CN109340162A - 防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统和方法，风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路用于检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；风机母管压力检测回路用于检测一次风母管的压力；一次风机失速判断回路用于判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；当触发一次风机失速信号后，风机失速自动处理回路切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值。本发明当判断一次风机失速后，自动进行处理，防止锅炉发生熄火。
Description
技术领域
本发明涉及火电机组技术领域，具体涉及防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统和方法。
背景技术
风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一，是火力发电厂不可缺少的一部分，其所消耗的电量约占电厂总发电量的2～3％。随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的安全性越来越受到重视，其运行状况的好坏直接危及到整个机组的安全运行，严重影响火力发电厂的经济效益。风机运行中常见的异常现象是风机失速引起的抢风和喘振，电厂中一次风机为煤粉输送提供动力，由于其管道阻力大、风压高、流量变化大，更容易出现失速和引起抢风。一次风机抢风，是指并联运行的两台一次风机，突然一台风机电流(流量)上升，另一台风机电流(流量)下降。此时，若关小大流量风机的调节风门试图平衡风量时，则会使另一台小流量风机跳至最大流量运行。在风量调整成自动时，风机的动叶或静叶频繁地开大、关小，严重时可能导致风机电机超电流而烧坏。同时一次风机抢风时炉膛负压向负的方向摆动，火检变差，一次风压降低、机组负荷下降，失速风机电流大幅度减少且摆动，风机振动增大，运转噪音变大。出、入口风道、机壳温度升高，轴承振动加剧。失速抢风将使一次风机发生喘振将引起燃烧恶化、炉膛负压大幅波动，甚至锅炉灭火；剧烈的喘振极可能损坏风机与管道系统。
目前各电厂对一次风机失速和抢风无较好的预警和自动处理手段，通常都是发现后靠人工进行手动调节干预，如果发现的时间较晚，则会引起锅炉熄火跳机，给电厂带来较大的经济损失。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统和方法。
本发明提供一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，包括：
风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路，用于检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；
风机母管压力检测回路，用于检测一次风母管的压力；
一次风机失速判断回路，用于判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；
风机失速自动处理回路，用于当触发一次风机失速信号后，切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值。
作为本发明的进一步改进，所述第一阈值为8A，所述第二阈值为500Pa，所述第三阈值为5.5kPa。
作为本发明的进一步改进，所述最低值为20％，所述最高值为80％。
作为本发明的进一步改进，所述风机失速自动处理回路，还用于当触发一次风机失速信号后，通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。
作为本发明的进一步改进，所述风机电流偏差检测回路包括减法器和高值比较器，所述减法器检测两台一次风机的电流偏差，然后经所述高值比较器进行比较，当电流偏差大于第一阈值时，所述高值比较器输出信号到后级进行判断。
作为本发明的进一步改进，所述风机差压检测回路和风机母管压力检测回路均通过压力变送器检测压力。
作为本发明的进一步改进，所述一次风机失速判断回路包括两个与门判断器和脉冲发生器，当系统检测到两台一次风机电流偏差大于第一阈值且一次风母管压力低于第三阈值时，两个条件送到所述与门判断器中进行判断，触发风机抢风条件，通过所述脉冲发生器发脉冲送至所述风机失速自动处理回路。
作为本发明的进一步改进，所述风机失速自动处理回路包括常数给定器、三态切换器和信号输出器，当前级风机抢风条件送出后，系统自动进行干预，通过信号输出切除两台一次风机动叶自动控制回路；通过所述三态切换器自动将已经失速的一次风机动叶指令置20％并通过所述信号输出器进行信号传输，以快速降低故障风机的出力，同时将另一台正常的一次风机动叶指令置80％并通过所述信号输出器进行信号传输，增加出力以稳定一次风母管压力，防止锅炉熄火；所述常数给定器用于设置发生抢风时风机动叶动作的目标值。
本发明还提供一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的方法，包括：
风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；
风机母管压力检测回路检测一次风母管的压力；
一次风机失速判断回路判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；
当触发一次风机失速信号后，风机失速自动处理回路切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值；通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。
作为本发明的进一步改进，所述第一阈值为8A，所述第二阈值为500Pa，所述第三阈值为5.5kPa，所述最低值为20％，所述最高值为80％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明能实时的直观的观察风机失速的情况，同时设置了失速判断方法；当判断一次风机失速后，自动进行处理，将出现失速风机的出力自动降到最低，另一台正常风机的出力自动增加到最大以维持一次风母管压力稳定，防止锅炉发生熄火。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统的框架图；
图2为本发明一种实施例公开的风机电流偏差检测回路的结构图；
图3为本发明一种实施例公开的一次风机失速判断回路的结构图；
图4为本发明一种实施例公开的风机失速自动处理回路的结构图。
图中：
10、风机电流偏差检测回路；11、减法器；12、高值比较器；20、风机差压检测回路；30、风机母管压力检测回路；40、一次风机失速判断回路；41、与门判断器；42、脉冲发生器；50、风机失速自动处理回路；51、常数给定器；52、三态切换器；53、信号输出器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，包括：风机电流偏差检测回路10或风机差压检测回路00、风机母管压力检测回路30、一次风机失速判断回路40和风机失速自动处理回路50；其中：
本发明的风机电流偏差检测回路10用于检测两台一次风机的电流偏差，当两台一次风机电流偏差大于第一阈值时，输出报警信息；第一阈值优选为8A。当两台一次风机电流发生偏差大时(电流偏差大于8A)，触发报警提醒运行人员注意，风机可能工作不正常，有可能发生失速抢风。具体的：
如图2所示，本发明的风机电流偏差检测回路10的具体结构为：
本发明的风机电流偏差检测回路10包括两个减法器11和两个高值比较器12，一个减法器11和高值比较器12构成了一组运算；一组减法器检测A风机比B风机电流大的差值，然后送后面的高值比较器进行比较，当差值大于第一阈值(8A)时，高值比较器输出信号到后级进行判断。同理另一组检测B风机比A风机电流大的差值，然后送后面的高值比较器进行比较，当差值大于第一阈值(8A)时，高值比较器输出信号到后级进行判断。通过电流偏差检测回路10可以判断是哪台风机被抢风，被抢风一台的风机电流会下降得比较多。
本发明的风机差压检测回路20用于检测一次风机失速时的差压，当一次风机失速时的差压大于第二阈值时，输出报警信息；第二阈值优选为500Pa。风机差压检测回路20是将一次风机失速检测元件由现有的压力开关改为了压力变送器，实时对风机失速工况进行监视，对发生失速的发展动态过程有直观的反应，方便运行人员及时采取措施。
本发明的风机母管压力检测回路30用于检测一次风母管的压力，当一次风母管的压力小于第三阈值时，输出报警信息；第二阈值优选为5.5kPa。风机母管压力检测回路30可采用现有的压力开关进行压力检测，也可将一次风母管的检测元件由现有的压力开关改为了压力变送器，实时对一次风母管进行监视，方便运行人员及时采取措施。
本发明的一次风机失速判断回路40判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值(8A)或一次风机失速时的差压大于第二阈值(500Pa)，且一次风母管压力小于第三阈值(5.5kPa)时，触发一次风机失速信号，进行报警和启动自动处理程序。优选使用风机电流偏差检测回路10和风机母管压力检测回路30进行触发一次风机失速信号的判断。具体的：
如图3所示，本发明的一次风机失速判断回路40的具体结构为：
本发明的一次风机失速判断回路40包括两个与门判断器41和脉冲发生器42，当系统检测到两台一次风机电流偏差大于8A，且一次风母管压力低于5.5kPa时，两个条件送到与门判断器41中进行判断，触发风机抢风条件，通过脉冲发生器42发5S脉冲送后级自动处理回路。
当触发一次风机失速信号后，本发明的风机失速自动处理回路50切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值，以快速降低故障风机的出力；将另一正常的一次风机动叶指令置最高值，增加出力以稳定一次风母管压力，防止锅炉熄火；通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。优选最低值为20％，最高值为80％。具体的：
如图4所示，本发明的风机失速自动处理回路50的具体结构为：
本发明的风机失速自动处理回路50包括两个常数给定器51、两个三态切换器52和信号输出器53；当前级风机抢风条件送出后，系统自动进行干预，通过信号输出切除两台一次风机动叶自动控制回路；通过三态切换器52自动将已经失速的一次风机动叶指令置20％并通过信号输出器53进行信号传输，以快速降低故障风机的出力，同时将另一台正常的一次风机动叶指令置80％并通过信号输出器53进行信号传输，增加出力以稳定一次风母管压力，防止锅炉熄火；常数给定器51用于设置发生抢风时风机动叶动作的目标值。
本发明还提供一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的方法，包括：
风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；
风机母管压力检测回路检测一次风母管的压力；
一次风机失速判断回路判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；
当触发一次风机失速信号后，风机失速自动处理回路切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值；通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。
进一步，第一阈值为8A，第二阈值为500Pa，第三阈值为5.5kPa，最低值为20％，最高值为80％。
本发明的优点为：
本发明关键是一次风机失速和抢风的自动判断检测和无人为干预的自动处理控制程序，本发明将原来的失速报警装置由压力开关改为压力变送器，能实时的直观的观察风机失速的情况；同时设置了失速判断方法，实时检测机两台一次风机的电流偏差情况和一次风母管压力情况，以及各台风机失速差压变化情况，在发生风机失速抢风时，第一时间进行自动干预控制，防止发生抢风后引起锅炉熄火。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，包括：
风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路，用于检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；
风机母管压力检测回路，用于检测一次风母管的压力；
一次风机失速判断回路，用于判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；
风机失速自动处理回路，用于当触发一次风机失速信号后，切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值。
2.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述第一阈值为8A，所述第二阈值为500Pa，所述第三阈值为5.5kPa。
3.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述最低值为20％，所述最高值为80％。
4.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述风机失速自动处理回路，还用于当触发一次风机失速信号后，通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。
5.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述风机电流偏差检测回路包括减法器和高值比较器，所述减法器检测两台一次风机的电流偏差，然后经所述高值比较器进行比较，当电流偏差大于第一阈值时，所述高值比较器输出信号到后级进行判断。
6.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述风机差压检测回路和风机母管压力检测回路均通过压力变送器检测压力。
7.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述一次风机失速判断回路包括两个与门判断器和脉冲发生器，当系统检测到两台一次风机电流偏差大于第一阈值且一次风母管压力低于第三阈值时，两个条件送到所述与门判断器中进行判断，触发风机抢风条件，通过所述脉冲发生器发脉冲送至所述风机失速自动处理回路。
8.如权利要求1所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的系统，其特征在于，所述风机失速自动处理回路包括常数给定器、三态切换器和信号输出器，当前级风机抢风条件送出后，系统自动进行干预，通过信号输出切除两台一次风机动叶自动控制回路；通过所述三态切换器自动将已经失速的一次风机动叶指令置20％并通过所述信号输出器进行信号传输，以快速降低故障风机的出力，同时将另一台正常的一次风机动叶指令置80％并通过所述信号输出器进行信号传输，增加出力以稳定一次风母管压力，防止锅炉熄火；所述常数给定器用于设置发生抢风时风机动叶动作的目标值。
9.一种防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的方法，其特征在于，包括：
风机电流偏差检测回路或风机差压检测回路检测两台一次风机的电流偏差或一次风机失速时的差压；
风机母管压力检测回路检测一次风母管的压力；
一次风机失速判断回路判断当两台一次风机电流偏差大于第一阈值或一次风机失速时的差压大于第二阈值，且一次风母管压力小于第三阈值时，触发一次风机失速信号；
当触发一次风机失速信号后，风机失速自动处理回路切除两台一次风机动叶自动控制回路，自动将已失速的一次风机动叶指令置最低值、将另一正常的一次风机动叶指令置最高值；通过声光提醒运行人员注意，同时再协调画面进行报警。
10.如权利要求9所述的防止火电机组一次风机失速抢风引起熄火的方法，其特征在于，所述第一阈值为8A，所述第二阈值为500Pa，所述第三阈值为5.5kPa，所述最低值为20％，所述最高值为80％。
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