CN114673567A - 一种汽轮机转速控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机技术领域，公开一种汽轮机转速控制方法及系统，方法包括以下步骤：S1、增设预临界转速区；S2、将预临界转速区的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配设置；S3、根据汽轮机的有效转速设定值判断汽轮机转速是否进入预临界转速区内；S4、根据汽轮机的转速测量值判断汽轮机转速是否进入临界转速区内；S5、若步骤S3和S4中的任一项判据成立，则执行步骤S6；S6、判断汽轮机的预设升速率是否小于临界转速区的最小升速率，若是，则将汽轮机的有效升速率设置为最小升速率，根据有效升速率对汽轮机进行升速。本发明可以避免汽轮机进入临界转速区后退出升速，还改进了汽轮机控制系统的复位逻辑。

Description

一种汽轮机转速控制方法及系统

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，尤其涉及一种汽轮机转速控制方法及系统。

背景技术

由于汽轮机转子各部分质心不会都严格处于转轴上，故汽轮机转动时会 出现横向干扰，在某些转速区域轴系振动会增大，这些转速区域即为临界转 速区。为保证机组正常工作并尽量减小振动，需尽量使其避开临界转速区运 转。在机组升速过程中不可避免会经过临界转速区，一般要求保持较高的升 速率，以尽快通过临界转速区。

现有技术具有以下缺陷：若操作员设置的预设升速率低于临界转速区内 最小升速率阈值，在判断进入临界转速区后，再切换升速率，由于转子的实 时升速率增大需要时间，并不能立即达到最小升速率阈值以上，这样就仍然 会触发临界转速区内升速率低信号，导致汽轮机退出升速；汽轮机的控制系 统在惰转过程中复位，若汽轮机转速的刚好进入临界转速区内，可能会导致 汽轮机的有效转速设定值被保持住，进而导致复位失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提 供一种汽轮机转速控制方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种汽轮机转速控制 方法，包括以下步骤：

S1、增设预临界转速区；

S2、将所述预临界转速区的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速 匹配设置；

S3、根据所述汽轮机的有效转速设定值判断所述汽轮机转速是否进入预 临界转速区内；

S4、根据所述汽轮机的转速测量值判断所述汽轮机转速是否进入临界转 速区内；

S5、若所述步骤S3和S4中的任一项判据成立，则执行步骤S6，否则， 根据所述汽轮机的预设升速率对所述汽轮机进行升速；

S6、判断所述汽轮机的预设升速率是否小于所述临界转速区的最小升速 率，若是，则将所述汽轮机的有效升速率设置为所述最小升速率，根据所述 有效升速率对所述汽轮机进行升速，否则，根据所述预设升速率对所述汽轮 机进行升速。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述步骤S2还包括：

S21、判断所述汽轮机的预设目标转速是否设置在所述预临界转速区或临 界转速区内，若是，则修正所述预设目标转速，使修正后的目标转速不在所 述临界转速区和预临界转速区的范围内。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述步骤S21中的修 正预设目标转速包括：

将所述预设目标转速设置为所述预临界转速区的下限转速，作为所述修 正后的目标转速。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述步骤S3的判据如 下：

当所述汽轮机的有效转速设定值大于所述预临界转速区的下限转速，且 小于所述预临界转速区的上限转速时，则判定所述汽轮机转速进入所述预临 界转速区内；

所述步骤S4的判据如下：

当所述汽轮机的转速测量值大于所述临界转速区的下限转速，且小于所 述临界转速区的上限转速时，判定所述汽轮机转速进入所述临界转速区内。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述步骤S5还包括：

将所述步骤S3和步骤S4的判断结果取反后，进行与门逻辑运算，对与 门运算结果进行前延时处理，若与运算结果为非，则执行步骤S6。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述方法还包括：

当所述汽轮机转速进入所述预临界转速区内或所述汽轮机转速进入所述 预临界转速区内时，闭锁所述复位单元，以禁止所述复位单元输出复位脉冲。

本发明还构造了一种汽轮机转速控制系统，包括：

预临界转速区设置单元，用于增设预临界转速区，将所述预临界转速区 的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配设置；

第一判断单元，用于根据所述汽轮机的有效转速设定值判断所述汽轮机 转速是否进入预临界转速区内，并输出第一判断结果；

第二判断单元，用于根据所述汽轮机的转速测量值判断所述汽轮机转速 是否进入临界转速区内，并输出第二判断结果；

升速率设置单元，用于根据所述第一判断结果和第二判断结果设置汽轮 机的有效升速率，若所述第一判断结果和第二判断结果中任一项为是，则判 断所述汽轮机的预设升速率是否小于临界转速区的最小升速率，若是，则将 所述有效升速率设置为所述最小升速率，否则，将有效升速率设置为所述预 设升速率，根据所述有效升速率对所述汽轮机进行升速。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制系统中，所述系统还包括：

预设目标转速修正单元，用于判断所述汽轮机的预设目标转速是否设置 在所述临界转速区或预临界转速区内，若是，则将所述预设目标转速设置为 所述预临界转速区的下限转速，作为所述修正后的目标转速，使修正后的目 标转速不在所述临界转速区和预临界转速区的范围内。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述升速率设置单元 包括：

第一非门逻辑单元，用于对所述第一判断结果和第二判断结果进行非门 逻辑运算，并对应输出第一判断结果取反值和第二判断结果取反值；

第二与门逻辑单元，用于对所述第一判断结果取反值和第二判断结果取 反值进行与门逻辑运算，并输出与门判断结果；

第一前延时处理单元，用于对所述与门判断结果进行前延时处理，并输 出延时后与门判断结果，所述升速率设置单元根据所述延时后与门判断结果 设置所述有效升速率。

优选地，在本发明所述的汽轮机转速控制方法中，所述汽轮机包括用于 输出复位脉冲的复位单元，所述第一判断结果和第二判断结果还用于闭锁所 述复位单元，以禁止所述复位单元输出复位脉冲。

本发明具有以下有益效果：提供一种汽轮机转速控制方法及系统，通过 增设预临界转速区，提前进行预设升速率的判断，若汽轮机的预设升速率小 于临界转速区的最小升速率，则将重新设置汽轮机的有效升速率，以保证在 汽轮机转速正式进入临界转速区后，汽轮机的实测升速率不低于临界转速区 的最小升速率，进而避免汽轮机退出升速，并且还改进了汽轮机控制系统的 复位逻辑，使汽轮机在惰转过程中，即使进入临界转速区后进行复位，有效 转速设定值也不会被保持住，进而避免复位失败。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的汽轮机转速控制方法的流程图；

图2是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的步骤S3的实施例逻辑图；

图3是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的步骤S4的实施例逻辑图；

图4是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的步骤S21的流程图；

图5是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的复位单元的逻辑图；

图6是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的有效转速设定值设置单元 的逻辑图；

图7是本发明提供的汽轮机转速控制方法中的转速负荷控制器的逻辑图；

图8是本发明提供的汽轮机转速控制系统的逻辑图；

图9是本发明提供的汽轮机转速控制系统中的升速率设置单元的逻辑图；

图10是本发明提供的汽轮机转速控制系统中的改进后复位单元的逻辑图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图 详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明构造了一种汽轮机转速控制方法，包括步骤：S1、 S2、S3、S4、S5和S6。

S1、增设预临界转速区。

S2、将预临界转速区的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配 设置。预临界转速区的作用在于，当操作员设置的预设升速率低于临界转速 区的最小升速率时，则在汽轮机转速升速至预临界转速区后，提前进行预设 升速率的判断，从而保证在汽轮机转速正式进入临界转速区后，汽轮机的实 测升速率不低于临界转速区的最小升速率。

S3、根据汽轮机的有效转速设定值判断汽轮机转速是否进入预临界转速 区内。

进一步地，步骤S3的具体判据如下：当有效转速设定值大于预临界转速 区的下限转速，且小于预临界转速区的上限转速时,则判定汽轮机转速进入 第一预临界转速区内。如图2所示，以第一预临界转速区为例，在预临界转 速区判断功能启用(FGNF1为高电平)情况下，减法器21将临界转速区的下 限转速GSP1A减去预临界转速区的转速范围PCRIT1的差值作为预临界转速区 的下限转速，临界转速区的下限转速GSP1A(步骤S1可知)作为预临界转速 区的上限转速，有效转速设定值和预临界转速区的下限转速分别输入到第一 比较器22，有效转速设定值和预临界转速区的上限转速分别输出到第二比较 器23，若有效转速设定值大于预临界转速区的下限转速时，则第一比较器22 的输出高电平，若有效转速设定值小于预临界转速区的上限转速时，则第二 比较器23的输出高电平，此时，第三与门逻辑单元24输出高电平，即第一 或门逻辑单元25输出高电平，即汽轮机转速进入预临界转速区内。具体的， 其它预临界转速区的判断方法类似，在此不再一一叙述。

S4、根据汽轮机的转速测量值判断汽轮机转速是否进入临界转速区内。

如图3所示，以第一临界转速区为例，在临界转速区判断功能启用(FGNF1 为高电平)情况下，步骤S4的具体判据如下：当汽轮机的转速测量值大于临 界转速区的下限转速，且小于临界转速区的上限转速时，判定汽轮机转速进 入临界转速区内。其中，临界转速区的下限转速为GSP1A，临界转速区的上限 转速为GSP1E。其它临界转速区的判断方法类似，在此不再一一叙述。

如图3所示，转速测量值通过微分器计算出转速测量值实际升速率，在 没有触发跳机状态信号TRIP情况下，若汽轮机转速进入临界转速区内，计算 的实际升速率低于临界转速区内允许的最小升速率阈值GNTGRD时，触发临界 转速区内升速率低信号ANFABR。由于RS触发器作用，只有当触发临界转速区 内升速率低信号ANFABR的触发条件不再满足，且汽机不在临界转速区内，才 可以通过跳机复位脉冲SWFQ将汽轮机进行复位。

S5、若步骤S3和S4中的任一项判据成立，则执行步骤S6，否则，根据 汽轮机的预设升速率对汽轮机进行升速。

S6、判断汽轮机的预设升速率是否小于临界转速区的最小升速率，若是， 则将汽轮机的有效升速率设置为最小升速率，根据有效升速率对汽轮机进行 升速，否则，根据预设升速率对汽轮机进行升速。

在本发明的方法中，由于步骤S3和步骤S4的判断方式不同、以及执行 步骤S3和步骤S4的控制器的处理时间不同步等原因，在汽轮机升速经过预 临界转速区和临界转速区交界位置时，可能会判断汽轮机转速未进入临界转 速区内，并同时判断汽轮机转速未进入预临界转速区内，即步骤S3和步骤S4 的判断结果均为非，导致出现已通过预临界转速区和临界转速区的误判，进 而使有效升速率重新设置为预设升速率，导致有效升速率瞬时异常切换，进 而导致后续的逻辑运算混乱。在一些实施例中，步骤S5还包括：将步骤S3 和步骤S4的判断结果取反后，进行与门逻辑运算，并对与门运算结果进行前 延时处理，若与门运算结果为非，则执行步骤S6，这样可以有效消除逻辑干 扰。其中，与门的逻辑运算如下：若汽轮机转速进入临界转速区内或进入预 临界转速区内时，与门运算结果为非，反之，只有汽轮机转速未进入临界转 速区内和预临界转速区内时，与门运算结果为是。

其中，前延时处理是指与门运算结果从是翻转到非或从非翻转到是时， 不能立即翻转，需要经过延时后才能翻转。使汽轮机升速经过预临界转速区 和临界转速区交界位置的瞬间，即使步骤S3和步骤S4的判断结果同时为否 时，与门判断结果也不会立即翻转，由于汽轮机转速正在升速，所以经过延 时后，汽轮机渡过交界位置，步骤S3和步骤S4的判断结果必然不会同时为 否，从而避免有效升速率立即设置为预设升速率而造成后续的逻辑运算混乱。 在一些实施例中，延时时间可以为0.25s。

进一步地，为了确保汽轮机转速进入预临界转速区后，使汽轮机的预设 升速率切换逻辑能够正常实现，如图4所示，步骤S2还包括步骤S21：判断 汽轮机的预设目标转速是否设置在临界转速区或预临界转速区内，若是，则 修正预设目标转速，使修正后的目标转速不在临界转速区和预临界转速区的 范围内。具体的，汽轮机的预设目标转速是否设置在临界转速区或预临界转 速区内的判据如下：当汽轮机的预设目标转速大于临界转速区的下限转速， 且小于临界转速区的上限转速时，则判定汽轮机的预设目标转速设置在临界转速区内；当汽轮机的预设目标转速大于预临界转速区的下限转速，且小于 预临界转速区的上限转速时，则判定汽轮机的预设目标转速设置在预临界转 速区内。

更进一步地，当预设目标转速设置在临界转速区或预临界转速区内时， 将预设目标转速设置为预临界转速区的下限转速，作为修正后的目标转速。

如图5和图6所示，在一些实施例中，汽轮机包括用于输出复位脉冲的 复位单元、以及有效转速设定值设置单元。

如图5，复位单元包括第一或门逻辑805、第一与门逻辑单元806、第三 前延时处理单元803和复位控件804。其工作原理如下：在没有跳机信号(跳 机信号TRIP为低电平时)、维修钥匙已退出(FGVEX为低电平时)且汽机盘车 已投运情况下，第一或门逻辑805输出高电平，第一与门逻辑单元806也输 出高电平，此时操作员可以通过向复位控件的置位端(包括A1引脚和A2引 脚)输入置位值，使置RS触发器置位，经第二前延时单元处理后，复位控件输出复位脉冲SWFQ，进而复位汽轮机控制系统的跳机状态(跳机状态是指汽 轮机控制系统跳闸)。

如图6所示，有效转速设定值设置单元的工作原理如下：当预设目标转 速在预临界转速区或临界转速区内时，将汽轮机的目标转速设置为修正后的 目标转速；当触发跳机信号TRIP(在汽轮机控制系统跳闸时触发为高电平) 或触发临界转速区内升速率低信号ANFABR，将汽轮机的目标转速设置为转速 测量值与预设常数K1的差；在汽轮机正常工作时，汽轮机的有效转速设定值 设置为目标转速；当汽轮机的控制系统重新合闸并复位(操作员利用复位单 元输出复位脉冲SWFQ)时，同时汽轮机的控制系统会输出汽轮机已复位信号， 使有效转速设定值设置单元中的STOP逻辑单元输出STOPNS信号，使汽轮机 的有效转速设定值设置保持在当前值，直到操作员复位汽轮机已复位信号， 才能使汽轮机重新追踪目标转速。

有效转速设定值设置单元中的设计值控件的运算逻辑如下：当其S端有 条件满足时，设计值控件输出SV端的对应值。当NSNF为高电平时(触发跳 机信号TRIP或触发临界转速区内升速率低信号ANFABR时)，设计值控件的输 出值为转速测量值与预设常数K1的差；当VGNSSP为高电平时(预设目标转 速在临界转速区内)，设计值控件的输出值为修正后的目标转速VGNSK。并且， 其设置优先级从上往下递增，按优先级较高条件控制，即触发跳机信号TRIP 和触发临界转速区内升速率低信号ANFABR的设置优先级比预设目标转速修正处理的优先级高。

在本发明的方法中，由于汽轮机转速是否进入临界转速区是通过转速测 量值来判断的，而汽轮机转速是否进入预临界转速区则通过有效转速设定值 来判断的，所以转速测量值不在临界转速区时，目标转速(转速测量值与预 设常数K1的差)则可能刚好在临界转速区内，此时汽轮机仍会被判断为未进 入临界转速区。为避免在汽轮机惰转进入临界转速区内时，控制系统刚好进 行复位，使汽轮机的有效转速设定值仍然保持在当前值，使测量到的实测升 速率低，进而触发临界转速区内升速率低信号ANFABR，使汽轮机的有效转速设定值持续跟随转速测量值与预设常数K1的差而不断降速，导致复位失败。 在一些实施例中，本发明方法还包括以下步骤：当汽轮机转速进入预临界转 速区内或汽轮机转速进入预临界转速区内时，闭锁复位单元，以禁止所述复 位单元输出复位脉冲，从而有效地防止汽轮机复位失败。

如图7所述，汽轮机还包括转速负荷控制器，其工作原理如下：将有效 转速设定值与转速测量值的差值除以额定转速(额定转速未图示)，得到转速 偏差百分比。该转速偏差百分比一路除以转速不等率K1，作为PI调节器的输 入信号；另一路乘以转速前馈增益KDN后直接作用于PI调节器的输出端，将 PI调节器的输出值和转速前馈增益量的和作为最终的蒸汽需求值YNPR，输出 至汽轮机的阀门控制逻辑单元，进而计算对应的驱动指令，控制汽轮机的阀 门开度，进而调节阀门进汽量，从而将汽轮机转速控制在设定值。

如果汽轮机处于同步并网状态，则图7中的同步并网状态信号LB控制软 件开关切换，计算额定转速与转速测量值之间的偏差，通过调频作用计算对 应的PI调节器的输入值和转速前馈增益量；另一方面，将负荷设定值PSW与 负荷测量值PEL的差值，作为PI调节器的输入信号，负荷设定值乘以负荷前 馈增益KPS作为负荷前馈量，输入至PI调节器的输出端。计算PI调节器的 输出值、转速前馈增益量与负荷前馈量的和，得到同步并网状态下的转速负 荷控制器输出的最终蒸汽需求值YNPR，用于将汽轮机转速控制在额定转速， 且带设定负荷稳定运行。

可理解的，当汽轮机包含多个临界转速区时，对每个临界转速区执行上 述方法，便可以使汽轮机迅速通过各个临界转速区，进而稳定、安全地升速 至预设目标转速。

如图8所示，本发明还构造了一种汽轮机转速控制系统，包括：预临界 转速区设置单元、第一判断单元、第二判断单元和升速率设置单元。

预临界转速区设置单元，用于增设预临界转速区，将预临界转速区的上 限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配设置。预临界转速区的作用在 于，当操作员设置的预设升速率低于临界转速区的最小升速率时，则在汽轮 机转速升速至预临界转速区后，提前进行预设升速率的判断，从而保证在汽 轮机转速正式进入临界转速区后，汽轮机的实测升速率不低于临界转速区的 最小升速率。

第一判断单元，用于根据汽轮机的有效转速设定值判断汽轮机转速是否 进入预临界转速区内，并输出第一判断结果。具体判断过程如下：当汽轮机 的有效转速设定值大于预临界转速区的下限转速，且小于预临界转速区的上 限转速时，则判定汽轮机转速进入预临界转速区内，此时第一判断结果为是； 反之，第一判断结果为非。具体实施逻辑图可参照图2。

第二判断单元，用于根据汽轮机的转速测量值判断汽轮机转速是否进入 临界转速区内，并输出第二判断结果。具体判断过程如下：当汽轮机的转速 测量值大于临界转速区的下限转速，且小于临界转速区的上限转速时，判定 汽轮机转速进入临界转速区内，此时第二判断结果为是；反之，第二判断结 果为非。具体实施逻辑图可参照图3。

升速率设置单元，用于根据第一判断结果和第二判断结果设置汽轮机的 有效升速率。具体的，若第一判断结果和第二判断结果中任一项为是，则判 断汽轮机的预设升速率是否小于临界转速区的最小升速率，若是，则将有效 升速率设置为最小升速率，否则，将有效升速率设置为所述预设升速率，根 据所述有效升速率对汽轮机进行升速。

由于第一判断单元和第二判断单元的判断逻辑不同、以及两者的时基可 能不同，在汽轮机升速经过预临界转速区和临界转速区交界位置时，可能会 判断汽轮机转速未进入临界转速区内，并同时判断汽轮机转速未进入预临界 转速区内，即第一判断结果和第二判断结果均为非，导致出现已通过预临界 转速区和临界转速区的误判，进而使有效升速率瞬间重新设置为预设升速率， 导致有效升速率瞬时异常切换，进而导致后续的逻辑运算混乱。在一些实施 例中，如图9所示，升速率设置单元包括：第一非门逻辑单元100、第二与门逻辑单元200和第一前延时处理单元300。

第一非门逻辑单元100，用于对第一判断结果和第二判断结果进行非门逻 辑运算，并对应输出第一判断结果取反值和第二判断结果取反值。

第二与门逻辑单元200，用于对第一判断结果取反值和第二判断结果取反 值进行与门逻辑运算，并输出与门判断结果。

第一前延时处理单元300，用于对与门判断结果进行前延时处理，并输出 延时后与门判断结果，升速率设置单元根据所述延时后与门判断结果设置有 效升速率。其中，前延时处理是指与门判断结果从是翻转到非或从非翻转到 是时，不能立即翻转，需要经过延时后才能翻转。使汽轮机升速经过预临界 转速区和临界转速区交界位置的瞬间，即使第一判断结果和第二判断同时为 非时，与门判断结果也不会立即翻转，由于汽轮机转速正在升速，所以经过 延时后，汽轮机渡过交界位置，第一判断结果和第二判断结果必然不会同时为非，从而避免有效升速率立即设置为预设升速率而造成后续的逻辑运算混 乱。在一些实施例中，延时时间可以为0.25s。

如图9所示，升速率设置单元还包括第一比较单元400、第一开关500、 第二开关600。

第一比较单元400，用于比较汽轮机的预设升速率与临界转速区的最小升 速率的大小，并输出其较大值。具体的，若最小升速率大于预设升速率，则 输出最小升速率，反之输出预设升速率。

第一开关500，用于根据延时后与门判断结果设置有效升速率。若与门判 断结果为低电平，其第三端和第一端导通；若与门判断结果为高电平，则第 三端和第二端导通。

第一比较单元600，比较汽轮机的预设升速率与应力控制升速率限值的大 小，并输出其较大值。具体的，若预设升速率小于应力控制升速率限值，则 输出预设升速率，反之输出应力控制升速率限值

第二开关700，用于根据汽轮机的应力控制投入信号设置有效升速率。其 导通原理与第一开关500相同，在此不再叙述。

可理解的，升速率设置单元的工作原理如下：第一判断结果和第二判断 结果中任一项为是，都会使与门判断结果为低电平，进而使第一开关500中 的第三端和第一端导通，若汽轮机的预设升速率小于临界转速区的最小升速 率，此时第一开关500将输出最小升速率作为有效升速率；当第一判断结果 和第二判断结果均为非，与门判断结果为高电平，第一开关500中的第二端 和第一端导通，若此时没有触发应力控制投入信号(低电平)，第二开关700 中的第三端和第一端导通，此时第一开关500将输出预设升速率作为有效升 速率。

为了确保汽轮机转速进入预临界转速区后，后续汽轮机的预设目标升速 率切换逻辑能够正常实现，本发明的系统还包括预设目标转速修正单元。

预设目标转速修正单元，用于判断汽轮机的预设目标转速是否设置在临 界转速区或预临界转速区内，若是，则修正预设目标转速，使修正后的目标 转速不在临界转速区和预临界转速区的范围内。具体的，汽轮机的预设目标 转速是否设置在临界转速区或预临界转速区内的判断逻辑如下：当汽轮机的 预设目标转速大于临界转速区的下限转速，且小于临界转速区的上限转速时， 则判定汽轮机的预设目标转速设置在临界转速区内；当汽轮机的预设目标转 速大于预临界转速区的下限转速，且小于预临界转速区的上限转速时，则判 定汽轮机的预设目标转速设置在预临界转速区内。

进一步地，预设目标转速修正单元还用于：当预设目标转速设置在临界 转速区或预临界转速区内时，将预设目标转速设置为预临界转速区的下限转 速，作为修正后的目标转速将预设目标转速。

在一些实施例中，汽轮机包括如图5所示的复位单元、以及如图6所示 的有效转速设定值设置单元。复位单元和有效转速设定值设置单元的作用及 工作原理在此不再一一叙述。

在本发明的系统中，由于汽轮机是否在临界转速区是通过转速测量值来 判断的，而汽轮机转速是否进入预临界转速区则通过有效转速设定值来判断 的，所以转速测量值不在临界转速区时，目标转速则可能刚好在临界转速区 内，此时汽轮机仍会被判断为未进入临界转速区。为避免在汽轮机惰转进入 临界转速区内时，控制系统刚好输出汽轮机已复位信号，使汽轮机的有效转 速设定值仍然保持在当前值，使测量到的实测升速率低，进而触发临界转速 区内升速率低信号ANFABR，使汽轮机的有效转速设定值持续跟随转速测量值 与预设常数K1的差而不断降速，导致复位失败。在一些实施例中，本系统中 的第一判断结果和第二判断结果还用于闭锁复位单元，以禁止复位单元输出 复位脉冲。即当汽轮机转速进入预临界转速区内或汽轮机转速进入预临界转 速区内时，闭锁复位单元，以禁止复位单元输出复位脉冲。

图10是本发明提供的汽轮机转速控制系统中的改进后复位单元的逻辑图。 如图10所示，改进后复位单元包括第二或门逻辑单元801、第二非门逻辑单 元802、第三前延时处理单元803和复位控件804。可理解地，与进改前的复 位单元相比，改进后复位单元的区别在于：第一判断结果或第一判断结果会 使第二或门逻辑单元输出高电平，该高电平经第二非门逻辑单元处理后，翻 转为低电平，进而闭锁复位控件，从而禁止复位单元输出复位脉冲。

可理解的，上述系统同样适用于包含多个临界转速区的汽轮机上。

本发明具有以下有益效果：提供一种汽轮机转速控制方法及系统，通过 增设预临界转速区，提前进行预设升速率的判断，若汽轮机的预设升速率小 于临界转速区的最小升速率，则将重新设置汽轮机的有效升速率，以保证在 汽轮机转速正式进入临界转速区后，汽轮机的实测升速率不低于临界转速区 的最小升速率，进而避免汽轮机退出升速，并且还改进了汽轮机控制系统的 复位逻辑，使汽轮机在惰转过程中，即使进入临界转速区后进行复位，有效 转速设定值也不会被保持住，进而避免复位失败。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为 具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的 是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以 对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本 发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰， 均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种汽轮机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、增设预临界转速区；

S2、将所述预临界转速区的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配设置；

S3、根据所述汽轮机的有效转速设定值判断所述汽轮机转速是否进入预临界转速区内；

S4、根据所述汽轮机的转速测量值判断所述汽轮机转速是否进入临界转速区内；

S5、若所述步骤S3和S4中的任一项判据成立，则执行步骤S6，否则，根据所述汽轮机的预设升速率对所述汽轮机进行升速；

S6、判断所述汽轮机的预设升速率是否小于所述临界转速区的最小升速率，若是，则将所述汽轮机的有效升速率设置为所述最小升速率，根据所述有效升速率对所述汽轮机进行升速，否则，根据所述预设升速率对所述汽轮机进行升速。

2.根据权利要求1所述的汽轮机转速控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

S21、判断所述汽轮机的预设目标转速是否设置在所述预临界转速区或临界转速区内，若是，则修正所述预设目标转速，使修正后的目标转速不在所述临界转速区和预临界转速区的范围内。

3.根据权利要求2所述的汽轮机转速控制方法，其特征在于，所述步骤S21中的修正预设目标转速包括：

将所述预设目标转速设置为所述预临界转速区的下限转速，作为所述修正后的目标转速。

4.根据权利要求3所述的汽轮机转速控制方法，其特征在于，所述步骤S3的判据如下：

当所述汽轮机的有效转速设定值大于所述预临界转速区的下限转速，且小于所述预临界转速区的上限转速时，则判定所述汽轮机转速进入所述预临界转速区内；

所述步骤S4的判据如下：

当所述汽轮机的转速测量值大于所述临界转速区的下限转速，且小于所述临界转速区的上限转速时，判定所述汽轮机转速进入所述临界转速区内。

5.根据权利要求4所述的汽轮机转速控制方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

将所述步骤S3和步骤S4的判断结果取反后，进行与门逻辑运算，对与门运算结果进行前延时处理，若与运算结果为非，则执行步骤S6。

6.根据权利要求5所述的汽轮机转速控制方法，所述汽轮机包括用于输出复位脉冲的复位单元，其特征在于，所述方法还包括：

当所述汽轮机转速进入所述预临界转速区内或所述汽轮机转速进入所述预临界转速区内时，闭锁所述复位单元，以禁止所述复位单元输出复位脉冲。

7.一种汽轮机转速控制系统，其特征在于，包括：

预临界转速区设置单元，用于增设预临界转速区，将所述预临界转速区的上限转速与汽轮机的临界转速区的下限转速匹配设置；

第一判断单元，用于根据所述汽轮机的有效转速设定值判断所述汽轮机转速是否进入预临界转速区内，并输出第一判断结果；

第二判断单元，用于根据所述汽轮机的转速测量值判断所述汽轮机转速是否进入临界转速区内，并输出第二判断结果；

升速率设置单元，用于根据所述第一判断结果和第二判断结果设置汽轮机的有效升速率，若所述第一判断结果和第二判断结果中任一项为是，则判断所述汽轮机的预设升速率是否小于临界转速区的最小升速率，若是，则将所述有效升速率设置为所述最小升速率，否则，将有效升速率设置为所述预设升速率，根据所述有效升速率对所述汽轮机进行升速。

8.根据权利要求7所述的汽轮机转速控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

预设目标转速修正单元，用于判断所述汽轮机的预设目标转速是否设置在所述临界转速区或预临界转速区内，若是，则将所述预设目标转速设置为所述预临界转速区的下限转速，作为所述修正后的目标转速，使修正后的目标转速不在所述临界转速区和预临界转速区的范围内。

9.根据权利要求8所述的汽轮机转速控制系统，其特征在于，所述升速率设置单元包括：

第一非门逻辑单元，用于对所述第一判断结果和第二判断结果进行非门逻辑运算，并对应输出第一判断结果取反值和第二判断结果取反值；

第二与门逻辑单元，用于对所述第一判断结果取反值和第二判断结果取反值进行与门逻辑运算，并输出与门判断结果；

第一前延时处理单元，用于对所述与门判断结果进行前延时处理，并输出延时后与门判断结果，所述升速率设置单元根据所述延时后与门判断结果设置所述有效升速率。

10.根据权利要求9所述的汽轮机转速控制系统，所述汽轮机包括用于输出复位脉冲的复位单元，其特征在于，所述第一判断结果和第二判断结果还用于闭锁所述复位单元，以禁止所述复位单元输出复位脉冲。

Images