CN111485959B - 一种用于汽轮机的主汽阀控制系统 - Google Patents

一种用于汽轮机的主汽阀控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽轮机的主汽阀控制系统，包括油缸组件、启动组件、停机组件、安全油压力开关组件和汽轮机控制系统；所述油缸组件包括油缸、主汽阀行程开关和复位弹簧；所述主汽阀行程开关包括主汽阀全关位、主汽阀试验位、主汽阀全开位，所述主汽阀行程开关和安全油压力开关组件的信号反馈到汽轮机控制系统判断汽轮机运行状态，并通过汽轮机控制系统运行预设的电磁阀控制模式。本发明相较于传统主汽阀自动关闭器和危急遮断装置等复杂机械结构系统更为简化，实现主汽阀开启、活动试验和快速关闭停机等功能。

Description

一种用于汽轮机的主汽阀控制系统
技术领域
本发明涉及汽轮机控制领域，特别涉及一种用于汽轮机的主汽阀控制系统。
背景技术
蒸汽轮机是一种大型转动惯量装置，其进汽系统一般设置主汽阀和调节阀，调节阀用于调节控制进入汽轮机的蒸汽量，进而控制汽轮机输出负荷等参数，而主汽阀用于在汽轮机停机打闸或紧急情况下快速切断进入汽轮机的蒸汽，因此主汽阀是汽轮机安全保护的重要设备。
用于切断高压蒸汽进汽的主汽阀都采用液压执行系统，主要有建立安全油（挂闸复位）功能，快速关闭功能，机组正常运行期间活动试验功能。传统主汽阀液压执行机构一般由自动关闭器、危急遮断装置、主汽阀控制组件、挂闸组件和停机电磁阀组件等，尤其自动关闭器和危急遮断装置机械结构复杂，系统成本和维护技术要求较高。
因此需要发明一种汽轮机自动主汽阀控制装置及控制方法，该装置由电磁阀和液压油缸组合而成，并通过汽轮机控制系统完成汽轮机主汽阀自动控制功能，大大简化自动主汽阀系统，自动化程度进一步提高。。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于汽轮机的主汽阀控制系统，相较于传统主汽阀自动关闭器和危急遮断装置等复杂机械结构系统更为简化，实现主汽阀开启、活动试验和快速关闭停机等功能。
本发明的技术方案如下所示：
一种用于汽轮机的主汽阀控制系统，包括油缸组件、启动组件、停机组件、安全油压力开关组件和汽轮机控制系统；所述油缸组件包括油缸、主汽阀行程开关和复位弹簧；所述主汽阀行程开关包括主汽阀全关位、主汽阀试验位、主汽阀全开位，所述主汽阀行程开关和安全油压力开关组件的信号反馈到汽轮机控制系统判断汽轮机运行状态，并通过汽轮机控制系统运行预设的电磁阀控制模式。
优选的，所述安全油压力开关共三个，安全油压力开关生成的信号送到汽轮机控制系统，并在汽轮机控制系统中以三取二表决判断安全油压是否建立或消失。
优选的，所述电磁阀控制模式包括主汽阀开启控制、主汽阀活动试验控制和停机控制。
优选的，所述启动组件包括启动电磁阀、手动启动阀、第一节流阀和双向互锁阀，所述主汽阀开启控制为在启动组件中动作启动电磁阀的电磁铁1YV的过程，所述启动电磁阀的电磁铁1YV得电，压力油进入油缸的下腔，推动油缸向上开启。
优选的，所述汽轮机控制系统实现主汽阀开启的控制逻辑和方法为：汽轮机在已挂闸状态并且操作开主汽阀按钮，则1YV电磁阀动作；或汽轮机在运行状态并且主汽阀试验位行程开关信号来，即主汽阀活动试验结束，则1YV电磁阀也动作，主汽阀开启到主汽阀全开位行程开关信号来，1YV电磁阀动作结束。
优选的，所述主汽阀活动试验控制为在启动组件中动作启动电磁阀的电磁铁2YV的过程，所述启动电磁阀的电磁铁2YV得电，压力油进入油缸的上腔，推动油缸向下关闭。
优选的，所述控制系统实现主汽阀活动试验控制逻辑和方法为：汽轮机在运行状态并且操作活动主汽阀按钮，则2YV电磁阀动作，到主汽阀试验位行程开关信号来，活动主汽阀试验结束；活动主汽阀2YV电磁阀动作的另一种情况是停机开出信号来，辅助油缸快速关闭。
优选的，所述双向互锁阀由两个液控单向阀组成，当一侧的液控单向阀进压力油时，另一侧液控单向阀打开，实现油缸一侧进油，另一侧回油；当没有压力油进入时，两个液控单向阀锁死，使油缸保位。
优选的，所述停机组件包括第二节流阀、手动停机阀、停机电磁阀、卸荷阀和单向阀，所述停机控制为在停机组件中动作3YV电磁阀的过程，即当停机电磁阀动作后，压力油经过单向阀进入油缸上腔，同时卸荷阀油压消失，卸荷阀打开，油缸下腔卸油，在复位弹簧作用下快速关闭。
更优选的，所述控制系统实现停机控制逻辑和方法：当停机开出信号来，3YV电磁阀动作，油缸在卸荷阀协同作用下快速关闭，当主汽阀全关位行程开关信号来，3YV电磁阀动作结束。
附图说明
图1为本发明自动主汽阀控制装置框图。
图2为本发明油缸组件的结构示意图。
图3 为汽轮机状态控制逻辑及符号说明。
图4 为开主汽阀控制逻辑。
图5为活动主汽阀控制逻辑。
图6为停机控制逻辑。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，蒸汽源通过主汽阀2，经调节阀3进入汽轮机，驱动负载4，如发电机、泵、风机等做功。
图1还显示了汽轮机控制系统15，油缸组件11，停机组件12，安全油压力开关组件13，启动组件14。
如图2所示，油缸组件11包括油缸111，三个主汽阀行程开关分别为主汽阀全关位113，主汽阀试验位114，主汽阀全开位115，复位弹簧112。油缸111向上为开启，当下腔油压卸掉后，复位弹簧112将油缸111向下关闭。
停机组件12包括节流阀121，手动停机阀122，停机电磁阀123，卸荷阀124，单向阀125。压力油通过节流阀121，经手动停机阀122和停机电磁阀123，到卸荷阀124建立油压，当停机电磁阀123动作后，压力油经过单向阀125进入油缸上腔，同时卸荷阀124油压消失，卸荷阀124打开，油缸111下腔卸油，在复位弹簧112作用下关闭。
三个安全油压力开关131、132、133信号送到汽轮机控制系统15三取二表决判断安全油压是否建立或消失。
启动组件14包括启动电磁阀141，手动启动阀142，节流阀143，双向互锁阀144。启动电磁阀141的电磁铁1YV得电，压力油通过启动电磁阀141，经节流阀143和双向互锁阀的第二液控单向阀1442，进入油缸111的下腔，推动油缸向上开启，同时油缸上腔油压经双向互锁阀的第一液控单向阀1441和启动电磁阀141回油，当油缸开启到主汽阀全开位行程开关115，电磁铁1YV失电，主汽阀开启完成。
当启动电磁阀141的电磁铁2YV得电，压力油通过启动电磁阀141和双向互锁阀144的第一液控单向阀1441，进入油缸111的上腔，推动油缸向下关闭，同时油缸下腔油压经双向互锁阀的第二液控单向阀1442、经节流阀143和启动电磁阀141回油，当油缸关闭到主汽阀试验位行程开关114，电磁铁2YV失电，1YV得电，重新开启主汽阀开启到主汽阀全开位行程开关115，电磁铁1YV失电，主汽阀活动试验完成。
附图3显示了汽轮机状态控制逻辑及符号说明，第一与门201、第二与门202、第三与门203和第一或门301组成三取二表决逻辑对三个安全油压力开关131、132、133信号进行表决，如表决成立，则通过第一滞后置位定时器401按滞后时间1秒后触发第一RS触发器601置位“已挂闸”状态，如表决不成立，则通过第一非门701和第二滞后置位定时器402按滞后时间1秒后复位第一RS触发器601复位“已挂闸”状态，通过第二非门702后，则为“已跳闸”状态。
在“已挂闸”和“主汽阀全开位”条件成立下，操作“运行按钮”，通过第一定宽脉冲定时器501、第四与门204和第二RS触发器602后使“已运行”状态成立，通过第三非门703则“未运行”状态成立。
“已跳闸”和“主汽阀全关位”任一状态成立（通过第二或门302），则第二RS触发器602复位“已运行”状态。
附图4示了开主汽阀控制逻辑，开主汽阀的过程也就是动作启动电磁阀141的电磁铁1YV的过程，两种情况任一成立即可通过第三或门303和第三RS触发器603使“1YV电磁阀动作”置位，第一种情况是“已运行”和“主汽阀试验位”状态通过第五与门205成立，第二种情况是“已挂闸”和“开主汽阀按钮”通过第二定宽脉冲定时器502和第六与门206成立。
“1YV电磁阀动作”置位后经第三滞后置位定时器403按滞后时间15秒和“主汽阀全开位”状态任一条件成立（通过第四或门304），第三RS触发器603使“1YV电磁阀动作”复位。
附图5显示了活动主汽阀控制逻辑，“主汽阀活动试验”状态置位条件是:“已运行”和“活动主汽阀按钮”，通过第三定宽脉冲定时器503、第七与门207和第四RS触发器604。“主汽阀活动试验”状态复位条件是: “2YV电磁阀动作”置位后经第四滞后置位定时器404按滞后时间5秒和“主汽阀试验位”状态任一条件成立（通过第五或门305）。
活动主汽阀的过程也就是动作启动电磁阀141的电磁铁2YV的过程，两种情况任一成立即可通过第六或门306和第五RS触发器605使“2YV电磁阀动作”置位，第一种情况是“停机开出”状态来，第二种情况是“主汽阀活动试验” 状态来。
两种情况任一成立即可通过第七或门307复位“2YV电磁阀动作”，第一种情况是“主汽阀全关位”状态来，第二种情况是“主汽阀活动试验”状态通过第四非门704 和第五滞后置位定时器405，“停机开出”状态通过第五非门705，通过第八与门208成立。
附图6显示了停机控制逻辑，停机控制的过程也就是动作3YV电磁阀的过程，置位“3YV电磁阀动作”的条件是“停机开出”状态来（通过第六RS触发器606）。
以下两种情况任一成立即可通过第八或门308复位“3YV电磁阀动作”，第一种情况是“主汽阀全关位”状态来，第二种情况是“复位按钮”通过第四定宽脉冲定时器504成立。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于汽轮机的主汽阀控制系统，其特征在于，包括油缸组件、启动组件、停机组件、安全油压力开关组件和汽轮机控制系统；
所述油缸组件包括油缸、主汽阀行程开关和复位弹簧；
所述主汽阀行程开关包括主汽阀全关位、主汽阀试验位、主汽阀全开位，所述主汽阀行程开关和安全油压力开关组件的信号反馈到汽轮机控制系统判断汽轮机运行状态，并通过汽轮机控制系统运行预设的电磁阀控制模式；
所述电磁阀控制模式包括主汽阀开启控制、主汽阀活动试验控制和停机控制；
所述启动组件包括启动电磁阀、手动启动阀、第一节流阀和双向互锁阀，所述主汽阀开启控制为在启动组件中动作启动电磁阀的电磁铁1YV的过程，所述启动电磁阀的电磁铁1YV得电，压力油进入油缸的下腔，推动油缸向上开启；其中，汽轮机在已挂闸状态并且操作开主汽阀按钮，则所述启动电磁阀的电磁铁1YV动作；或汽轮机在运行状态并且主汽阀试验位行程开关信号来，即主汽阀活动试验结束，则所述启动电磁阀的电磁铁1YV也动作，主汽阀开启到主汽阀全开位行程开关信号来，所述启动电磁阀的电磁铁1YV动作结束；
所述停机组件包括第二节流阀、手动停机阀、停机电磁阀、卸荷阀和单向阀，所述停机控制为在停机组件中动作3YV电磁阀的过程，即当停机电磁阀动作后，压力油经过单向阀进入油缸上腔，同时卸荷阀油压消失，卸荷阀打开，油缸下腔卸油，在复位弹簧作用下快速关闭；其中，当停机开出信号来，3YV电磁阀动作，油缸在卸荷阀协同作用下快速关闭，当主汽阀全关位行程开关信号来，3YV电磁阀动作结束；
所述主汽阀活动试验控制为在启动组件中动作启动电磁阀的电磁铁2YV的过程，所述启动电磁阀的电磁铁2YV得电，压力油进入油缸的上腔，推动油缸向下关闭；其中，汽轮机在运行状态并且操作活动主汽阀按钮，则所述启动电磁阀的电磁铁2YV动作，到主汽阀试验位行程开关信号来，活动主汽阀试验结束。
2.根据权利要求1所述的用于汽轮机的主汽阀控制系统，其特征在于，所述安全油压力开关共三个，安全油压力开关生成的信号送到汽轮机控制系统，并在汽轮机控制系统中以三取二表决判断安全油压是否建立或消失。
3.根据权利要求1所述的用于汽轮机的主汽阀控制系统，其特征在于，所述双向互锁阀由两个液控单向阀组成，当一侧的液控单向阀进压力油时，另一侧液控单向阀打开，实现油缸一侧进油，另一侧回油；当没有压力油进入时，两个液控单向阀锁死，使油缸保位。
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