CN115263446B - 燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统，其特征在于，应用于同轴燃气蒸汽联合循环机组，同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机侧增加了高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道，其中，高压预暖蒸汽管道与高压缸的主蒸汽管道连接，中压预暖蒸汽管道直接与中压缸侧连通，且高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道均安装有预暖阀组；系统包括：第一保护单元，用于在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控。本方案可以避免出现冷态预暖失败的问题，也可以避免由于机组启动失败而多次重复启动机组的情况发生，也可以达到减员增效、节能降耗的目标。

Description

燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统

技术领域

本申请涉及燃气蒸汽联合循环机组的智能控制领域，尤其涉及一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统。

背景技术

燃气蒸汽联合循环机组在汽轮机侧增加冷态预暖管道，利用余热锅炉蒸汽或临机蒸汽，通过预暖蒸汽管路分别作用于汽轮机高压缸和中压缸，并结合燃气-蒸汽联合循环机组的冷态预暖控制系统，实现冷态预暖的目标。

但是，在冷态预暖控制系统投入后，经常会因为预暖蒸汽品质不足导致冷态预暖失败。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统。

根据本申请的一方面，提供了一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统，应用于同轴燃气蒸汽联合循环机组，所述同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机侧增加了高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道，其中，高压预暖蒸汽管道与高压缸的主蒸汽管道连接，中压预暖蒸汽管道直接与中压缸侧连通，且所述高压预暖蒸汽管道和所述中压预暖蒸汽管道均安装有预暖阀组；所述系统包括：

第一保护单元，用于在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止所述同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控。

在本申请的一些实施例中，所述第一保护单元包括：主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块、冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块、汽轮机遮断的开关量信号输入模块、GTYMIN的开关量信号输入模块、过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块、第一与模块、第二与模块和第一或模块；其中：

所述主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块和所述冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块均与所述第一与模块的输入端连接；所述汽轮机遮断的开关量信号输入模块和所述第一与模块的输出端均与所述第一或模块的输入端连接；所述GTYMIN的开关量信号输入模块和所述第一或模块的输出端均与所述第二与模块的输入端连接；所述第二与模块的输出端与所述过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块连接。

在本申请的另一些实施例中，所述第一保护单元还包括：汽轮机转速的模拟量信号输入模块、第一比较小于模块和第三与模块；其中，所述汽轮机转速的模拟量信号输入模块与所述第一比较小于模块的输入端连接；所述第一就大于模块的输出端和所述第二与模块的输出端均与所述第三与模块的输入端连接；所述第三与模块的输出端与所述过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块连接。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：

第二保护单元，用于在汽轮机冷态预暖启动过程中，对高排逆止阀进行控制，以避免所述高排逆止阀的自动开启。

在本申请的一些实施例中，所述第二保护单元包括：冷态预暖已完成的开关量信号输入模块、高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块、汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块、高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块、第一非模块、第二非模块和第四与模块；其中：

所述冷态预暖已完成的开关量信号输入模块与所述第一非模块的输入端连接；所述汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块与所述第二非模块的输入端连接；所述第一非模块的输出端、所述高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块和所述第二非模块的输出端均与所述第四与模块的输入端连接；所述第四与模块的输出端与所述高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块连接。

根据本申请的技术方案，通过第一保护单元，可以在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控，以避免出现冷态预暖失败的问题，也可以避免由于机组启动失败而多次重复启动机组的情况发生，也可以达到减员增效、节能降耗的目标。此外，通过引入第二保护单元，可以避免启动过程中高排逆止阀的自动开启，以保证机组的安全运行。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例所提供的一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统的结构框图；

图2为本申请实施例中同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖的结构示意图；

图3为本申请实施例中的一种第一保护单元的结构示意图；

图4为本申请实施例中的另一种第一保护单元的结构示意图；

图5为本申请实施例中的一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的试验图；

图6为本申请实施例所提供的另一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统的结构框图；

图7为本申请实施例中的一种第二保护单元的结构示意图；

图8为本申请实施例中的另一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的试验图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，燃气蒸汽联合循环机组在汽轮机侧增加冷态预暖管道，利用余热锅炉蒸汽或临机蒸汽，通过预暖蒸汽管路分别作用于汽轮机高压缸和中压缸，并结合燃气-蒸汽联合循环机组的冷态预暖控制系统，实现冷态预暖的目标。

但是，在冷态预暖控制系统投入后，经常会因为预暖蒸汽品质不足导致冷态预暖失败。

为了解决上述问题，本申请提供了一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统。

图1为本申请实施例所提供的一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统的结构框图。需要说明的是，本申请实施例的燃气蒸汽联合循环机组冷态启动的保护控制系统应用于同轴燃气蒸汽联合循环机组，且同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机侧增加了高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道，其中，高压预暖蒸汽管道与高压缸的主蒸汽管道连接，中压预暖蒸汽管道直接与中压缸侧连通，且高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道均安装有预暖阀组。如图2所示，同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机侧增加了高压预暖蒸汽管道201和中压预暖蒸汽管道202。其中，高压预暖蒸汽管道201与高压缸的主蒸汽管道连接，中压预暖蒸汽管道202直接与中压缸侧连通，且高压预暖蒸汽管道201和中压预暖蒸汽管道202均安装有预暖阀组。高压预暖蒸汽管道201上安装有2个气动关断阀，中压预暖蒸汽管道202上安装有1个气动关断阀和1个启动关断调节阀。

如图1所示，本申请实施例的燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统包括第一保护单元101，且第一保护单元101用于在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控。

本申请的发明人通过燃气蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖启动的试验，发现在冷态预暖控制系统投入使用后，经常会因为预暖蒸汽品质不足导致冷态预暖失败。比如，当主蒸汽的过热度小于56℃时，冷态预暖失败，导致机组无法正常启动。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，第一保护单元可以包括：主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块301、冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块302、汽轮机遮断的开关量信号输入模块303、GTYMIN的开关量信号输入模块304、过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块305、第一与模块306、第二与模块307和第一或模块308。其中，主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块301和冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块302均与第一与模块306的输入端连接。汽轮机遮断的开关量信号输入模块303和第一与模块306的输出端均与第一或模块308的输入端连接。GTYMIN的开关量信号输入模块304和第一或模块308的输出端均与第二与模块307的输入端连接。第二与模块307的输出端与过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块305连接。

由于主蒸汽过热度不够，且触发GTYMIN信号时，会出现冷态预暖失败的问题，当汽轮机遮断信号触发且触发GTYMIN信号时，也会出现冷态预暖失败的问题。所以在冷态预暖正在进行中主蒸汽过热度小于预设阈值，或者，汽轮机遮断信号被触发的情况下，如果GTYMIN信号同时被触发，则自动停冷态预暖启动顺控，以避免出现因预暖蒸汽品质不足导致冷态预暖失败的现象。

也就是说，在主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块301和冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块302输出的开关量信号均为1时，第一与模块306被触控，即主蒸汽过热度小于预设阈值且冷态预暖正在进行中时，第一与模块306被触发。第一与模块306和汽轮机遮断的开关量信号输入模块303中至少一个的开关量信号为1，则第一或模块308被触发，即主蒸汽过热度小于预设阈值且冷态预暖正在进行中，或者汽轮机遮断触发，则第一或模块308被触发。第一或模块308和GTYMIN的开关量信号输入模块304的开关量信号均为1时，第二与模块307被触发，即主蒸汽过热度小于预设阈值且冷态预暖正在进行中同时GTYMIN被触发时，或者汽轮机遮断触发且GTYMIN被触发时，自动停冷态预暖启动顺控。

在本申请的另一些实施例中，为了使第一保护单元更加严谨，保障机组处于冷态预暖过程中，在第一保护单元中可以增加汽轮机转速的校验逻辑。如图4所示，第一保护单元中还可以包括汽轮机转速的模拟量信号输入模块401、第一比较小于模块402和第三与模块403。其中，汽轮机转速的模拟量信号输入模块401与第一比较小于模块402的输入端连接。第一比较小于模块402的输出端和第二与模块307的输出端均与第三与模块403的输入端连接。第三与模块403的输出端与过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块305连接。

其中，第一比较小于模块402中设置有汽轮机在冷态预暖过程中的转速阈值，比如转速阈值可以为858r/min，这样，若汽轮机的转速小于858r/min，则第一比较小于模块402的输出信号为1，说明机组处于冷态预暖进行中。第二与模块307和第一比较小于模块402的输出信号均为1时，第三与模块403被触发，自动停冷态预暖启动顺控。

根据本申请实施例的燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统，通过第一保护单元，可以在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控，以避免出现冷态预暖失败的问题，也可以避免由于机组启动失败而多次重复启动机组的情况发生，也可以达到减员增效、节能降耗的目标。

此外，在燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动试验中发现，由于大量预暖蒸汽流向原本处于全关状态的高排逆止阀，至使高排逆止阀前后的温度、压力等参数差距逐渐增大，触发原高排逆止阀的保护控制系统，是高排逆止阀自动打开并使预暖蒸汽流向余热锅炉的换热面，导致鼓包、穿孔、破裂现象的发生，直接影响余热锅炉的安全运行。图5为燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的试验图，如图5所示，在整个机组冷态预暖启动过程中，汽轮机的转速不断上升，预暖蒸汽流向原本处于全关状态的高排逆止阀，由于高排逆止阀前后的温度、压力等参数逐渐增大，触发原高排逆止阀的保护控制系统，在16:40左右高排逆止阀的全开信号触发，说明此时高排逆止阀已经处于全开状态，严重影像了余热锅炉的安全运行。

为了解决上述问题，本申请提供了另一个实施例。

图6是本申请实施例提供的另一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统的结构框图。如图6所示，基于上述实施例，该系统包括第一保护单元601和第二保护单元602。其中，第一保护单元601的功能结构与上述实施例一致，此处不再赘述。第二保护单元602用于在汽轮机冷态预暖启动过程中，对高排逆止阀进行控制，以避免高排逆止阀的自动开启。

可以理解，机组在原汽轮机启动逻辑中，若高调门进汽设定值大于预设进汽阈值，且汽轮机未进行自动跳闸试验时，触发高排逆止阀自动开启指令，以自动开启高排逆止阀。但是通过冷态预暖的方式来启动汽轮机时，高排逆止阀的自动开启使大量预暖蒸汽流向余热锅炉的换热面，影响余热锅炉的安全运行，所以需要对高排逆止阀进行控制，以避免其在汽轮机冷态预暖过程中被开启。

在本申请的一些实施例中，如图7所示，第二保护单元可以包括：冷态预暖已完成的开关量信号输入模块701、高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块702、汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块703、高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块704、第一非模块705、第二非模块706和第四与模块707。其中，冷态预暖已完成的开关量信号输入模块701与第一非模块705的输入端连接。汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块703与第二非模块706的输入端连接。第一非模块705的输出端、高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块702和第二非模块706的输出端均与第四与模块707的输入端连接。第四与模块707的输出端与高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块704连接。

其中，当冷态预暖阶段已完成，进入汽轮机的启动阶段时，冷态预暖已完成的开关量信号输入模块701输出的信号为1，第一非模块705输出的信号为0，所以只要是通过冷态预暖的方式来启动汽轮机，在高调门进汽设定值大于预设进汽阈值且汽轮机未进行跳闸试验时，高排逆止阀的自动开启指令不会被触发，这样高排逆止阀不会出现自动开启的情况。

图8为将本申请实施例的燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统投入之后，燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的试验图。如图8所示，在整个机组冷态预暖启动过程中，汽轮机的转速不断上升，预暖蒸汽流向原本处于全关状态的高排逆止阀，至使高排逆止阀前后的温度、压力等参数差距逐渐增大，但高排逆止阀的全开信号未触发，说明此发明的燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态启动的保护控制系统，可以应用于机组启动过程中，使机组更加平稳安全的运行。

根据本申请实施例的气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统，通过引入第二保护单元，可以避免启动过程中高排逆止阀的自动开启，使机组在冷态预暖启动过程中更加安全且平稳，也可以缓解运行人员的监盘压力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种燃气蒸汽联合循环机组冷态预暖启动的保护控制系统，其特征在于，应用于同轴燃气蒸汽联合循环机组，所述同轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机侧增加了高压预暖蒸汽管道和中压预暖蒸汽管道，其中，高压预暖蒸汽管道与高压缸的主蒸汽管道连接，中压预暖蒸汽管道直接与中压缸侧连通，且所述高压预暖蒸汽管道和所述中压预暖蒸汽管道均安装有预暖阀组；所述系统包括：

第一保护单元，用于在预暖蒸汽的品质未满足预设条件时，自动停止所述同轴燃气蒸汽联合循环机组的冷态预暖启动顺控，所述第一保护单元包括：主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块、冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块、汽轮机遮断的开关量信号输入模块、GTYMIN的开关量信号输入模块、过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块、第一与模块、第二与模块和第一或模块；其中：

所述主蒸汽过热度小于预设阈值的开关量信号输入模块和所述冷态预暖正在进行的开关量信号输入模块均与所述第一与模块的输入端连接；所述汽轮机遮断的开关量信号输入模块和所述第一与模块的输出端均与所述第一或模块的输入端连接；所述GTYMIN的开关量信号输入模块和所述第一或模块的输出端均与所述第二与模块的输入端连接；所述第二与模块的输出端与所述过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一保护单元还包括：汽轮机转速的模拟量信号输入模块、第一比较小于模块和第三与模块；其中，所述汽轮机转速的模拟量信号输入模块与所述第一比较小于模块的输入端连接；所述第一比较小于模块的输出端和所述第二与模块的输出端均与所述第三与模块的输入端连接；所述第三与模块的输出端与所述过热度不够自动停冷态预暖启动顺控的开关量信号输出模块连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

第二保护单元，用于在汽轮机冷态预暖启动过程中，对高排逆止阀进行控制，以避免所述高排逆止阀的自动开启。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二保护单元包括：冷态预暖已完成的开关量信号输入模块、高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块、汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块、高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块、第一非模块、第二非模块和第四与模块；其中：

所述冷态预暖已完成的开关量信号输入模块与所述第一非模块的输入端连接；所述汽轮机自动跳闸试验的开关量信号输入模块与所述第二非模块的输入端连接；所述第一非模块的输出端、所述高调门进汽设定值大于预设进汽阈值的开关量信号输入模块和所述第二非模块的输出端均与所述第四与模块的输入端连接；所述第四与模块的输出端与所述高排逆止阀自动开指令的开关量信号输出模块连接。