CN112576318B - Deh系统及其超速预防方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DEH系统及其超速预防方法，DEH系统超速预防方法包括：在主汽门严密性实验复位条件中增加DEH在自动状态的闭锁条件；若DEH在自动状态，则主汽门可接收复位指令打开；若DEH在手动状态，则主汽门始终关闭。上述DEH系统超速预防方法避免了主汽门严密性试验后DEH在手动状态下时，主汽门开启，避免了汽轮机超速事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机领域，特别涉及一种DEH系统超速预防方法。本发明还涉及一种汽轮机DEH系统。
背景技术
汽轮机数字电液控制系统(DEH)是火电机组实现汽轮机功能的核心控制系统，通过液压系统驱动主汽门、调门执行机构实现机组对于转速、负荷、汽压等参数的有效控制，并能够实现各阶段的试验功能。其中，超速功能试验是保证机组安全的一项重要试验，在配备DEH软硬件超速、TSI超速和后备机械超速的基础上，还设置验证主汽门、调门等执行机构的基础性试验，如严密性试验。
严密性试验是预防机组在极端工况(如甩负荷)下出现机组超速的基本性试验，本质在于通过转速下降率判断主汽门或调门的严密性程度，如不满足还须通过安装调整措施予以整改。试验要求每类阀门单独试验，在主蒸汽、再热蒸汽参数满足要求的前提下，额定转速下调门(或主汽门)处于全开状态，迅速关闭主汽门(或调门)，观察降速时间和最低稳定转速，相应数值应满足规程要求。
但是汽轮机调门控制是基于DEH系统的伺服卡进行的，在部分机组存在硬件手操器，从而引入一种特殊的硬件级手动方式，在该方式下，若DEH在主汽门严密性实验时切换为手动，试验过程结束后恢复过程中调门由硬件手操器控制，无法响应DEH上层控制逻辑指令，在调门维持全开、主汽门又重新打开的情况下，必然发生严重的汽轮机超速事故隐患。
如何避免严密性试验后汽轮机超速成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种DEH系统及其超速预防方法，该超速预防方法能够避免主汽门严密性试验后DEH在手动状态下时开启主汽门，避免了汽轮机超速事故的发生。
为实现上述目的，本发明提供一种DEH系统超速预防方法，包括：
在主汽门严密性实验复位条件中增加DEH在自动状态的闭锁条件；
若DEH在自动状态，则主汽门可接收复位指令打开；
若DEH在手动状态，则主汽门始终关闭。
可选地，所述若DEH在手动状态，则主汽门始终关闭的步骤进一步包括：控制DEH恢复自动。
可选地，增设报警模块，若DEH由自动状态切为手动状态或DEH处于手动状态，则所述报警模块维持报警提示状态。
可选地，还包括：
将DEH切手动按触发条件分为转速PID回路切手动与硬件手操器切手动；
所述转速PID回路切手动的条件为：
汽轮机转速信号故障；
或，转速PID回路设定值、实际值偏差过大；
或，运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障；
所述硬件手操器切手动的条件为：
运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障。
可选地，还包括仿真验证，所述仿真验证包括：
将发电机组挂闸并投入混合仿真模式；
在混合仿真模式下进行主汽门严密性实验；
将硬件手操盘投入手动，观察所述报警模块是否报警。
可选地，所述仿真验证还包括：
在主汽门严密性实验期间，分别模拟所述转速PID回路切手动的条件和所述硬件手操器切手动的条件；
点击主汽门严密性实验恢复按钮，观测主汽门是否打开。
本发明还提供一种DEH系统，包括判断模块和执行模块，所述判断模块用以判断所述DEH系统是否在自动状态，所述执行模块用以根据所述判断模块的判断结果执行对应操作；
所述对应操作为：
若所述DEH系统在自动状态，则所述执行模块用以解除主汽门闭锁，使所述主汽门接收复位指令时打开；
若所述DEH系统在手动状态，则所述执行模块用以闭锁所述主汽门。
可选地，还包括自动复位模块，当所述判断模块判断所述DEH系统处于手动状态时，所述自动复位模块用以将所述DEH系统恢复自动状态并解除所述执行模块对所述主汽门的闭锁。
相对于上述背景技术，本发明所提供的DEH系统超速预防方法，避免了特殊条件下出现DEH硬件手动状态，调节汽门不受上层逻辑控制维持全开，在主汽门严密性试验复位后主汽门全开导致出现汽轮机超速的事故风险；本申请通过对主汽门严密性实验复位条件中增加DEH在自动状态的闭锁条件，仅当DEH在自动状态时，主汽门才能接受复位指令打开；若DEH在手动状态，则主汽门始终保持关闭；且DEH在自动状态时，DEH上层逻辑能够控制调节汽门维持合适的开度，避免汽轮机超速，提升机组运行安全性。
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为本发明实施例所提供的DEH系统超速预防方法的流程图；
图2为DEH系统伺服卡端子的接线示意图；
图3为伺服卡调节汽门指令下发流程图；
图4为DEH系统的转速PID回路手动切除示意图。
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4，图1为本发明实施例所提供的DEH系统超速预防方法的流程图，图2为DEH系统伺服卡端子的接线示意图，图3为伺服卡调节汽门指令下发流程图，图4为DEH系统的转速PID回路手动切除示意图。
本发明实施例所提供的DEH系统超速预防方法包括如下步骤：
步骤S10：在主汽门严密性实验复位条件中增加DEH在自动状态的闭锁条件。
步骤S20：增设报警模块，若DEH由自动状态切为手动状态或DEH处于手动状态，则报警模块维持报警提示状态。
步骤S30：将DEH切手动的转速PID回路切手动与硬件手操器切手动条件分离。
需要强调的是上述步骤S10、步骤S20和步骤S30并无先后之分，三个步骤能够分别从避免主汽门严密性实验复位时DEH处于手动状态误开主汽门、DEH手动状态提醒和降低DEH切换手动状态的概率三方面避免主汽门严密性实验复位时，主汽门和调节汽门同时全开导致汽轮机超速的事故。
汽轮机驱动蒸汽分别来自主蒸汽、再热蒸汽，分别顺次通过高/中压主汽门、高/中压调节汽门进入高/中压缸做功，推动汽轮机转子进行高速旋转。主汽门严密性试验的过程为：在汽轮机定速3000rpm、主/再热蒸汽压力满足要求的工况下，快速关闭主汽门，主汽门关闭后，调门快速开至100％全开，最终汽轮机转速堕走后稳定值小于规程要求值即为合格。
主汽门严密性试验结束后可进行人工手动复位，结束主汽门严密性试验，其过程为：调节汽门由全开状态快速实现全关，完成后主汽门重新开启，DEH的转速PID回路以当前转速值为目标值重新投入自动方式，通过调门调节维持转速稳定。其中，通过调门调节转速稳定是在DEH系统的自动状态下实现的，若DEH处于手动状态，主汽门全开后则会处于调门全开和主汽门全开，导致汽轮机超速。
步骤S10通过在主汽门严密性试验复位条件中增加DEH在自动的闭锁条件，当且仅当DEH在自动状态时，主汽门才能够接收复位指令打开。若DEH在手动状态时，即使人工手动按动主汽门严密性试验复位按钮，主汽门也不会复位打开。此时相当于将DEH是否在自动的判断逻辑电路与主汽门严密性试验复位按钮控制的控制电路串接，不满足DEH在自动状态时相当于将主汽门严密性试验复位按钮控制的控制电路断路，主汽门始终保持开启状态。
作为优选地，DEH在手动状态，则主汽门始终关闭的步骤进一步包括:当检测到DEH在手动状态时控制DEH恢复自动状态，在主汽门严密性实验复位条件的闭锁条件不满足，主汽门即使接收到复位指令也无法打开。为实现主汽门打开，此时还包括控制DEH恢复自动状态，满足主汽门严密性实验复位条件。
部分发电机组还采用后备手操硬件盘，当其在面板上投入手动方式时，会触发DEH系统整体进入手动模式，也即硬件切手动或硬件手操器切手动。则在底层伺服卡层级，各调门开度指令由DEH系统逻辑下发开度指令转移至后备手操盘发出指令，运行人员仅能通过组操作的方式对高、中压调门进行同步开大、关小操作。
伺服卡端子接线图如图2所示，端子30为手操器输入信号公共端，端子31、33为手操器调门增、减信号，端子29为手操器手动投入信号，端子27为DEH手动状态已投入反馈信号，端子37、38为DEH返回的各调门开度。各调门指令的下发回路如图3所示，在DEH系统进入手动状态后，各调门的伺服卡输出指令切换为后备硬件手操盘，手操盘无增减操作，则调门指令维持当前值不变，不再响应DEH控制逻辑软件发出的指令。
由于主汽门严密性试验过程持续十五分钟至半小时不等，在此过程中一旦出现DEH进入手动状态，运行人员在未察觉的情况下复位主汽门严密性试验，则带来的后果为所有调门维持在全开状态，不能接收到DEH控制逻辑发出的归零指令，此时主汽门再全部开启，必然发生严重的汽轮机超速事故。
步骤S20采用增加主汽门严密性试验过程中DEH系统进入手动状态的报警功能，也即通过增设报警模块，当DEH进入手动状态或者处于手动状态下，报警模块维持在报警提示状态。
具体来说，由于DEH进入手动状态本身并不具有严重威胁机组运行安全的特点，因此为将其列入报警光字牌中，但主汽门严密性试验过程中若出现DEH系统进入手动状态，则具有非常大的事故隐患，针对该项条件加入报警光字牌，提醒运行人员时刻注意，提升机组运行安全性。
步骤S30则通过严格把控DEH切入硬件手动的条件，降低DEH在主汽门严密性实验时切入手动的可能性。
具体来说，DEH系统在未并网前只是执行转速控制功能时，手动状态分为两种，除了前述的硬件手动之外，还存在一种手动状态，即为转速PID回路进入手动状态。转速回路PID手、自动状态的控制结构图如图4所示，转速PID手动状态是将转速控制由闭环调节改为开环调节，两种手动状态对系统的影响存在一定的差异。
然而，现有控制逻辑将两种自动的切除调节混为一谈，增加了DEH通过硬件手操器切入手动的概率，也变相增加了机组发生超速事故的风险。通过将DEH切手动的转速PID回路切手动和硬件手操器切手动的条件分离，减少了硬件手操器切手动的概率，减少了超速事故的发生。
转速PID回路切手动的条件转换为满足下述任一条件时才会执行转速PID回路切手动。
1)汽轮机转速信号故障；
2)转速PID回路设定值、实际值偏差过大；
3)运行人员手操盘切手动；
4)伺服卡硬件故障；
硬件手操器切手动的条件转换为满足下述任一条件时才会执行硬件手操器切手动。
1)运行人员手操盘切手动
2)伺服卡硬件故障
通过上述手动条件的筛选，可有效降低主汽门严密性试验期间无关的手动切除风险。
作为优选地，为进一步降低主汽门严密性实验期间汽轮机超速，上述DEH系统超速预防方法中还包括对步骤S10、步骤S20及步骤S30的有效性进行仿真验证，确保上述步骤的可靠性。
仿真验证具体包括：发电机组挂闸后，投入混合仿真模式，在该模式下进入主汽门严密性试验。在主汽门严密性试验过程中，将硬件手操盘投入手动，观察报警模块是否正常，若是则表明步骤S20可靠。
在主汽门严密性试验期间，分别通过硬件手操盘投入手动和模拟伺服卡故障(如拔除伺服卡件)，确保DEH进入硬件切手动状态后，点击主汽门严密性试验恢复按钮，观察主汽门严密性试验是否复位，主汽门是否执行打开动作，若否则表明步骤S10可靠。
分别通过信号强制或者模拟方式分别模拟转速PID回路切手动的条件和硬件手操器切手动的条件，验证转速PID回路切手动和硬件手操器切手动功能是否正常。以上功能若出现异常，则进行缺陷排查处理，确保逻辑功能正确。
本发明还提供一种DEH系统，与现有DEH系统相比，本发明所提供的DEH系统进一步包括判断模块和执行模块，判断模块用来检测DEH系统的状态，若判断模块判定DEH系统处于自动状态，则执行模块对主汽门不加限制，使得主汽门在接收到复位指令后能够打开；若判断模块判定DEH系统处于手动状态，则执行模块用来将主汽门闭锁，使得主汽门即使接收到复位指令也无法开启。
判断模块可以为检测DEH系统状态的判断逻辑电路或DEH系统运行时的软件代码；执行模块则采用相当于在判断模块控制下且与主汽门控制电路串接的执行电路，当判断模块判定结果为是，则执行电路闭合，主汽门的控制电路能够起作用；当判断模块判定结果为否，则执行电路断开，主汽门的控制电路无法作用，即使收到复位指令也无法闭合。本发明所提供的DEH系统进一步包括自动复位模块，当判断模块判断DEH系统处于手动状态时，自动复位模块用来将DEH系统切回自动状态，从而解除执行模块对主汽门的闭锁。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的DEH系统及其超速预防方法进行了详细介绍。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。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。
Claims (5)
1.一种DEH系统超速预防方法，其特征在于，包括：
在主汽门严密性实验复位条件中增加DEH在自动状态的闭锁条件；
若DEH在自动状态，则主汽门可接收复位指令打开；
若DEH在手动状态，则主汽门始终关闭；
其中，DEH切手动按触发条件分为转速PID回路切手动与硬件手操器切手动；
所述转速PID回路切手动的条件为：
汽轮机转速信号故障；
或，转速PID回路设定值、实际值偏差过大；
或，运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障；
所述硬件手操器切手动的条件为：
运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障；
所述若DEH在手动状态，则主汽门始终关闭的步骤进一步包括：控制DEH恢复自动状态。
2.根据权利要求1所述的DEH系统超速预防方法，其特征在于，增设报警模块，若DEH由自动状态切为手动状态或DEH处于手动状态，则所述报警模块维持报警提示状态。
3.根据权利要求2所述的DEH系统超速预防方法，其特征在于，还包括仿真验证，所述仿真验证包括：
将发电机组挂闸并投入混合仿真模式；
在混合仿真模式下进行主汽门严密性实验；
将硬件手操盘投入手动，观察所述报警模块是否报警。
4.根据权利要求3所述的DEH系统超速预防方法，其特征在于，所述仿真验证还包括：
在主汽门严密性实验期间，分别模拟所述转速PID回路切手动的条件和所述硬件手操器切手动的条件；
点击主汽门严密性实验恢复按钮，观测主汽门是否打开。
5.一种DEH系统，其特征在于，包括判断模块、执行模块以及自动复位模块，所述判断模块用以判断所述DEH系统是否在自动状态，所述执行模块用以根据所述判断模块的判断结果执行对应操作；
所述对应操作为：
若所述DEH系统在自动状态，则所述执行模块用以解除主汽门闭锁，使所述主汽门接收复位指令时打开；
若所述DEH系统在手动状态，则所述执行模块用以闭锁所述主汽门；
其中，DEH切手动按触发条件分为转速PID回路切手动与硬件手操器切手动；
所述转速PID回路切手动的条件为：
汽轮机转速信号故障；
或，转速PID回路设定值、实际值偏差过大；
或，运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障；
所述硬件手操器切手动的条件为：
运行人员手操盘切手动；
或，伺服卡硬件故障；
当所述判断模块判断所述DEH系统处于手动状态时，所述自动复位模块用以将所述DEH系统恢复自动状态并解除所述执行模块对所述主汽门的闭锁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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