CN110987412A - 一种汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法，包括步骤：1)初始化：在进行阀门关闭时间测试开始前对阀门快关试验辅助系统的控制程序进行初始化，对可编程逻辑控制器中的数据进行清零；2)准备工作：关闭截止阀，关闭电动调节阀，关闭气动调节阀，启动空气压缩机，使压缩空气进入高压储气罐；根据压力表a控制空气压缩机直至高压储气罐上的压力表a达到指定值，关闭空气压缩机；3)高压环境建立；4)阀门关闭时间测试；5)复位。本发明的有益效果是：本发明通过压缩空气进入联合主汽阀制造高压气体环境，模拟汽轮机运行时的阀门快关动作，该环境下测得的阀门快关时间更接近实际运行时的数值，可为汽轮机组安全运行提供支持。
Description
技术领域
本发明涉及电站汽轮机，特别涉及一种汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法。
背景技术
汽轮机是一种将锅炉产生的高温高压蒸汽所蕴含的热能转换成旋转机械能，从而带动发电机转子旋转进而产生电能的设备，是火力发电站最重要的组成之一。汽轮机在发生甩负荷等情况时会使得转子快速飞升，需要通过快速关闭阀门防止转子的超速和飞升，因此在正常检修过程中需要进行汽轮机阀门快关试验并对关闭时间进行测试。
我国的能源结构决定了现阶段国内电力生产主要依赖于火力发电机组，目前超临界、超超临界的大型汽轮机组是火力发电的主要承担者。大型汽轮机组的蒸汽参数高、流量大，因此《汽轮机调节控制系统试验导则》对大型汽轮机组的阀门关闭时间提出了更高的要求。但目前对汽轮机阀门的快关试验都是在机组静态下进行的，与机组运行时高压介质流动的实际环境有较大差别，在实际运行过程中的阀门关闭会受到蒸汽压力的影响。因此，为了模拟机组实际运行时的阀门关闭环境，并得到此模拟环境下的关闭时间，本发明提出一种基于汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法，该系统可制造高压气体环境，模拟汽轮机运行时的阀门快关动作，得到接近实际运行时的阀门快关时间，所得到的阀门快关时间可为机组安全运行提供参考。
这种汽轮机阀门快关试验辅助系统，包括压缩空气供气单元、联合主汽阀、缓冲储气单元和控制单元；
所述压缩空气供气单元包括空气压缩机、前置过滤器、高压储气罐、截止阀、P级精滤器、冷干机、Q级精滤器、S级精滤器、电动调节阀和压缩空气进气管；所述空气压缩机通过前置过滤器与高压储气罐相连，所述前置过滤器通过高压储气罐与冷干机相连，高压储气罐与冷干机之间设有截止阀和P级精滤器，所述冷干机、Q级精滤器、S级精滤器、电动调节阀和压缩空气进气管依次相连；
所述联合主汽阀包括一个主汽阀和两个调节阀；
所述缓冲储气单元包括气动调节阀和缓冲储气罐；
所述控制单元包括压力表a、压力表b、压力表c、可编程逻辑控制器和人机交互界面；所述压力表a安装在高压储气罐上，所述压力表b安装在压缩空气进气管上，所述压力表c安装在缓冲储气罐上，所述压力表a、压力表b和压力表c分别通过信号线连接至可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器分别与空气压缩机、截止阀、电动调节阀、缓冲储气罐、气动调节阀和联合主汽阀的控制端相连；所述可编程逻辑控制器与人机交互界面相连。
作为优选：所述气动调节阀分别与联合主汽阀和缓冲储气罐相连。
作为优选：所述主汽阀包括主汽阀执行机构、主汽阀阀杆、双头螺柱、阀壳、衬套、主汽阀阀芯、预启阀、端盖、主汽阀阀座和联合主汽阀进气口；调节阀a包括调节阀a执行机构、调节阀a阀杆、调节阀a阀芯和调节阀a出汽口；调节阀b包括调节阀b执行机构、调节阀b阀杆、调节阀b阀芯和调节阀b出汽口。
这种汽轮机阀门快关试验辅助系统的试验方法，包括以下步骤：
1)初始化：在进行阀门关闭时间测试开始前对阀门快关试验辅助系统的控制程序进行初始化，对可编程逻辑控制器中的数据进行清零；
2)准备工作：关闭截止阀，关闭电动调节阀，关闭气动调节阀，启动空气压缩机，使压缩空气进入高压储气罐，根据压力表a控制空气压缩机直至高压储气罐上的压力表a达到指定值，关闭空气压缩机；
3)高压环境建立：在准备工作完成后，开启冷干机，同时打开截止阀，通过人机交互界面启动高压环境建立程序，分别根据压力表a和压力表b反馈的压力数据控制空气压缩机工作和调整电动调节阀的开度，在联合主汽阀中间建立起高压环境；
4)阀门关闭时间测试：在高压环境建立后，关闭空气压缩机、电动调节阀和截止阀，通过人机交互界面启动阀门快关试验程序，通过可编程逻辑控制器提前打开气动调节阀，在气动调节阀少量开启后控制联合主汽阀迅速关闭并记录阀门关闭时间；
5)复位：控制主汽阀执行机构使主汽阀开启，控制调节阀a执行机构和调节阀b执行机构使两个调节阀开启，将联合主汽阀中的空气排出，打开电动调节阀和截止阀，使管路中的空气排出，观察压力表c数值，控制缓冲储气罐泄压。
本发明的有益效果是：本发明通过压缩空气进入联合主汽阀制造高压气体环境，模拟汽轮机运行时的阀门快关动作，该环境下测得的阀门快关时间更接近实际运行时的数值，可为汽轮机组安全运行提供支持。
附图说明
图1是本系统的总体连接示意图；
图2是本系统的联合主汽阀的剖视图；
图3是本系统的工作流程图。
附图标记说明：01空气压缩机；02前置过滤器；03高压储气罐；04压力表a；05截止阀；06P级精滤器；07冷干机；08Q级精滤器；09S级精滤器；10电动调节阀；11压力表b；12压缩空气进气管；13联合主汽阀；14气动调节阀；15人机交互界面；16可编程逻辑控制器；17缓冲储气罐；18压力表c；101主汽阀执行机构；102主汽阀阀杆；103双头螺柱；104阀壳；105衬套；106主汽阀阀芯；107预启阀；108调节阀a执行机构；109调节阀b执行机构；110端盖；111联合主汽阀进汽口；112主汽阀阀座；113调节阀a阀杆；114调节阀a阀芯；115调节阀a出汽口；116调节阀b阀杆；117调节阀b阀芯；118调节阀b出汽口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1所示，所述汽轮机阀门快关试验辅助系统，包括压缩空气供气单元、联合主汽阀、缓冲储气单元、控制单元。
压缩空气供气单元：包括空气压缩机01、前置过滤器02、高压储气罐03、截止阀05、P级精滤器06、冷干机07、Q级精滤器08、S级精滤器09、电动调节阀10和压缩空气进气管12；其中，所述空气压缩机01通过前置过滤器02与高压储气罐03相连，所述前置过滤器02通过高压储气罐03与冷干机07相连，高压储气罐03与冷干机07之间设有P级精滤器06和截止阀05，所述冷干机07与Q级精滤器08相连，所述Q级精滤器08与S级精滤器09相连，所述S级精滤器09与电动调节阀10相连，所述电动调节阀10与压缩空气进气管12相连。
联合主汽阀：包括一个主汽阀和两个调节阀，所述主汽阀包括主汽阀执行机构101、主汽阀阀杆102、双头螺柱103、阀壳104、衬套105、主汽阀阀芯106、预启阀107、端盖110、主汽阀阀座112和联合主汽阀进气口111，所述调节阀a包括调节阀a执行机构108、调节阀a阀杆113、调节阀a阀芯114和调节阀a出汽口115，所述调节阀b包括调节阀b执行机构109、调节阀b阀杆116、调节阀b阀芯117和调节阀b出汽口118，如图2所示。
缓冲储气单元：包括气动调节阀14和缓冲储气罐17，气动调节阀14与缓冲储气罐17相连。
控制单元：包括压力表a04、压力表b11、压力表c18、可编程逻辑控制器16和人机交互界面15；所述压力表a04安装在高压储气罐03上，所述压力表b11安装在压缩空气进气管12上，所述压力表c18安装在缓冲储气罐17上，所述压力表a04、压力表b11和压力表c18所测压力信号通过信号线传输至可编程逻辑控制器16；所述可编程逻辑控制器16分别与空气压缩机01、截止阀05、电动调节阀10、缓冲储气罐17、气动调节阀14和联合主汽阀13的控制端相连；所述可编程逻辑控制器16根据压力表a04测得的压力值控制空气压缩机01启停和截止阀05的开闭，根据压力表b11测得的压力值控制电动调节阀10的开度，根据压力表c18所测得的压力值控制缓冲储气罐17泄压，所述可编程逻辑控制器16可控制气动调节阀14和联合主汽阀13联动；所述可编程逻辑控制器16与人机交互界面15相连，可编程逻辑控制器16将压力表a04、压力表b11和压力表c18采集的压力数据传输至人机交互界面15并显示压力数值，用户可通过人机交互界面15手动控制空气压缩机01启停、电动调节阀10开闭、缓冲储气罐17的泄压和联合主汽阀13的快关。
通过压缩空气供气单元在联合主汽阀13中建立高压环境，在进行阀门快关试验时，通过可编程逻辑控制器16控制气动调节阀14预先开启，在联合主汽阀13中建立起正压环境，在气动调节阀14少量开启后控制联合主汽阀13的执行机构使得主汽阀和调节阀迅速关闭并记录阀门关闭时间。
如图3所示，所述汽轮机阀门快关试验辅助系统的试验方法，包括以下步骤：
1)初始化：在进行阀门关闭时间测试开始前对阀门快关试验辅助系统的控制程序进行初始化，对可编程逻辑控制器16中的数据进行清零；
2)准备工作：关闭截止阀05，关闭电动调节阀10，关闭气动调节阀14，启动空气压缩机01，使压缩空气进入高压储气罐03，根据压力表a04控制空气压缩机01直至高压储气罐03上的压力表a04达到指定值，关闭空气压缩机01；
3)高压环境建立：在准备工作完成后，开启冷干机07，同时打开截止阀05，通过人机交互界面15启动高压环境建立程序，分别根据压力表a04和压力表b11反馈的压力数据控制空气压缩机工作和调整电动调节阀10的开度，在联合主汽阀13中间建立起高压环境；
4)阀门关闭测试：在高压环境建立后，关闭空气压缩机01、电动调节阀10和截止阀05，通过人机交互界面15启动阀门快关试验程序，通过可编程逻辑控制器16提前打开气动调节阀14，在气动调节阀14少量开启后(延时)控制联合主汽阀13迅速关闭并记录阀门关闭时间；
5)复位：控制主汽阀执行机构101使主汽阀开启，控制调节阀a执行机构108和调节阀b执行机构109使两个调节阀开启，将联合主汽阀13中的空气排出，打开电动调节阀10和截止阀05，使管路中的空气排出，观察压力表c数值，控制缓冲储气罐17泄压。
Claims (4)
1.一种汽轮机阀门快关试验辅助系统，其特征在于：包括压缩空气供气单元、联合主汽阀、缓冲储气单元和控制单元；
所述压缩空气供气单元包括空气压缩机(01)、前置过滤器(02)、高压储气罐(03)、截止阀(05)、P级精滤器(06)、冷干机(07)、Q级精滤器(08)、S级精滤器(09)、电动调节阀(10)和压缩空气进气管(12)；所述空气压缩机(01)通过前置过滤器(02)与高压储气罐(03)相连，所述前置过滤器(02)通过高压储气罐(03)与冷干机(07)相连，高压储气罐(03)与冷干机(07)之间设有截止阀(05)和P级精滤器(06)，所述冷干机(07)、Q级精滤器(08)、S级精滤器(09)、电动调节阀(10)和压缩空气进气管(12)依次相连；
所述联合主汽阀(13)包括一个主汽阀和两个调节阀；
所述缓冲储气单元包括气动调节阀(14)和缓冲储气罐(17)；
所述控制单元包括压力表a(04)、压力表b(11)、压力表c(18)、可编程逻辑控制器(16)和人机交互界面(15)；所述压力表a(04)安装在高压储气罐(03)上，所述压力表b(11)安装在压缩空气进气管(12)上，所述压力表c(18)安装在缓冲储气罐(17)上，所述压力表a(04)、压力表b(11)和压力表c(18)分别通过信号线连接至可编程逻辑控制器(16)；所述可编程逻辑控制器(16)分别与空气压缩机(01)、截止阀(05)、电动调节阀(10)、缓冲储气罐(17)、气动调节阀(14)和联合主汽阀(13)的控制端相连；所述可编程逻辑控制器(16)与人机交互界面(15)相连。
2.根据权利要求1所述的汽轮机阀门快关试验辅助系统，其特征在于：所述气动调节阀(14)分别与联合主汽阀(13)和缓冲储气罐(17)相连。
3.根据权利要求1所述的汽轮机阀门快关试验辅助系统，其特征在于：所述主汽阀包括主汽阀执行机构(101)、主汽阀阀杆(102)、双头螺柱(103)、阀壳(104)、衬套(105)、主汽阀阀芯(106)、预启阀(107)、端盖(110)、主汽阀阀座(112)和联合主汽阀进气口(111)；调节阀a包括调节阀a执行机构(108)、调节阀a阀杆(113)、调节阀a阀芯(114)和调节阀a出汽口(115)；调节阀b包括调节阀b执行机构(109)、调节阀b阀杆(116)、调节阀b阀芯(117)和调节阀b出汽口(118)。
4.一种如权利要求1所述的汽轮机阀门快关试验辅助系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)初始化：在进行阀门关闭时间测试开始前对阀门快关试验辅助系统的控制程序进行初始化，对可编程逻辑控制器(16)中的数据进行清零；
2)准备工作：关闭截止阀(05)，关闭电动调节阀(10)，关闭气动调节阀(14)，启动空气压缩机(01)，使压缩空气进入高压储气罐(03)，根据压力表a(04)控制空气压缩机(01)直至高压储气罐(03)上的压力表a(04)达到指定值，关闭空气压缩机(01)；
3)高压环境建立：在准备工作完成后，开启冷干机(07)，同时打开截止阀(05)，通过人机交互界面(15)启动高压环境建立程序，分别根据压力表a(04)和压力表b(11)反馈的压力数据控制空气压缩机(01)工作和调整电动调节阀(10)的开度，在联合主汽阀(13)中间建立起高压环境；
4)阀门关闭时间测试：在高压环境建立后，关闭空气压缩机(01)、电动调节阀(10)和截止阀(05)，通过人机交互界面(15)启动阀门快关试验程序，通过可编程逻辑控制器(16)提前打开气动调节阀(14)，在气动调节阀(14)少量开启后控制联合主汽阀(13)迅速关闭并记录阀门关闭时间；
5)复位：控制主汽阀执行机构(101)使主汽阀开启，控制调节阀a执行机构(108)和调节阀b执行机构(109)使两个调节阀开启，将联合主汽阀(13)中的空气排出，打开电动调节阀(10)和截止阀(05)，使管路中的空气排出，观察压力表c数值，控制缓冲储气罐(17)泄压。
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| CN201911255868.5A CN110987412A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 一种汽轮机阀门快关试验辅助系统及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111397895A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-07-10 | 湖北圣信特种设备检测有限公司 | 基于物联网的车载模块式安全阀离线校验和维修装置 |
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2019
- 2019-12-10 CN CN201911255868.5A patent/CN110987412A/zh active Pending
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| CN111397895A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-07-10 | 湖北圣信特种设备检测有限公司 | 基于物联网的车载模块式安全阀离线校验和维修装置 |
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