CN115749982A - 主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统及方法，该系统包括安全仪表评估模块，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；风险分析模块，用于通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；汽轮机本体控制模块，用于根据风险分析模块的分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

Description

主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统及方法

技术领域

本发明涉及火电厂超临界机组汽轮机阀本体门系统的热工控制领域，具体来讲是一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统及方法。

背景技术

在火力发电厂正常运行过程中，各参数、各系统、各设备稳定正常运行是稳定安全发电的标志。在事故情况突然发生时，火电厂机组为了防止危害进一步扩大化，各系统及各设备会做出快速处理手段，来降低各方面的损失。主燃料跳闸代表着火电厂锅炉的安全运行已不具备时，或炉内燃烧工况恶化，而发出相应指令快速切断所有通往炉膛的燃料并引发必要的联锁动作，以保护锅炉本体、其他设备和人员的安全。汽轮机阀门在主燃料跳闸后会做出相应的动作来保证汽轮机系统的安全，但是监盘人员通常对实时监测汽轮机系统的阀组的所有状态，当阀组中任何一个功能阀未做出正确调整控制时，且无法立刻迅速解决时，会严重影响到了汽轮机系统。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统及方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，包括安全仪表评估模块，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；

风险分析模块，用于通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；所述定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；所述定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；

汽轮机本体控制模块，用于根据风险分析模块的分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

在上述技术方案的基础上，所述风险分析模块内设置有风险多重矩阵模块，该风险多重矩阵模块用于计算阀组动作状态分数Am，计算过程如下所示：

设阀组总数为A，设未按照动作数为A1视为较轻，每个数字信号健康状态为B，每个设备风险状态为C；设未按照动作数未A2视为中度，每个数字信号健康状态为D，每个设备风险状态为E；设未按照动作数未A3视为较重，每个数字信号健康状态为F，每个设备风险状态为G；

若在A1情况，则

Am＝(A-A1)+B×C；

若在A2情况，则

Am＝(A-A2)+D×E；

若在A3情况，则

Am＝(A-A3)+F×G。

在上述技术方案的基础上，所述风险分析模块内设置有风险知识图谱模块，该风险知识图谱模块用于列举出不同情况下导致主燃料跳闸的原因，运行人员可以根据此知识图谱来找到相应的跳闸原因，所述知识图谱包括设备故障、阀门故障、分布式控制系统输出继电器故障、开关量机柜故障、主机电器故障、开关量传感器故障、数据通信故障、输入模块故障、电源故障、处理器运算模块故障、输出模块故障。

在上述技术方案的基础上，所述汽轮机本体控制模块包括高压主汽门调节控制模块，所述高压主汽门调节控制模块包括高压主汽门信号开关量输入块、高压主汽门信号前1s开关量输入块、主燃料跳闸信号开关量输入块I、相与模块I、延时模块I、相与模块II、提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I；所述高压主汽门信号开关量输入块、高压主汽门信号前1s开关量输入块与相与模块I的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块I与延时模块I的输入端相连接，相与模块I的输出端、延时模块I的输出端与相与模块II的输入端相连接，相与模块II的输出端与提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

在上述技术方案的基础上，所述延时模块I的预设值为1s。

在上述技术方案的基础上，所述汽轮机本体控制模块包括高压调门调节控制模块，所述高压调门调节控制模块包括高压调门指令信号模拟量输入块、高压调门指反馈信号模拟量输入块、主燃料跳闸信号开关量输入块II、小于等于模块I、小于等于模块II、相与模块III、延时模块II、相与模块IV、提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II；

所述高压调门指令信号模拟量输入块与小于等于模块I的输入端相连接，高压调门指反馈信号模拟量输入块与小于等于模块II的输入端相连接，小于等于模块I的输出端、小于等于模块II的输出端与相与模块III的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块II与延时模块II的输入端相连接，相与模块III的输出端、延时模块II的输出端与相与模块IV的输入端相连接，相与模块IV的输出端与提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

在上述技术方案的基础上，所述小于等于模块I的预设值为0；小于等于模块II的预设值为3％；延时模块II的预设值为2s。

在上述技术方案的基础上，所述汽轮机的型号为超临界、一次中间再热、单轴三缸双排汽、8级回热、抽汽式凝气式机组；该汽轮机包括六个部分；

第一部分：2个高压主汽门、2个高压主汽门、4个高压调门、2个中压主汽门、2个中压调门、高排逆止阀、高排通风阀；

第二部分：1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门；

第三部分：主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀；

第四部分：三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀；

第五部分：六级抽汽逆止阀前疏水阀、六级抽汽电动门后疏水阀I、六级抽汽逆止阀前疏水阀II；

第六部分：高低加危急疏水阀门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门。

本发明还提供一种基于上述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统的控制方法，，包括以下步骤：

步骤S1.在火电厂侧增设安全仪表评估模块，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；

步骤S2.通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；所述实现定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；所述定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；

步骤S3.根据分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

在上述技术方案的基础上，步骤S3中，当主燃料跳闸后，阀门动作状态为：

高压主汽门I和高压主汽门II在1秒钟后关闭，高压调门I、高压调门II、高压调门III、高压调门IV的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，中压主汽门I、中压主汽门II在1秒钟后关闭，中压主汽门I、中压主汽门II、中压调门I、中压调门II的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，高排逆止阀在1秒钟后关闭，高排通风阀在1秒钟后开启；

中压主汽门I、中压主汽门II、高排逆止阀、1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于关闭状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

高排通风阀、主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀、三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀I、六级抽汽电动门后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀II、高低加危急疏水阀门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于开启状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

中压调门I、中压调门II，在主燃料跳闸后触发2秒后，监测调门指令为0且调阀反馈小于3％，若调阀未全关则进行报警提醒运行人员检查确认。

本发明的有益效果在于：

本发明所述的一种基于分析风险的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，通过模拟电路的方式进行研究，结合主燃料跳闸故障诊断系统将人类在故障诊断方面的多位专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的可实际应用大型计算机程序,它可以利用计算机系统帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题,扩展计算机系统原有的工作范围,使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议。从而可以对系统数据本身的分布情况以及参数变量的关系来对系统进行全方位分析，可以及时捕捉系统因环境或工况变化时出现的特征信息波动，同时在繁杂系统内机理关系边界不清晰情况下也做出精准判断。

附图说明

图1为本发明主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统的原理框图；

图2为本发明风险多重矩阵法的示意图；

图3为本发明风险知识图谱法的示意图；

图4为本发明高压主汽门调节控制模块的原理框图；

图5为本发明高压调门调节控制模块的原理框图；

图6为本发明汽轮机本体阀组系统的结构示意图。

附图标记：

1-安全仪表评估模块；

2-风险分析模块；21-风险多重矩阵模块；22-风险知识图谱模块；

3-汽轮机本体控制模块；

31-高压主汽门调节控制模块；311-高压主汽门信号开关量输入块；312-高压主汽门信号前1s开关量输入块；313-主燃料跳闸信号开关量输入块I；314-相与模块I；315-延时模块I；316-相与模块II；317-开关量输出块I；

32-高压调门调节控制模块；321-高压调门指令信号模拟量输入块；322-高压调门指反馈信号模拟量输入块；323-主燃料跳闸信号开关量输入块II；324-小于等于模块I；325-小于等于模块II；326-延时模块II；327-相与模块III；328-相与模块IV；329-开关量输出块II。

具体实施方式

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1所示，本发明实施例提供了一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，包括安全仪表评估模块1，为了最大程度降低主燃料跳闸全过程的各个风险点，首先在火电厂侧增设安全仪表评估模块1，以实现对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到使设备、机柜、操作员站等不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求。辨别查找出在安全监控系统中所满足的安全功能，确定安全功能的安全性，全面性等级，定义安全功能的技术规范要求，引入安全监控表功能，可计算的信号传输时失效率，计算及评估采用此系统降低的过程风险，对其进行分析优化以确保完善后，满足火力发电机组的目标安全等级。

风险分析模块2，用于通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；安全完整性水平可以从不同类别中得到。通常情况下，运行人员会对定性考量法进行在线校验，确保其接近与定量的风险点。定性的评估措施有：风险多重矩阵法，风险知识图谱法。本发明采用风险多重矩阵法及风险知识图谱法来综合确定主燃料跳闸的目标。对现有历史数据进行查阅后，主燃料跳闸误动极有可能导致炉膛内的燃料发生爆燃及爆炸，从而引发炉膛爆炸事故，其事故发生频率为N年/次(N≤5)，依可能性进行分类等级；造成直接经济损失，无人员伤亡时，归于较轻风险；造成直接经济损失，有人员伤亡时，人数为M1(M2≤10)归于中度风险；造成直接经济损，有人员伤亡时，人数为M2(M2＞10)归于较重风险。

参见图2所示，风险多重矩阵法利用危险事件程度分析及危险事件诱发可能性分析进行综合考量，危险事件程度分析根据主燃料跳闸后的整个过程进行分析，找到主燃料跳闸后的各系统、各设备、各测点的状态，列出汽轮机本体运行时各阀门的动作状态，若阀组总数为A(A＝100)，未按照动作数未A1(A1≤30)视为较轻，每个数字信号健康状态为B，每个设备风险状态为C；若阀组总数为A(A＝100)，未按照动作数未A2(31≤A2≤69)视为中度，每个数字信号健康状态为D，每个设备风险状态为E；若阀组总数为A(A＝100)，未按照动作数未A3(70≤A3≤100)视为较重，每个数字信号健康状态为F，每个设备风险状态为G。Am为阀组动作状态分数。

若在A1情况，则

Am＝(A-A1)+B×C；

若在A2情况，则

Am＝(A-A2)+D×E；

若在A3情况，则

Am＝(A-A3)+F×G。

危险事件诱发可能性根据主燃料跳闸前的过程分析，找到诱发跳闸的因素，若系统测点信号不稳定导致的主燃料跳闸，则视为低风险；若系统阀门误动作导致的主燃料跳闸，则视为中风险；若系统发生运行突变导致不安全运行时导致的主燃料跳闸，则视为高风险。

参见图3所示，风险分析模块2内设置有风险知识图谱模块22，该风险知识图谱模块22用于列举出不同情况下导致主燃料跳闸的原因，运行人员可以根据此知识图谱来找到相应的跳闸原因，知识图谱包括设备故障、阀门故障、分布式控制系统输出继电器故障、开关量机柜故障、主机电器故障、开关量传感器故障、数据通信故障、输入模块故障、电源故障、处理器运算模块故障、输出模块故障。

对现有历史数据进行查阅后，主燃料跳闸误动极有可能导致炉膛内的燃料发生爆燃及爆炸，从而引发炉膛爆炸事故。通过词方法评估和分析引发主燃料跳闸事故的原因。

汽轮机本体控制模块3，用于根据风险分析模块2的分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。分析汽轮机本体阀门的整个结构，然后在机组实际运行过程中，当参与跳闸保护的运行参数和设备运行状态超出了锅炉安全运行的允许范围，系统就会触发主燃料跳闸保护指令，实现紧急停炉。在主燃料跳闸发生后，将同时触发机组大联锁动作，汽轮机跳闸，同时发电机保护动作。将触发机组一系列设备的联锁动作，其中就包括汽轮机本体阀门。为了及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围，提出建立了基于分析风险的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统。本调节控制系统上线应用后，运行人员将可获得汽轮机本体阀门的全面状态信息，既能做到查无遗漏，又能显著提高工作效率：巡检人员只需要对模型发出预警信息后的系统进行重点检查，这显著减轻了运行人员的巡检处置工作量，为火电厂进行少人值守、降本增效工作创造条件。最终实施此调节控制系统，根据运行状态，运行边界信息，运行参数集等多信息多元素，完成组态控制逻辑的部署搭建。

参见图4所示，汽轮机本体控制模块3包括高压主汽门调节控制模块31，高压主汽门调节控制模块31包括高压主汽门信号开关量输入块311、高压主汽门信号前1s开关量输入块312、主燃料跳闸信号开关量输入块I313、相与模块I314、延时模块I315、相与模块II316、提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I317；高压主汽门信号开关量输入块311、高压主汽门信号前1s开关量输入块312与相与模块I314的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块I313与延时模块I315的输入端相连接，相与模块I314的输出端、延时模块I315的输出端与相与模块II316的输入端相连接，相与模块II316的输出端与提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I317相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

具体的，延时模块I315的预设值为1s。

参见图5所示，汽轮机本体控制模块3包括高压调门调节控制模块32，高压调门调节控制模块32包括高压调门指令信号模拟量输入块321、高压调门指反馈信号模拟量输入块322、主燃料跳闸信号开关量输入块II323、小于等于模块I324、小于等于模块II325、相与模块III327、延时模块II326、相与模块IV328、提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II329；

高压调门指令信号模拟量输入块321与小于等于模块I324的输入端相连接，高压调门指反馈信号模拟量输入块322与小于等于模块II325的输入端相连接，小于等于模块I324的输出端、小于等于模块II325的输出端与相与模块III327的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块II323与延时模块II326的输入端相连接，相与模块III327的输出端、延时模块II326的输出端与相与模块IV328的输入端相连接，相与模块IV328的输出端与提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II329相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

具体的，小于等于模块I324的预设值为0；小于等于模块II325的预设值为3％；延时模块II326的预设值为2s。

参见图6所示，汽轮机的型号为超临界、一次中间再热、单轴三缸双排汽、8级回热、抽汽式凝气式机组；该汽轮机包括六个部分；

第一部分：2个高压主汽门、2个高压主汽门、4个高压调门、2个中压主汽门、2个中压调门、高排逆止阀、高排通风阀；

第二部分：1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门；

第三部分：高压疏水阀组(20个)：主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀；

第四部分：中压疏水阀组(27个)：三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀；

第五部分：低压疏水阀组(3个)：六级抽汽逆止阀前疏水阀、六级抽汽电动门后疏水阀I、六级抽汽逆止阀前疏水阀II；

第六部分：高低加危急疏水阀门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门。

本发明实施例还提供一种基于上述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1.在火电厂侧增设安全仪表评估模块1，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；

步骤S2.通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；实现定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；

步骤S3.根据分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

具体的，步骤S3中，当主燃料跳闸后，阀门动作状态为：

高压主汽门I和高压主汽门II在1秒钟后关闭，高压调门I、高压调门II、高压调门III、高压调门IV的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，中压主汽门I、中压主汽门II在1秒钟后关闭，中压主汽门I、中压主汽门II、中压调门I、中压调门II的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，高排逆止阀在1秒钟后关闭，高排通风阀在1秒钟后开启(联动相应的系统及设备，使整个热力系统安全的停运，以防止事故进一步扩大)；当指令下达成功后，需要等待各个阀的反馈信号传送至分布式控制系统画面；若指令下达的数值与反馈传送回分布式控制系统画面的数值相匹配，且偏差在设计值之内之内，则证明阀组的指令反馈动作试验成功；

中压主汽门I、中压主汽门II、高排逆止阀、1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于关闭状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

高排通风阀、主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀、三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀I、六级抽汽电动门后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀II、高低加危急疏水阀门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于开启状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

中压调门I、中压调门II，在主燃料跳闸后触发2秒后，监测调门指令为0且调阀反馈小于3％，若调阀未全关则进行报警提醒运行人员检查确认。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“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，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。

本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：包括

安全仪表评估模块(1)，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；

风险分析模块(2)，用于通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；所述定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；所述定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；

汽轮机本体控制模块(3)，用于根据风险分析模块(2)的分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

2.如权利要求1所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于，所述风险分析模块(2)内设置有风险多重矩阵模块(21)，该风险多重矩阵模块(21)用于计算阀组动作状态分数Am，计算过程如下所示：

设阀组总数为A，设未按照动作数为A1视为较轻，每个数字信号健康状态为B，每个设备风险状态为C；设未按照动作数未A2视为中度，每个数字信号健康状态为D，每个设备风险状态为E；设未按照动作数未A3视为较重，每个数字信号健康状态为F，每个设备风险状态为G；

若在A1情况，则

Am＝(A-A1)+B×C；

若在A2情况，则

Am＝(A-A2)+D×E；

若在A3情况，则

Am＝(A-A3)+F×G。

3.如权利要求1所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述风险分析模块(2)内设置有风险知识图谱模块(22)，该风险知识图谱模块(22)用于列举出不同情况下导致主燃料跳闸的原因，运行人员可以根据此知识图谱来找到相应的跳闸原因，所述知识图谱包括设备故障、阀门故障、分布式控制系统输出继电器故障、开关量机柜故障、主机电器故障、开关量传感器故障、数据通信故障、输入模块故障、电源故障、处理器运算模块故障、输出模块故障。

4.如权利要求1所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述汽轮机本体控制模块(3)包括高压主汽门调节控制模块(31)，所述高压主汽门调节控制模块(31)包括高压主汽门信号开关量输入块(311)、高压主汽门信号前1s开关量输入块(312)、主燃料跳闸信号开关量输入块I(313)、相与模块I(314)、延时模块I(315)、相与模块II(316)、提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I(317)；

所述高压主汽门信号开关量输入块(311)、高压主汽门信号前1s开关量输入块(312)与相与模块I(314)的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块I(313)与延时模块I(315)的输入端相连接，相与模块I(314)的输出端、延时模块I(315)的输出端与相与模块II(316)的输入端相连接，相与模块II(316)的输出端与提醒运行人员检查确认高压主汽门状态的开关量输出块I(317)相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

5.如权利要求4所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述延时模块I(315)的预设值为1s。

6.如权利要求1所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述汽轮机本体控制模块(3)包括高压调门调节控制模块(32)，所述高压调门调节控制模块(32)包括高压调门指令信号模拟量输入块(321)、高压调门指反馈信号模拟量输入块(322)、主燃料跳闸信号开关量输入块II(323)、小于等于模块I(324)、小于等于模块II(325)、相与模块III(327)、延时模块II(326)、相与模块IV(328)、提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II(329)；

所述高压调门指令信号模拟量输入块(321)与小于等于模块I(324)的输入端相连接，高压调门指反馈信号模拟量输入块(322)与小于等于模块II(325)的输入端相连接，小于等于模块I(324)的输出端、小于等于模块II(325)的输出端与相与模块III(327)的输入端相连接，主燃料跳闸信号开关量输入块II(323)与延时模块II(326)的输入端相连接，相与模块III(327)的输出端、延时模块II(326)的输出端与相与模块IV(328)的输入端相连接，相与模块IV(328)的输出端与提醒运行人员检查确认高压调阀状态的开关量输出块II(329)相连接，通过此控制逻辑连接方法，可实现主燃料跳闸后的高压主汽门调节控制系统。

7.如权利要求6所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述小于等于模块I(324)的预设值为0；小于等于模块II(325)的预设值为3％；延时模块II(326)的预设值为2s。

8.如权利要求1所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统，其特征在于：所述汽轮机的型号为超临界、一次中间再热、单轴三缸双排汽、8级回热、抽汽式凝气式机组；该汽轮机包括六个部分；

第一部分：2个高压主汽门、2个高压主汽门、4个高压调门、2个中压主汽门、2个中压调门、高排逆止阀、高排通风阀；

第二部分：1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门；

第三部分：主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀；

第四部分：三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀；

第五部分：六级抽汽逆止阀前疏水阀、六级抽汽电动门后疏水阀I、六级抽汽逆止阀前疏水阀II；

第六部分：高低加危急疏水阀门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门。

9.一种基于权利要求1～8任一所述的主燃料跳闸全周期汽轮机本体控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1.在火电厂侧增设安全仪表评估模块(1)，用于对信号、分布式控制系统的机柜及卡件、分布式控制系统的上位机、集控室操作员站为安全目标，对主燃料跳闸整个过程进行危险分析，并评估过程风险点，找到不能满足安全目标的危险事件，评估使用别的技术安全相关系统和外部风险降低处理方法，达到降低风险的要求；

步骤S2.通过定性考量法和定量考量法对主燃料跳闸过程进行综合分析；所述实现定性考量法能对主燃料跳闸过程的风险进行量化，按照设备厂家给出的精确参数分类；所述定量考量法利用实际经验及工程应用的综合判断和知识库经验做出选择，将关键风险按照描述性参数分类；

步骤S3.根据分析结果，控制汽轮机本体阀门的设备动作，并及时监测主燃料跳闸发生后设备动作结果是否正确，机组及设备是否处于安全范围。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，步骤S3中，当主燃料跳闸后，阀门动作状态为：

高压主汽门I和高压主汽门II在1秒钟后关闭，高压调门I、高压调门II、高压调门III、高压调门IV的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，中压主汽门I、中压主汽门II在1秒钟后关闭，中压主汽门I、中压主汽门II、中压调门I、中压调门II的指令和反馈在2秒钟后要小于3％，高排逆止阀在1秒钟后关闭，高排通风阀在1秒钟后开启；

中压主汽门I、中压主汽门II、高排逆止阀、1～6抽级抽汽逆止门，1～6抽级抽汽电动门、高低加正常疏水阀门、小机排汽电动门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于关闭状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

高排通风阀、主蒸汽疏水阀、左侧主蒸汽疏水阀、右侧主蒸汽疏水阀、高排逆止阀前疏水阀、高排逆止阀后疏水阀、低温再热器入口疏水阀、#1高压调节阀疏水阀、#2高压调节阀疏水阀、高压调节阀后主汽管疏水阀I、高压调节阀后主汽管疏水阀II、高压调节阀后主汽管疏水阀III、高压调节阀后主汽管疏水阀IV、高压外缸疏水阀、高压一级旁路阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀前疏水阀、一级抽汽逆止阀后疏水阀I、一级抽汽逆止阀后疏水阀II、一级抽汽逆止阀后疏水阀III、二级抽汽逆止门前疏水阀、二级抽汽逆止门后疏水阀、三级抽汽逆止阀前疏水阀、三级抽汽逆止阀后疏水阀I、三级抽汽逆止阀后疏水阀II、三级抽汽逆止阀后疏水阀III、#1中压联合汽阀阀后疏水阀、#2中压联合汽阀阀后疏水阀、中压缸左侧进汽疏水阀、中压缸右侧进汽疏水阀、冷再蒸汽疏水阀、热再蒸汽疏水阀I、热再蒸汽疏水阀II、四级抽汽逆止阀I前疏水阀、四级抽汽逆止阀II后疏水阀、四级抽汽电动门后疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至给水泵汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀前疏水阀、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀I、工业抽汽至负荷中心汽轮机逆止阀后疏水阀II、工业抽汽至辅汽电动门前疏水阀、五级抽汽逆止阀前疏水阀I、五级抽汽逆止阀前疏水阀II、五级抽汽电动门后疏水阀I、五级抽汽电动门后疏水阀II、五级抽汽逆止阀前疏水阀、五级抽汽逆止阀后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀I、六级抽汽电动门后疏水阀、六级抽汽逆止阀前疏水阀II、高低加危急疏水阀门，在主燃料跳闸后触发1秒后，监测开关门反馈信号是否处于开启状态，若关闭状态未来则进行报警提醒运行人员检查确认；

中压调门I、中压调门II，在主燃料跳闸后触发2秒后，监测调门指令为0且调阀反馈小于3％，若调阀未全关则进行报警提醒运行人员检查确认。

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