预警系统中所起作用均等效，为方便论述，以下内容均以插装阀3和先导控制阀4的数量为一个进行说明。
考虑到当插装阀3的阀壁产生泄漏时，系统油压可能会下降，针对此，本实施例中增设了辅油泵8，该辅油泵8的运行状态由DCS控制器6进行控制。具体的，辅油泵8平时并不运行，仅由主油泵1运行供油，当油压监测器5监测到的油压低于预设安全油压时，DCS控制器6控制辅油泵8运行，与主油泵1共同运转。
为实时掌握液压系统主油路的油压情况，本实施例在主油泵1的出油口与伺服换向阀2的进油口之间的管路上设置了若干个压力变送器9，该压力变送器9的作用与前述油压监测器5相同，可实时检测主油泵1的出油口油压，即EH油母管油压。同时，各压力变送器9均与DCS控制器6信号连接，可将检测到的数据反馈给DCS控制器6，提高其控制精度。
另外，为方便DCS控制器6对伺服换向阀2发送控制指令，以在油压泄漏初期调节进油口阀门开度，本实施例中增设了伺服卡10。具体的，该伺服卡10主要用于将DCS控制器6产生的电控信号转化为电压信号发送给伺服换向阀2的控制端，提高伺服换向阀2的阀门开度控制精确性。
不仅如此，考虑到当插装阀3的阀壁泄漏时，插装阀3的控制油口卸压，导致插装阀3的进出油口导通，此时从伺服换向阀2的第一工作油口流出的压力油将直接通过油动机7的左腔进油口和回油口流回到油箱，此时油动机7的活塞将持续向左移动，其位移量反应了压力油泄漏量和油压降低量。为避免压力油快速流回油箱，本实施例中增设了位移监测器11，专用于监测油动机7的活塞运动行程，并且该位移监测器11与DCS控制器6信号连接，实时将检测到的数据反馈给DCS控制器6，而DCS控制器6则根据该反馈的数据调节控制指令，进而控制伺服换向阀2的进油口阀门开度变化。同时，由于在位移监测器11进行监测数据反馈时，当前DCS控制器6还通过伺服卡10对伺服换向阀2发送有调节阀门开度的控制指令，若压力油流回油箱太快，则位移监测器11反馈后产生的控制指令将与伺服卡10的当前指令存在较大偏差，此时，DCS控制则对伺服卡10的控制指令清零，也就是将伺服换向阀2的进油口阀门开度调至零，完全关闭的状态。此时，伺服换向阀2直接处于第二工位，其进油口与第一工作油口截止，如此防止主油泵1和辅油泵8的压力油继续流进油动机7，避免汽轮机遮断。
另外，当先导控制阀4的油路堵塞时，主油泵1无法顺利通过其工作油口与插装阀3的控制油口连通，进而导致插装阀3的控制油口卸压，使得插装阀3的进出油口意外打开。针对此，本实施例中增设了报警器12、显示器13和执行机构14。
具体的，报警器12、显示器13和执行机构14均与DCS控制器6信号连接。其中，当油压监测器5监测到油压低于预设安全油压时，说明此时插装阀3的控制油口卸压，插装阀3意外打开，而原因可能是插装阀3的阀壁出现裂缝或者先导控制阀4的油路堵塞，甚至两者同时存在。而报警器12在油压监测器5将监测数据发送给DCS控制器6的同时，发生警报，提醒工作人员及时进行故障排查、维修。同时，为使工作人员收到警报后，能够迅速、准确地找到出故障的部件，油压监测器5同时将自身的编码信息随同监测数据一并发送给DCS控制器6，当监测数据异常时，DCS控制器6即可通过油压监测器5发送的编码信息获知具体是哪一个油压监测器5的监测数据，并将编码信息通过显示器13对工作人员进行显示。而每个油压监测器5均对应各自的插装阀3和先导控制阀4，如此工作人员即可根据油压监测器5的编码信息快速找到出现故障的插装阀3和先导控制阀4，进而提高排障、维修效率。
同时，为提高自动化程度，执行机构14可根据DCS控制器6的控制指令产生对应动作，比如，执行机构14具体可为冲洗管或机械手等组合运动机构，当DCS控制器6获知出现故障的油压监测器5的编码信息时，该执行机构14即对该油压监测器5对应的先导换向阀进行油路冲洗操作，或同时对对应的先导阀的阀体进行喷涂密封胶等操作，如此自动完成排障、维修操作。
本实施例还提供一种发电机组，主要包括汽轮机遮断预警系统，具体的，该汽轮机遮断预警系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发电机组的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，包括主油泵(1)、伺服换向阀(2)、插装阀(3)、先导控制阀(4)、油压监测器(5)、DCS控制器(6)、油动机(7)；
所述主油泵(1)的出油口与所述伺服换向阀(2)的进油口连通，所述伺服换向阀(2)的第一工作油口同时与所述插装阀(3)的进油口和所述油动机(7)的右腔进油口连通，所述插装阀(3)的出油口与所述油动机(7)的左腔进油口连通，所述油动机(7)的回油口设置于其左腔，且所述油动机(7)的回油口与油箱连通；
所述伺服换向阀(2)处于第一工位时，其进油口与其第一工作油口导通，所述伺服换向阀(2)处于第二工位时，其进油口与其第一工作油口截止；
所述主油泵(1)的出油口同时与所述先导控制阀(4)的进油口连通，所述先导控制阀(4)的工作油口与所述插装阀(3)的控制油口连通，所述油压监测器(5)用于监测所述插装阀(3)的控制油口油压且将监测数据发送给所述DCS控制器(6)；
所述先导控制阀(4)处于第一工位时，其工作油口与其进油口导通，所述先导控制阀(4)处于第二工位时，其工作油口与油箱导通；
所述DCS控制器(6)用于控制所述先导控制阀(4)的工作状态，且在所述油压监测器(5)监测到的油压低于预设安全油压时，控制所述伺服换向阀(2)使其工作于第二工位。
2.根据权利要求1所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述主油泵(1)的出油口连通的辅油泵(8)，且所述辅油泵(8)与所述DCS控制器(6)信号连接，在所述油压监测器(5)监测到的油压低于预设安全油压时，所述DCS控制器(6)控制所述辅油泵(8)运行。
3.根据权利要求2所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)信号连接、用于监测所述伺服换向阀(2)的进油口油压的压力变送器(9)。
4.根据权利要求3所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，所述伺服换向阀(2)具体为O型中位机能三位四通电液换向阀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)和所述伺服换向阀(2)的控制端信号连接、用于根据所述DCS控制器(6)的控制指令控制所述伺服换向阀(2)的进油阀门开度的伺服卡(10)。
6.根据权利要求5所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)信号连接、用于监测所述油动机(7)的活塞伸缩行程的位移监测器(11)，且在所述位移监测器(11)的监测数据对所述DCS控制器(6)反馈后形成的控制指令与所述伺服卡(10)的当前指令偏差大于预设遮断安全值时，所述DCS控制器(6)对所述伺服卡(10)的指令清零，以使所述伺服换向阀(2)工作于第二工位。
7.根据权利要求6所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)信号连接、用于在所述油压监测器(5)监测到的油压低于预设安全油压时发出警报的报警器(12)。
8.根据权利要求7所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)信号连接、用于在所述油压监测器(5)监测到油压低于预设安全油压时显示所述插装阀(3)及与其对应的所述先导控制阀(4)的编码信息的显示器(13)。
9.根据权利要求8所述的汽轮机遮断预警系统，其特征在于，还包括与所述DCS控制器(6)信号连接、用于在所述油压监测器(5)监测到油压低于预设安全油压时对所述插装阀(3)的阀体裂缝进行密封和/或对所述先导控制阀(4)的油口进行杂质清洗的执行机构(14)。
10.一种发电机组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的汽轮机遮断预警系统。
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