CN109630647B - 一种液力偶合器安全联锁保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液力偶合器控制技术领域，公开了一种液力偶合器安全联锁保护装置，通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量；通过温度检测器，获取部件的温度值；通过压力检测器，获取部件的压力值；将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警。本发明以液力偶合器本身及配套设备的工艺参数作为联锁保护条件和启动条件，以保护液力偶合器装置，并实现了离心压缩机组的联锁保护。

Description

一种液力偶合器安全联锁保护装置

技术领域

本发明涉及液力偶合器控制技术领域，尤其涉及一种液力偶合器安全联锁保护装置。

背景技术

液力偶合器是利用液体的动能而进行能量传递的一种液力传动装置，它以液体油作为工作介质，通过泵轮和涡轮将机械能和液体的动能相互转化，从而连接原动机与工作机械实现动力的传递。液力偶合器作为一种柔性的传动装置，广泛应用于石油化工设备。现有技术中，液力偶合器缺乏联锁保护机制，液力偶合器的工作状态难以控制，尤其是异常情况发生时无法实现自动安全停车或误动造成停车。

发明内容

本发明提供一种液力偶合器安全联锁保护装置，解决现有技术中液力偶合器的工作状态难以控制，尤其是异常情况发生时无法实现自动安全停车或误动造成停车的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种液力偶合器安全联锁保护装置，包括：

第一采集模块，用于通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量，其中，部件的振动和位移量包括液力偶合器高速轴的振动和位移和液力偶合器低速轴的振动和位移；

第二采集模块，用于通过温度检测器，获取部件的温度值，其中，部件的温度值包括液力偶合器高速轴径向轴承温度、液力偶合器低速轴径向轴承温度、液力偶合器高速轴推力轴承温度、液力偶合器润滑油冷却器前温度、液力偶合器润滑油冷却器后温度、液力偶合器工作油冷却器前温度、液力偶合器工作油冷却器后温度、液力偶合器油箱加热器温度；

第三采集模块，用于通过压力检测器，获取部件的压力值，其中，部件的压力值包括液力偶合器润滑油过滤器后压力、液力偶合器润滑油过滤器差压；

逻辑计算模块，用于将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；

控制模块，用于根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警。

本发明提供一种液力偶合器安全联锁保护装置，通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量；通过温度检测器，获取部件的温度值；通过压力检测器，获取部件的压力值；将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警。本发明以液力偶合器本身及配套设备的工艺参数作为联锁保护条件和启动条件，以保护液力偶合器装置，并实现了离心压缩机组的联锁保护。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种液力偶合器安全联锁保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例提供了一种液力偶合器安全联锁保护装置，如图1所示，包括：

第一采集模块210，用于通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量，其中，部件的振动和位移量包括液力偶合器高速轴的振动和位移和液力偶合器低速轴的振动和位移；

第二采集模块220，用于通过温度检测器，获取部件的温度值，其中，部件的温度值包括液力偶合器高速轴径向轴承温度、液力偶合器低速轴径向轴承温度、液力偶合器高速轴推力轴承温度、液力偶合器润滑油冷却器前温度、液力偶合器润滑油冷却器后温度、液力偶合器工作油冷却器前温度、液力偶合器工作油冷却器后温度、液力偶合器油箱加热器温度；

第三采集模块230，用于通过压力检测器，获取部件的压力值，其中，部件的压力值包括液力偶合器润滑油过滤器后压力、液力偶合器润滑油过滤器差压；

逻辑计算模块240，用于将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；

控制模块250，用于根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警。

其中，可设置停车联锁保护和故障联锁告警的优先级，以优先级确认联锁信息和报警信息或者事件信息的发生，可以第一时间提醒操作人员机组发生事件的具体详细的内容，以便操作人员预警和查询机组发生的情况；也可以记录操作人员的操作情况以便查找操作记录等。逻辑控制信号输出给ITCC(机组综合控制系统，Integrated TurbineCompressor Control)。

停车联锁保护可以有多种联锁条件，例如：液力偶合器联锁点具体包括液力偶合器低速轴径向轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴径向轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴推力轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器低速轴振动过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴振动过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器润滑油过滤器后压力过低联锁设定；由于润滑油过滤器后压力变化较为频繁且非常重要，在测量过程中会有干扰出现，因此设为三测量点3取2进行联锁保护，并在每个测量点设置滤波功能，联锁延时1秒；液力偶合器润滑油冷却器后温度过高联锁设定，设置滤波功能，联锁延时1秒；液力偶合器工作油冷却器前温度过高联锁设定，设置滤波功能，联锁延时1秒。对于具体的联锁设置，可以设置具体的联锁数值，进行逻辑与判断，形成逻辑控制信号，例如：偶合器低速轴振动位移联锁值为120um，偶合器高速轴振动位移联锁值为120um，偶合器低速轴径向轴承温度联锁值为95℃，偶合器高速轴径向轴承温度联锁值为95℃，偶合器高速轴推力轴承温度联锁值为95℃，偶合器润滑油冷却器后温度联锁值为60℃，偶合器工作油冷却器前温度联锁值为130℃，偶合器润滑油过滤器后压力为0.8Bar。

故障联锁告警可以有多种条件，例如：液力偶合器低速轴径向轴承温度高报警设定；液力偶合器高速轴径向轴承温度高报警设定；液力偶合器高速轴推力轴承温度高报警设定；液力偶合器高速轴振动高报警设定；液力偶合器低速轴振动高报警设定；液力偶合器油箱液位高报警和低报警设定；液力偶合器润滑油过滤器差压高报警设定；液力偶合器润滑油过滤器后压力低报警设定；液力偶合器润滑油冷却器前温度高报警；液力偶合器润滑油冷却器后温度高报警；液力偶合器工作油冷却器前温度高报警设定；液力偶合器工作油冷却器后温度高报警设定；液力偶合器油箱加热器温度高报警；液力偶合器倒转报警。对于具体的联锁告警设置，可以设置具体的联锁数值，进行逻辑与判断，形成逻辑告警信号，例如：偶合器低速轴振动位移联锁值为83um，偶合器高速轴振动位移联锁值为83um，偶合器低速轴径向轴承温度联锁值为90℃，偶合器高速轴径向轴承温度联锁值为90℃，偶合器高速轴推力轴承温度联锁值为90℃，偶合器润滑油冷却器前温度联锁值为65℃偶合器润滑油冷却器后温度联锁值为55℃，偶合器工作油冷却器前温度联锁值为110℃偶合器工作油冷却器后温度联锁值为75℃，偶合器润滑油过滤器后压力联锁值为1.5Bar，偶合器润滑油过滤器差压联锁值为0.8Bar，偶合器油箱液位低液位联锁值为50％高液位联锁值为93％，偶合器油箱加热器温度高联锁值为100℃，偶合器倒转状态。

本实施例中可对每个单点联锁设置软切除开关，切除时记录并报警，并设置联锁切除权限。设置联锁记忆功能，在联锁发生时记录所有测量点的状态和实测值作为分析联锁停车的原因，在机组运行过程中触发联锁功能的测量点将被记录，该记录可用于快速查找出机组联锁停车故障原因。另外，还可以设置联锁确认功能，如果发生联锁停车在经机组维护人员分析联锁原因后，可以联锁确认，此时联锁记忆功能将上一次的联锁原因确认为本次联锁停车的原因，这样可以对比前后两次联锁停车的原因更好的分析排查故障所在。

当处于停车状态时，获取复位信号，以进行系统复位。通过系统复位，如果发生联锁停车在经机组维护人员检修后各联锁点均正常，可以系统复位，此时系统无联锁输出。

为实现历史趋势功能和实时趋势功能，当操作人员需要查询某测量点之前某一时间段变化的趋势时，可以选择历史趋势功能；当操作人员需要查询某测量点当前变化的趋势时，可以选择实时趋势功能，二者可以有效地和准确地提供给操作人员以机组工作的具体情况和事故查询的详细记载，相应地，本发明实施例中还可以包括将获取的振动和位移量、温度值、压力值与时间、测量点进行对应存储，以提供历史趋势及实时趋势展示功能。

为了更好的说明本发明实施例，以启动过程为例进行说明，如下：

启动过程中为了避免转矩瞬间过大引起的不必要的联锁停车以至于启动失败，这里规定了在启车过程(40秒内)中，液力偶合器轴承振动联锁延时3秒；正常运行时，液力偶合器轴承振动联锁延时2秒，与此同时为了达到信号滤波的作用，也设置了液力偶合器轴承温度联锁延时1秒，这样既可以避免机组启动时转矩过大引起的联锁停机，又可以有效地滤掉一些振动的干扰信号，避免了机组的误停机。另外，对于部分联锁值还进行了放大设定(因为启动过程中过临界转速时某些物理量在某一段时间可能大于正常联锁设定值，但本质上并不是机组故障)，因此，在机组通过临界转速时设置了联锁设定值倍增信号，即为在机组通过临界转速(3500RPM-4500RPM)时液力偶合器的轴承振动联锁设定值放大2倍；正常运行时，液力偶合器的轴承振动联锁设定值恢复原值，这样既可以在可控的振动联锁设定值范围内保护机组，又可以在机组过临界转速时快速通过临界转速，顺利启动。以上参数均可以根据现场机组调试工程师根据实际需要进行调试修改。

在启动机组前，液力偶合器系统还需要确认液力偶合器系统无联锁输出；液力偶合器润滑油泵运行和液力偶合器润滑油温度正常(大于30℃且小于40℃)等条件给ITCC(机组综合控制系统，Integrated Turbine Compressor Control)，以保证机组启动条件满足。

其中，该装置还包括：

复位模块260，用于当处于停车状态且经机组维护人员检修后各联锁点均正常时，获取复位信号，以进行系统复位。

所述逻辑计算模块240包括：

表决单元241，用于获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑表决操作；其中，逻辑表决可增加判断的准确性和可靠性，例如：液力偶合器低速轴径向轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴径向轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴推力轴承温度过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护；液力偶合器高速轴振动过高联锁设定，设为双测量点2取2进行联锁保护。为了保证本质安全，测试点通过不同的的模拟量输入卡进行数据采集，例如：做2取2联锁的仪表放在不同的模拟量输入卡上，仪表故障模式与联锁设置相反(温度测量点设置有高高联锁，则温度测量点故障模式为低电流输出)。

运算单元242，用于将振动和位移量、温度值和压力值的逻辑表决输出汇总进行逻辑与操作，以输出逻辑控制信号。

为实现存储展示功能及提高控制可靠性，该装置还包括：

存储模块270，用于将获取的振动和位移量、温度值、压力值与时间、测量点进行对应存储，以提供历史趋势及实时趋势展示功能。

延时模块280，用于在将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号之前，对部分振动和位移量、温度值和压力值进行延时校验操作，从而提高联锁控制的可靠性。例如：这里规定了在启车过程(40秒内)中，液力偶合器轴承振动联锁延时3秒；正常运行时，液力偶合器轴承振动联锁延时2秒，这样既可以避免机组启动时转矩过大引起的联锁停机，又可以有效地滤掉一些振动的干扰信号，避免了机组的误停机。在机组通过临界转速时设置了倍增信号，即为在机组通过临界转速(3500RPM-4500RPM)时液力偶合器的轴承振动联锁设定值放大2倍；正常运行时，液力偶合器的轴承振动联锁设定值恢复原值，这样既可以在可控的振动联锁设定值范围内保护机组，又可以在机组过临界转速时快速通过临界转速，顺利启动。

本发明实施例提供了一种液力偶合器安全联锁保护装置，通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量；通过温度检测器，获取部件的温度值；通过压力检测器，获取部件的压力值；将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警。本发明以液力偶合器本身及配套设备的工艺参数作为联锁保护条件和启动条件，以保护液力偶合器装置，并实现了离心压缩机组的联锁保护。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种液力偶合器安全联锁保护装置，其特征在于，包括：

第一采集模块，用于通过振动和位移检测器，获取部件的振动和位移量，其中，部件的振动和位移量包括液力偶合器高速轴的振动和位移和液力偶合器低速轴的振动和位移；

第二采集模块，用于通过温度检测器，获取部件的温度值，其中，部件的温度值包括液力偶合器高速轴径向轴承温度、液力偶合器低速轴径向轴承温度、液力偶合器高速轴推力轴承温度、液力偶合器润滑油冷却器前温度、液力偶合器润滑油冷却器后温度、液力偶合器工作油冷却器前温度、液力偶合器工作油冷却器后温度、液力偶合器油箱加热器温度；

第三采集模块，用于通过压力检测器，获取部件的压力值，其中，部件的压力值包括液力偶合器润滑油过滤器后压力、液力偶合器润滑油过滤器差压；

逻辑计算模块，用于将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号；

控制模块，用于根据逻辑控制信号，进行停车联锁保护和故障联锁告警；延时模块，用于在将获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑计算，输出逻辑控制信号之前，对部分振动和位移量、温度值和压力值进行延时校验操作。

2.根据权利要求1所述的液力偶合器安全联锁保护装置，其特征在于，还包括：

复位模块，用于当处于停车状态且经机组维护人员检修后各联锁点均正常时，获取复位信号，以进行系统复位。

3.根据权利要求1所述的液力偶合器安全联锁保护装置，其特征在于，所述逻辑计算模块包括：

表决单元，用于获取的振动和位移量、温度值和压力值进行逻辑表决操作；

运算单元，用于将振动和位移量、温度值和压力值的逻辑表决输出汇总进行逻辑与操作，以输出逻辑控制信号。

4.根据权利要求1所述的液力偶合器安全联锁保护装置，其特征在于，还包括：

存储模块，用于将获取的振动和位移量、温度值、压力值与时间、测量点进行对应存储，以提供历史趋势及实时趋势展示功能。

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