CN113653542A

CN113653542A - 一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统

Info

Publication number: CN113653542A
Application number: CN202110815950.XA
Authority: CN
Inventors: 刘锋; 王超; 唐田; 金晶; 李渊
Original assignee: Guangdong Yudean Jinghai Power Generation Co ltd
Current assignee: Guangdong Yudean Jinghai Power Generation Co ltd
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-11-16

Abstract

一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，包括：进汽管道、热电偶、保护套管、补偿导线和DCS控制装置；DCS控制装置包括接线端子板、连接电缆、温度卡件、通道背板和主控制器，主控制器中含有用于对接收到的信号进行逻辑运算的逻辑模块，热电偶的正负极两个输出端子按照正对正、负对负的方式连接补偿导线两芯的其中一端，补偿导线两芯的另外一端按照正对正、负对负的方式连接端子板的接线端子，端子板再通过连接电缆与温度卡件连接，温度卡件和主控制器插在背板的插槽上。本发明极大地提高了蒸汽温度变化监视的准确性和汽轮机防进水保护动作的可靠性。

Description

一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统。

背景技术

火力发电厂蒸汽的温度监控对于判断汽轮机是否进水具有重大参考意义。锅炉燃烧产生的高温高压蒸汽通过进汽管道进入汽轮机，机组正常运行过程中，蒸汽温度偏离额定参数一般不会超过20℃。当蒸汽温度下降过多时，尤其是当下降温度数超过过热度时，汽轮机存在进水的风险。按照二十五项反措8.3.4的规定，机组正常运行时，主、再热蒸汽温度在10分钟内突然下降50℃，汽轮机应立即打闸。而目前火力发电厂对于主、再热蒸汽的温度监视测量存在以下问题：

一、部分电厂仅通过测量装置将温度测点引入控制系统监视瞬时值，监测不到主、再热蒸汽温度在10分钟内的下降值。

二、部分电厂将温度引入控制系统后基于控制系统的逻辑模块对主、再热蒸汽温度在10分钟内的下降值进行了监视和报警保护，但是时间精度较低，报警保护动作不可靠。

三、部分电厂将温度引入控制系统后基于控制系统的逻辑模块对蒸汽温度在10分钟内的下降值进行了监视和报警保护，时间精度满足要求，但是组态程序冗长，占据了控制器大量的负荷率和块地址，容易造成控制器死机。

要想提高蒸汽温度在10分钟内下降值监视的准确性和确保报警保护动作的可靠性，需要选用合适的测量仪表和可靠的控制系统，同时还需要结合合适的逻辑模块来准确监测蒸汽温度在10分钟内的下降值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，可准确测量蒸汽温度在10分钟内下降的具体数值，提高参数监视的准确性和确保报警保护动作的可靠性。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，其特征是包括：

用于伸入并测量火力发电厂汽轮机设有的输送高温高压蒸汽进汽管道(1)内蒸汽温度的测量仪表热电偶(2)；

套在热电偶外用于辅助测量及保护热电偶的保护套管(3)；

用于伸入并测量进汽管道内蒸汽温度的测量仪表K分度热电偶2；

套在热电偶2外用于辅助测量及保护热电偶2的保护套管3；

用于传输和补偿热电偶2测量输出信号的两芯补偿导线4；

用于接收补偿导线4传输过来的测量信号并对其进行处理转换和逻辑运算的DCS控制装置5；

所述DCS控制装置5又包括端子板NTAI06 201、电缆NKAS01 202、温度卡件ASI23203、背板MMU22 204和主控制器BRC400 205(图2中所有的设备均为DCS控制系统中的一部分，上述部分内容是测量温度所必须的硬件，DCS控制系统还包含其它很多设备)；

所述热电偶2的正负极两个输出端子按照正对正、负对负的方式连接补偿导线4两芯的其中一端，补偿导线4两芯的另外一端按照正对正、负对负的方式连接至DCS控制系统中的端子板NTAI06 201的接线端子，端子板NTAI06 201再通过连接电缆NKAS01 202与温度卡件ASI23 203连接，温度卡件ASI23 203和主控制器BRC400 205插在背板MMU22 204的插槽上。

所述的主控制器BRC400 205包含逻辑模块206，逻辑模块206的组成包括若干取大值模块、若干延时模块DELAY和一个减法模块，连接方式为：

从热电偶2测量得到的输入温度传送到依次连接的第一至第四延时模块20601至20604、第一取大值模块206100、第五至第七延时模块20605至20607、第二取大值模块206200、第八至第十延时模块20608至20610、第三取大值模块206300、第十一至第十三延时模块20611至20613、第四取大值模块206400、第十四至第十五延时模块20614至20615、第五取大值模块206500然后输出10分钟内温度的最大值至减法模块206600；

其中：第一至第三延时模块还分别连接至第一取大值模块，第一取大值模块以及第五、第六延时模块还分别连接至第二取大值模块，第二取大值模块以及第八、第九延时模块还分别连接至第三取大值模块，第三取大值模块以及第十一、第十二延时模块还分别连接至第四取大值模块，第四取大值模块以及第十四延时模块还分别连接至第五取大值模块；

所述的减法模块还同时输入热电偶2测量所得的输入温度，最后输出结果即为10分钟内蒸汽温度的下降值。

所述的逻辑模块206中延时模块的延时时间设置：第一、二、三、四延时模块的延时时间为1秒；第五、六、七延时模块的延时时间为4秒；第八、九、十延时模块的延时时间为16秒；第十一、十二、十三延时模块的延时时间为60秒；第十四、十五延时模块的延时时间为180秒。

所述的热电偶2分度型号为K，精度等级为II级，量程为0～800℃。

所述的补偿导线4其型号为KX-HS-FFP 2x1.0mm²。

有益效果：本发明为了提高蒸汽温度监视的准确性和确保汽轮机防进水报警保护动作的可靠性应用了可靠的测量控制系统，其主要优点有：

1)可以准确测量监视蒸汽温度在10分钟内的下降值，保证了参数监视的准确性和报警保护动作的可靠性。

2)控制系统保护报警功能可靠，时间精度提高到1秒。

3)主控制器运行稳定，负荷占用率低，块地址占用量少。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明蒸汽温度测量流程图；

图2是本发明火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统组成和连接关系示意图；

图3是本发明火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统逻辑模块连接图。

附图标记说明：

1-进汽管道，2-热电偶，3-保护套管，4-补偿导线，5-DCS控制装置；

201-接线端子板NTAI06，202-连接电缆NKAS01，203-温度卡件ASI23，204-背板MMU22，205-主控制器BRC400，206-逻辑模块；

20601至20615-第一至第十五延时模块DELAY，206100至206500–第一至第五取大值模块；206600-减法模块。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明的实施方案作进一步的详细说明。

锅炉燃烧产生的高温高压蒸汽通过进汽管道进入汽轮机，为了测量进汽管道1中蒸汽的温度，在进汽管道1中插入温度热电偶保护套管3，并将温度热电偶2插入保护套管3中。由于温度热电偶2测量冷端不为0℃，通过补偿导线4将温度热电偶2的测量冷端延伸到DCS控制装置5，同时补偿导线4还兼顾传输温度热电偶2测量输出电信号的功能，DCS控制装置5对其接收到测量输出信号进行处理转换和逻辑运算，并将最终结果传递给生产过程控制对象用于控制或者操作员站用于监视。

如图1至图2所示的本发明的系统实施例，包括：用于测量进汽管道内蒸汽温度的测量仪表K分度热电偶2，其外套有用于辅助测量及保护热电偶2的保护套管3，两者一起插入用于输送高温高压蒸汽的进汽管道1中；用于传输和补偿热电偶2测量输出信号的补偿导线4；用于接收补偿导线4传输过来的测量信号并对其进行处理转换和逻辑运算的DCS控制装置5。

DCS控制装置5中的电路部分包括：用于连接补偿导线4并接收测量输出电信号的接线端子板NTAI06 201；用于将接线端子板NTAI06 201的电信号传递给卡件的连接电缆NKAS01 202；用于接收连接电缆NKAS01 202传输过来的电信号并将电信号转换为数字信号的温度卡件ASI23 203；用于传递温度卡件ASI23 203输出的数字信号的通道背板MMU22204；用于接收背板MMU22 204传递的数字信号的主控制器BRC400 205；装载在处理主控制器BRC400 205中用于对接收到的信号进行逻辑运算的逻辑模块206。

如图3所示的本发明的系统逻辑模块206包括：十五个延时模块、五个取大值模块和一个减法模块，连接方式为：

依次连接输入温度和第一、二、三、四延时模块DELAY，四个延时模块DELAY的输出连接到第一取大值模块；依次连接第一取大值模块的输出和第五、六、七延时模块DELAY；第一取大值模块的输出和第五、六、七延时模块DELAY的输出连接到第二取大值模块；依次连接第二取大值模块的输出和第八、九、十延时模块DELAY；第二取大值模块的输出和第八、九、十延时模块DELAY的输出连接到第三取大值模块；依次连接第三取大值模块的输出和第十一、十二、十三延时模块DELAY；第三取大值模块的输出和第十一、十二、十三延时模块DELAY的输出连接到第四取大值模块；依次连接第四取大值模块的输出和第十四、十五延时模块DELAY；第四取大值功能块的输出和第十四、十五延时功能块DELAY的输出连接到第五取大值功能块；第五取大值功能块的输出温度即为10分钟内温度的最大值；输入温度和输出温度连接到减法模块，输出结果即为10分钟内蒸汽温度的下降值。

工作过程

参见图1，热电偶2插入保护套管3中，通过保护套管3测量进汽管道1蒸汽的温度，热电偶2基于热电效应将测得的温度转换为毫伏级别的输出电信号，热电偶2的两个输出端子按照正对正，负对负方式与补偿导线4两芯的一端相连，并通过补偿导线4传送到DCS控制装置5。

参见图2，控制系统中的端子板NTAI06 201与补偿导线4两芯的另一端按照正对正，负对负方式相连，并将电信号通过连接电缆NKAS01 202传递给温度卡件ASI23 203，温度卡件ASI23 203再将电信号转换为控制器能接收识别的数字信号，温度卡件ASI23 203和主控制器BRC400 205插在背板MMU22 204的插槽上并通过背板通讯，主控制器BRC400 205通过逻辑模块206对接收到的信号进行逻辑运算。

参加图3，逻辑模块对输入温度按照图中模块的连接方式进行逻辑运算，输出温度即为蒸汽温度在10分钟内的最大值，输出温度减去输入温度即为蒸汽温度在10分钟内的下降数值。

Claims

1.一种火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，其特征是：包括一含逻辑模块(206)的主控制器BRC400(205)，逻辑模块的组成又包括第一至第五取大值模块、第一至第十五延时模块DELAY和一个减法模块，连接方式为：

依次连接的第一至第四延时模块(20601至20604)、第一取大值模块(206100)、第五至第七延时模块(20605至20607)、第二取大值模块(206200)、第八至第十延时模块(20608至20610)、第三取大值模块(206300)、第十一至第十三延时模块(20611至20613)、第四取大值模块(206400)、第十四至第十五延时模块(20614至20615)、第五取大值模块(206500)然后输出10分钟内温度的最大值至减法模块(206600)；

其中：第一延时模块输入汽轮机进汽温度，第一至第三延时模块还分别连接至第一取大值模块，第一取大值模块以及第五、第六延时模块还分别连接至第二取大值模块，第二取大值模块以及第八、第九延时模块还分别连接至第三取大值模块，第三取大值模块以及第十一、第十二延时模块还分别连接至第四取大值模块，第四取大值模块以及第十四延时模块还分别连接至第五取大值模块；

所述的减法模块还同时输入进汽温度，最后输出结果即为10分钟内蒸汽温度的下降值。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，其特征是：所述的逻辑模块中延时模块的延时时间设置为：第一、二、三、四延时模块的延时时间为1秒；第五、六、七延时模块的延时时间为4秒；第八、九、十延时模块的延时时间为16秒；第十一、十二、十三延时模块的延时时间为60秒；第十四、十五延时模块的延时时间为180秒。

3.根据权利要求1或2所述的火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，其特征是：所述的热电偶分度型号为K，精度等级为II级，量程为0～800℃。

4.根据权利要求1或2所述的火力发电厂汽轮机进汽温度测量控制系统，其特征是：所述的补偿导线型号为KX-HS-FFP 2x1.0mm²。