CN112983797B - 一种燃气轮机直流泵控制装置 - Google Patents

一种燃气轮机直流泵控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机直流泵控制装置，包括交流泵信号逻辑判断单元、润滑油压力信号逻辑判断单元、直流泵紧急启动信号逻辑判断单元、直流泵远控位逻辑判断单元和启动控制单元，其中，启动控制单元能在交流泵信号逻辑判断单元接收到交流泵相关信号时、润滑油压力信号逻辑判断单元接收到润滑油供油压力低信号时、直流泵紧急启动信号逻辑判断单元接收到直流泵紧急启动信号时与直流启动盘导通，实现直流泵的启动。启动控制单元在直流泵远控位逻辑判断单元接收到远程控制信号时回路自锁，实现人为确认直流泵的停止，确保机组安全运行。本发明能够在出现任意事故工况时自动启动直流泵为机组的安全停机提供润滑油，具有响应及时、可靠性高等优点。

Description

一种燃气轮机直流泵控制装置
技术领域
本发明涉及直流泵控制领域，尤其涉及一种燃气轮机直流泵控制装置。
背景技术
燃气轮机发电机组需在润滑油供应充足的条件下运行，如果润滑油供应不足，机组将跳闸停机。润滑油系统通常配置两台冗余的交流润滑油泵为机组轴承提供用油。配置一台直流泵，用于在事故工况下为机组提供润滑油，当机组处于事故工况下，直流泵启动运行，为机组的安全停机提供润滑油。
在现有技术中，直流泵的控制在燃气轮机控制系统中实现，通过控制系统中控制器运行的逻辑程序执行直流泵的启动/停止指令。不同厂家控制系统的控制器与指令输出模块的可靠性参数参差不齐，这种通过控制器执行逻辑程序的方式一旦出现控制器CPU故障、控制器执行扫描逻辑程序故障或输出模块故障，控制系统将不能及时准确发出直流泵启动指令，存在直流泵不能正常启动的风险。若直流泵不能正常启动，机组的润滑油将断供，各轴承瓦块烧毁，造成重大质量事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有燃气轮机中直流泵控制技术存在上述启动指令的可靠性难以保证、逻辑程序执行故障难以在线排查等技术问题，提供了一种燃气轮机直流泵控制装置，本发明能够在出现任意事故工况时自动启动直流泵为机组的安全停机提供润滑油，具有响应及时、可靠性高等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：包括交流泵信号逻辑判断单元、润滑油压力信号逻辑判断单元、直流泵紧急启动信号逻辑判断单元、直流泵远控位逻辑判断单元和启动控制单元，启动控制单元通过直流启动盘与直流泵连接，其中，
所述交流泵信号逻辑判断单元用于接收交流泵相关信号，并在接收到交流泵相关信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述润滑油压力信号逻辑判断单元用于接收润滑油供油压力低信号，并在接收到润滑油供油压力低信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元用于在接收到直流泵紧急启动信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵远控位逻辑判断单元用于在接收到远程控制信号时使启动控制单元回路自锁。
所述启动控制单元包括单触点继电器12、13、14、15、16、17、18，单触点继电器12的常闭触点与单触点继电器13的常闭触点串联，单触点继电器14的常闭触点与单触点继电器15的常闭触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将单触点继电器12、13、14、15的常闭触点形成驱动单触点继电器16、17、18的两并两串结构；当继电器单触点继电器12、13、14、15的线包带电及常闭触开点断开时，单触点继电器16、17、18的线包失电及常闭触点闭合，启动控制单元与直流启动盘导通。
所述交流泵信号逻辑判断单元包括三组判断单元，当任一组判断单元接收到交流泵相关信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
所述的三组判断单元中，第一组判断单元包括单触点继电器1、单触点继电器2和时间继电器1，第二组判断单元包括单触点继电器3、单触点继电器4和时间继电器2，第三组判断单元包括单触点继电器5、单触点继电器6和时间继电器3；其中，单触点继电器1的常开触点与单触点继电器2的常开触点串联后通过时间继电器1与启动控制单元连接，单触点继电器3的常开触点与单触点继电器4的常开触点串联后通过时间继电器2与启动控制单元连接，单触点继电器5的常开触点与单触点继电器6的常开触点串联后通过时间继电器3控制启动控制单元与直流启动盘导通。
所述交流泵相关信号包括分别与三组判断单元对应的停止信号、故障信号和出口压力低信号。
所述润滑油压力信号逻辑判断单元采用三重冗余设计，包括分别通过压力开关接收润滑油供油压力低信号的双触点继电器7、双触点继电器8和单触点继电器9；其中，双触点继电器7的常开触点1与双触点继电器8的常开触点1串联，双触点继电器7的常开触点2与双触点继电器8的常开触点2串联后再与单触点继电器9的常开触点串联；当润滑油压力信号逻辑判断单元接收到任意两个润滑油供油压力低信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元包括双触点继电器10，双触点继电器10的常开触点1与常开触点2并联，当直流泵紧急启动信号逻辑判断单元接收到直流泵紧急启动信号时启动控制单元与直流启动盘导通。
所述直流泵远控位逻辑判断单元包括双触点继电器11，双触点继电器11的常开触点1与单触点继电器12的常开触点串联，双触点继电器11的常开触点2与单触点继电器13的常开触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将双触点继电器11、单触点继电器12和单触点继电器13形成两并两串的结构。
采用本发明的优点在于：
1、本发明将直流泵的启动条件设置五种类别进行判断，分别是交流泵的运行状态、交流泵的故障状态、交流泵的出口压力、润滑油供油压力和紧急启动按钮，采用五种判断条件实现直流泵的启动，能够在出现任意事故工况时自动启动直流泵为机组的安全停机提供润滑油，具有响应及时、可靠性高等优点。
2、本发明针对交流泵的运行状态、交流泵的故障状态和交流泵的出口压力这三种类别设置了时间继电器，时间继电器的时间可调，通过时间继电器设置能够防止信号干扰带来的误动作，提高了装置运行的可靠性。
3、本发明针对润滑油供油压力设置三点压力开关，继电器硬件三重冗余，通过三取二进行硬件逻辑处理，提高了控制装置可靠性。
4、本发明设置了紧急启动按钮端口，具备运行人员手动控制的后备控制方式。
5、本发明未设置直流泵停止指令，启动回路具备自锁功能，有效地提高了控制装置可靠性。
6、本发明所述的控制装置采用纯继电器搭建而成，继电器选型可靠。且最终的启动指令继电器设置成长带电型，控制装置在失电的情况能正确发出启动指令，保证了启动的及时性。
7、本发明中继电器的供电采用冗余24VDC设计，直流泵启动指令采用三重冗余设计，提高了装置的可靠性。
附图说明
图1本发明的原理图。
具体实施方式
本发明公开了一种燃气轮机直流泵控制装置，用于在事故工况下为燃气轮机发电机组提供润滑油。该控制装置全部采用继电器搭建而成，继电器的供电采用冗余24VDC，设置输入接线端子、输出接线端子和电源接线端子。该控制装置主要分为逻辑判断区和信号输出区。逻辑判断区对参与控制的输入信号进行预处理，并利用继电器辅助触点搭建直流泵的控制逻辑。信号输出区将装置处理后的启动信号送给直流启动盘，完成直流泵的启动。
目前燃气轮机发电机组的润滑油系统通常包括两台交流泵和一台直流润滑滑泵，设定两台交流泵分别为交流泵A和交流泵B。本发明选定交流泵A停止、交流泵B停止信号、交流泵A故障信号、交流泵B故障信号、交流泵A出口压力低信号、交流泵B出口压力低信号、润滑油供油压力低信号-1/-2/-3、直流泵紧急启动信号和直流泵远控位信号这11个信号作为参与控制的输入信号。其中，交流泵A停止、交流泵B停止信号、交流泵A故障信号和交流泵B故障信号这四个信号来自交流泵马达控制盘，交流泵A出口压力低信号、交流泵B出口压力低信号和润滑油供油压力低信号-1/-2/-3这五个信号来自就地管道上的压力开关，直流泵紧急启动信号来自布置在集控室的紧急启动按钮，直流泵远控位信号来自直流启动盘。当接收到这11个信号中的相关信号时，控制装置将对信号进行处理并将处理后的启动信号送给直流启动盘，完成直流泵的启动。
具体的，如图1所示，所述控制装置包括交流泵信号逻辑判断单元、润滑油压力信号逻辑判断单元、直流泵紧急启动信号逻辑判断单元、直流泵远控位逻辑判断单元和启动控制单元，启动控制单元通过直流启动盘与直流泵连接，其中，
所述交流泵信号逻辑判断单元用于接收交流泵相关信号，并在接收到交流泵相关信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述润滑油压力信号逻辑判断单元用于接收润滑油供油压力低信号，并在接收到润滑油供油压力低信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元用于在接收到直流泵紧急启动信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵远控位逻辑判断单元用于在接收到远程控制信号时使启动控制单元回路自锁，即启动控制单元在直流泵远控位逻辑判断单元接收到远程控制信号时，回路自锁，实现直流泵的停止由运行人员人为确认操作，确保机组安全运行。
所述启动控制单元包括单触点继电器12、13、14、15、16、17、18，单触点继电器12的常闭触点与单触点继电器13的常闭触点串联，单触点继电器14的常闭触点与单触点继电器15的常闭触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将单触点继电器12、13、14、15的常闭触点形成驱动单触点继电器16、17、18的两并两串结构；当继电器单触点继电器12、13、14、15的线包带电及常闭触开点断开时，单触点继电器16、17、18的线包失电及常闭触点闭合，启动控制单元与直流启动盘导通。
进一步的，正常情况下, 单触点继电器16、17、18的线包带电，单触点继电器16、17、18的常闭触点断开，控制装置不发出直流泵启动指令-1/2/3。当控制装置在直流泵启动判断条件五种类别中（交流泵A/B停止、交流泵A/B故障、交流泵A/B出口压力低、润滑油供油压力低、紧急启动按钮）的任意一类别触发启动时，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12的常闭触点断开，单触点继电器13的常闭触点断开，单触点继电器14的常闭触点断开，单触点继电器15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，控制装置发出直流泵启动指令-1/2/3。该回路实现在控制装置失电的情况下，能准确发出直流泵启动指令。
所述交流泵信号逻辑判断单元包括三组判断单元，所述交流泵相关信号包括分别与三组判断单元对应的停止信号、故障信号和出口压力低信号, 且优选第一组判断单元通过交流泵控制盘接收交流泵A和交流泵B的停止信号，第二组判断单元通过交流泵控制盘接收交流泵A和交流泵B的故障信号，第三组判断单元通过压力开关接收交流泵A和交流泵B的出口压力信号。当任一组判断单元接收到交流泵相关信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
进一步的，所述的三组判断单元中，第一组判断单元包括单触点继电器1、单触点继电器2和时间继电器1，第二组判断单元包括单触点继电器3、单触点继电器4和时间继电器2，第三组判断单元包括单触点继电器5、单触点继电器6和时间继电器3；其中，单触点继电器1的常开触点与单触点继电器2的常开触点串联后通过时间继电器1与启动控制单元连接，单触点继电器3的常开触点与单触点继电器4的常开触点串联后通过时间继电器2与启动控制单元连接，单触点继电器5的常开触点与单触点继电器6的常开触点串联后通过时间继电器3控制启动控制单元与直流启动盘导通。
当单触点继电器1的常开触点和单触点继电器2的常开触点闭合时，时间继电器1的线包带电，时间继电器1的常开触点延时闭合，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12、13、14、15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，发出直流泵启动指令-1/2/3，实现在交流泵A和交流泵B都停止的情况下，发出启动直流泵的启动指令。
当单触点继电器3的常开触点和单触点继电器4的常开触点闭合时，时间继电器2的线包带电，时间继电器2的常开触点延时闭合，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12、13、14、15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，发出直流泵启动指令-1/2/3，实现在交流泵A和交流泵B都故障的情况下，发出启动直流泵的启动指令。
当单触点继电器5的常开触点和单触点继电器6的常开触点闭合时，时间继电器3的线包带电，时间继电器3的常开触点延时闭合，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12、13、14、15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，发出直流泵启动指令-1/2/3，实现在交流泵A出口压力低和交流泵B出口压力低的情况下，发出启动直流泵的启动指令。
所述润滑油压力信号逻辑判断单元采用三重冗余设计，包括分别通过压力开关接收润滑油供油压力低信号的双触点继电器7、双触点继电器8和单触点继电器9；其中，双触点继电器7的常开触点1与双触点继电器8的常开触点1串联，双触点继电器7的常开触点2与双触点继电器8的常开触点2串联后再与单触点继电器9的常开触点串联；当润滑油压力信号逻辑判断单元接收到任意两个润滑油供油压力低信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
进一步的，在双触点继电器7的常开触点1和双触点继电器8的常开触点1闭合，或双触点继电器8的常开触点2和单触点继电器9的常开触点闭合，或双触点继电器7的常开触点2和单触点继电器9的常开触点闭合的三种情况下，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12、13、14、15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，发出直流泵启动指令-1/2/3，实现在润滑油供油压力低（三取二）的情况下，发出启动直流泵的启动指令。
所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元包括双触点继电器10，双触点继电器10的常开触点1与常开触点2并联，当直流泵紧急启动信号逻辑判断单元接收到直流泵紧急启动信号时启动控制单元与直流启动盘导通。
进一步的，在双触点继电器10的常开触点1或双触点继电器10的常开触点2闭合时，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12、13、14、15的常闭触点断开，单触点继电器16、17、18的线包失电，单触点继电器16、17、18的常闭触点闭合，发出直流泵启动指令-1/2/3，实现在直流泵紧急启动按钮按下的情况下，发出启动直流泵的启动指令。
所述直流泵远控位逻辑判断单元包括双触点继电器11，双触点继电器11的常开触点1与单触点继电器12的常开触点串联，双触点继电器11的常开触点2与单触点继电器13的常开触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将双触点继电器11、单触点继电器12和单触点继电器13形成两并两串的结构。
进一步的，当直流泵处于远控位时，双触点继电器11的常开触点1和常开触点2闭合，控制装置在直流泵启动判断条件五种类别中（交流泵A/B停止、交流泵A/B故障、交流泵A/B出口压力低、润滑油供油压力低、紧急启动按钮）的任意一类别触发启动时，单触点继电器12、13、14、15的线包带电，单触点继电器12的常开触点闭合，单触点继电器13的常开触点闭合，与双触点继电器11的常开触点1和常开触点2组合成自锁回路生效，直流泵启动的五种类别触发条件恢复正常时，单触点继电器12、13、14、15因自锁回路生效，线包仍然带电，直流泵启动指令-1/2/3仍然一直发出，直至运行人员将直流泵切换至就地控制模式，直流泵远控位信号消失，双触点继电器11的常开触点1和常开触点2断开，自锁回路复归，实现控制装置只发出直流泵启动指令，不设置停止指令，直流泵的停止由运行人员人为确认操作，确保机组安全运行。
本发明能够在出现任意事故工况时自动启动直流泵为机组的安全停机提供润滑油，具有响应及时、可靠性高等优点。克服了现有燃气轮机中直流泵控制技术存在上述启动指令的可靠性难以保证、逻辑程序执行故障难以在线排查等技术问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (7)

1.一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：包括交流泵信号逻辑判断单元、润滑油压力信号逻辑判断单元、直流泵紧急启动信号逻辑判断单元、直流泵远控位逻辑判断单元和启动控制单元，启动控制单元通过直流启动盘与直流泵连接，其中，
所述交流泵信号逻辑判断单元用于接收交流泵相关信号，并在接收到交流泵相关信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述润滑油压力信号逻辑判断单元用于接收润滑油供油压力低信号，并在接收到润滑油供油压力低信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元用于在接收到直流泵紧急启动信号时使启动控制单元与直流启动盘导通；
所述直流泵远控位逻辑判断单元用于在接收到远程控制信号时使启动控制单元回路自锁；
所述启动控制单元包括单触点继电器12、13、14、15、16、17、18，单触点继电器12的常闭触点与单触点继电器13的常闭触点串联，单触点继电器14的常闭触点与单触点继电器15的常闭触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将单触点继电器12、13、14、15的常闭触点形成驱动单触点继电器16、17、18的两并两串结构；当单触点继电器12、13、14、15的线包带电及常闭触点断开时，单触点继电器16、17、18的线包失电及常闭触点闭合，启动控制单元与直流启动盘导通。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述交流泵信号逻辑判断单元包括三组判断单元，当任一组判断单元接收到交流泵相关信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述的三组判断单元中，第一组判断单元包括单触点继电器1、单触点继电器2和时间继电器1，第二组判断单元包括单触点继电器3、单触点继电器4和时间继电器2，第三组判断单元包括单触点继电器5、单触点继电器6和时间继电器3；其中，单触点继电器1的常开触点与单触点继电器2的常开触点串联后通过时间继电器1与启动控制单元连接，单触点继电器3的常开触点与单触点继电器4的常开触点串联后通过时间继电器2与启动控制单元连接，单触点继电器5的常开触点与单触点继电器6的常开触点串联后通过时间继电器3控制启动控制单元与直流启动盘导通。
4.根据权利要求2所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述交流泵相关信号包括分别与三组判断单元对应的停止信号、故障信号和出口压力低信号。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述润滑油压力信号逻辑判断单元采用三重冗余设计，包括分别通过压力开关接收润滑油供油压力低信号的双触点继电器7、双触点继电器8和单触点继电器9；其中，双触点继电器7的常开触点1与双触点继电器8的常开触点1串联，双触点继电器7的常开触点2与双触点继电器8的常开触点2串联后再与单触点继电器9的常开触点串联；当润滑油压力信号逻辑判断单元接收到任意两个润滑油供油压力低信号时，启动控制单元与直流启动盘导通。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述直流泵紧急启动信号逻辑判断单元包括双触点继电器10，双触点继电器10的常开触点1与常开触点2并联，当直流泵紧急启动信号逻辑判断单元接收到直流泵紧急启动信号时启动控制单元与直流启动盘导通。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机直流泵控制装置，其特征在于：所述直流泵远控位逻辑判断单元包括双触点继电器11，双触点继电器11的常开触点1与单触点继电器12的常开触点串联，双触点继电器11的常开触点2与单触点继电器13的常开触点串联，两条串联回路之间增加桥型连接，将双触点继电器11、单触点继电器12和单触点继电器13形成两并两串的结构。
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