CN117231936A - 发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置、系统及方法，装置包括：气源通入管道及设置在气源通入管道上的电动阀、压力检测装置及防倒流组件；所述气源通入管道包括：第一管道、第二管道和U型连接管，所述U型连接管的两端分别与第一管道、第二管道连接；所述第一管道上依次设有第一压力检测装置、第一防倒流组件和第一电动阀，所述第一压力检测装置靠近第一管道的进气端，所述第一电动阀靠近U型连接管；所述第二管道上依次设有第二压力检测装置、第二防倒流组件和第二电动阀，所述第二压力检测装置靠近第二管道的进气端，所述第二电动阀靠近U型连接管。本发明能自动完成气源故障缺失的应急保护，从而保证气动阀门正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及热电机组技术领域，具体涉及一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置、系统及方法。
背景技术
热电车间的正常运行和工业生产需使用压缩空气和氮气，热电车间亚临界发电机组汽轮机高加低加紧急放水气动阀与所有疏水阀门使用压缩空气作为气源，热电车间亚临界发电机组锅炉区域煤气母管气动总阀与炉前各煤气快切阀使用氮气作为气源，热电车间富余煤气发电机组锅炉炉前煤气调节阀使用压缩空气作为气源。
现有技术阀门气源管道皆是单气体管道供气运行，没有设置备用及应急装置，气源发生故障缺失，阀门将无法工作。在亚临界机组运行时，如果氮气气源发生故障缺失，锅炉区域煤气母管快切阀和炉前煤气快切阀都无法动作，锅炉MFT将失效，失去锅炉设备保护功能，锅炉失去异常状况下的保护，严重威胁机组设备安全。在亚临界机组运行时，如果压缩空气发生故障缺失，气源中断汽轮机的高加和低加紧急放水阀门将无法动作，高低加水位保护将无法动作，水位将淹没抽汽进口管道，蒸汽带水将返回到蒸汽管道，甚至汽轮机缸体，造成汽轮机水冲击事故，严重影响机组生产与设备安全。在富余煤气机组运行时，如果压缩空气发生故障缺失，锅炉煤气气动调节阀门将无法动作，锅炉蒸汽压力与蒸汽温度，含氧量将无法调节控制，严重影响机组安全运行。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置、系统及方法，用以解决气源故障缺失的应急保护问题。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，包括：气源通入管道及设置在气源通入管道上的电动阀、压力检测装置及防倒流组件；所述气源通入管道包括：第一管道、第二管道和U型连接管，所述U型连接管的两端分别与第一管道、第二管道连接；所述第一管道上依次设有第一压力检测装置、第一防倒流组件和第一电动阀，所述第一压力检测装置靠近第一管道的进气端，所述第一电动阀靠近U型连接管；所述第二管道上依次设有第二压力检测装置、第二防倒流组件和第二电动阀，所述第二压力检测装置靠近第二管道的进气端，所述第二电动阀靠近U型连接管。
上述技术方案通过提供一种应急保护装置，将机组内的气动阀门使用的压缩空气管道及氮气管道相连接，实现气源缺失的应急保护，保证失压气源管道的压力正常。
优选地，所述第一电动阀和第二电动阀分别通过法兰分别固定在所述第一管道和第二管道上，使用法兰固定实现安装和拆卸过程的方便，且使用法兰密封效果好，能够有效地保证连接处不会漏气，实现热电车间生产过程中的安全稳定运行。
优选地，所述第一压力检测装置，用于检测第一管道进气端的压缩空气压力；所述第二压力检测装置，用于检测第二管道进气端的氮气压力。可以通过分别检测第一管道进气端和第二管道进气端的气体压力，实现检测压缩空气罐和氮气罐的状态。
优选地，所述压力检测装置和电动阀组成压力联锁装置，所述第一压力检测装置与第一电动阀连接，用于在检测到第一管道进气端的压缩空气压力异常时，触发第一电动阀和第二电动阀工作；所述第二压力检测装置与第二电动阀连接，用于在检测到第二管道进气端的氮气压力异常时，触发第一电动阀和第二电动阀工作。即实现当某一个气源出现异常时，电动阀按压力逻辑开启，自动倒换气源，保证阀门气源压力正常，能完成开关动作。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统，包括：压缩空气罐、氮气罐及发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，所述压缩空气罐的一端连接第一管道的进气端，另一端连接第一气动阀门；所述氮气罐的一端连接第二管道的进气端，另一端连接第二气动阀门。
上述技术方案通过将应急保护装置与气动阀门所需的气源连接组成应急保护系统，当气源发生异常时，可以迅速自动完成气源转换，防止阀门因失去气源出现运行调节阀门和设备保护阀门无法动作的情况，杜绝设备与生产事故。
优选地，所述发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统还包括操作台，用于远程监控应急保护装置第一管道和第二管道检测的压力情况并操作应急保护装置中的压力联锁装置。实现热电车间工人的远程作业，同时也可以实现对应急保护装置中的压力联锁装置及时开及时关的灵活运用。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法，包括：
步骤1：获取第一压力检测装置检测的第一管道的压缩空气气体压力，及第二压力检测装置检测的第二管道的氮气气体压力；
步骤2：当第一管道压力异常时，控制两个电动阀的同时开，氮气对压缩空气进行转换补充；或，当第二管道压力异常时，控制两个电动阀的同时开，压缩空气对氮气进行转换补充；
步骤3：当压缩空气完成补充，第一管道压力恢复，控制两个电动阀的同时关；或，当氮气完成补充，第二管道压力恢复，控制两个电动阀的同时关。
上述技术方案利用压力检测装置检测压力，通过对压力的判断对电动阀传递信号，控制电动阀工作，实现应急保护。
优选地，所述发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法还包括：操作台设置分散控制系统分散控制系统DCS投入联锁，当气源故障缺失，自动执行所述步骤1-3，气源自动完成转换补充，无需人为操作，实现自动化程度高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明能够使两个气体管道相连通，自动完成气源缺失的应急保护，保证失压气源管道的压力正常；
2、本发明可有效杜绝气动阀门因各种原因失去气源，出现运行调节阀门和设备保护阀门无法操作的情况，杜绝设备与生产事故，保证生产。
附图说明
图1为根据本发明实施例的发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置结构示意图。
图2为根据本发明实施例的发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统示意图。
图中：1-第一电动阀；2-第二电动阀；3-第一压力检测装置；4-第二压力检测装置；5-第一防倒流组件；6-第二防倒流组件；7-第一管道；8-第二管道；9-手轮；10-电动控制机构；11-U型连接管；12-第一管道进气端；13-第二管道进气端；14-阀体法兰；15-发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置；16-压缩空气罐；17-氮气罐；18-第一气动阀门；19-第二气动阀门；20-操作台。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置15，包括：气源通入管道及设置在气源通入管道上的电动阀、压力变送器及止回阀；所述气源通入管道包括：第一管道7、第二管道8和U型连接管11，所述U型连接管11的两端分别与第一管道7、第二管道8连接；所述第一管道7上依次设有第一压力变送器3、第一止回阀5和第一电动阀1，所述第一压力变送器3靠近第一管道进气端12，所述第一电动阀1靠近U型连接管11；所述第二管道8上依次设有第二压力变送器4、第二止回阀6和第二电动阀2，所述第二压力变送器4靠近第二管道进气端13，所述第二电动阀2靠近U型连接管11。所述第一止回阀5和第二止回阀6可防止气体倒串。
优选地，所述第一电动阀1和第二电动阀2分别通过法兰14固定在第一管道7和第二管道8上，使用电动控制机构10驱动电动阀工作，热电车间正常工作时，两个电动阀为关闭状态，当出现压缩空气或氮气其中一种气源故障缺失时，两个电动阀为开启状态，气源恢复后，两个电动阀重新转为关闭状态。
可选地，所述电动阀上也可加装手轮9，当电源因意外断停时、阀门电动控制机构10线路损坏时，可通过手轮9人工控制阀门，作为本发明应急保护装置15的备用启动方式。
优选地，第一压力变送器3，用于检测第一管道进气端12的压缩空气压力，进而检测压缩空气罐16的状态；第二压力变送器4，用于检测第二管道进气端13的氮气压力，进而检测氮气罐17的状态。
优选地，所述电动阀与所述压力变送器组成压力联锁装置，所述第一压力变送器3与第一电动阀1连接，当第一压力变送器3检测压力低于0.2MPA且持续3秒，触发第一电动阀1和第二电动阀2同时开启，氮气作为应急保护气源补充；所述第二压力变送器4与第二电动阀2连接，当第二压力变送器4检测压力低于0.2MPA且持续3秒，触发第一电动阀1和第二电动阀2同时开启，压缩空气作为应急保护气源补充。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统，包括：压缩空气罐16、氮气罐17及发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置15，所述压缩空气罐16的一端连接第一管道进气端12，另一端连接连接使用压缩空气作为气源的亚临界发电机组汽轮机高加低加紧急放水气动阀、所有疏水阀门及富余煤气发电机组锅炉炉前煤气调节阀等气动阀门18；所述氮气罐17一端连接第二管道进气端13，另一端连接使用氮气作为气源的亚临界发电机组锅炉区域煤气母管气动总阀及炉前各煤气快切阀等气动阀门19。当第一管道7检测压力低于0.2MPA且持续3秒，则判断为压缩空气发生故障缺失，压力联锁装置工作，第一电动阀1和第二电动阀2同时开启，氮气转换补充压缩空气后，进而压缩空气罐16能为第一气动阀门18提供所需的气源，从而第一气动阀门18正常工作，第一电动阀1和第二电动阀2同时关闭。当第二管道8检测压力低于0.2MPA且持续3秒，则判断为氮气发生故障缺失，压力联锁装置工作，第一电动阀1和第二电动阀2同时开启，压缩空气转换补充氮气后，进而氮气罐17能为第二气动阀门19提供所需的气源，从而第二气动阀门19正常工作，第一电动阀1和第二电动阀2同时关闭。通过自动转换补充气源防止阀门因气源故障而无法正常工作的情况。
优选地，所述系统还包括操作台20，用于远程监控应急保护装置第一管道7和第二管道8检测的压力数据，得到压缩空气罐16和氮气罐17的状态反馈。同时可以操作投入联锁，在需要应急保护装置时，在操作台一键开启压力联锁装置，应急保护装置正常运行，当热电车间进行检修，会切断气源，此时无需应急保护装置工作，可在操作台一键关闭压力联锁装置。
根据本发明说明书的一方面，提供一种发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法，包括：
步骤1：获取第一压力变送器3检测的第一管道7的压缩空气气体压力，及第二压力变送器4检测的第二管道8的氮气气体压力；
步骤2：当第一压力变送器3检测到第一管道7压力低于0.2MPA持续3秒时，则压缩空气发生故障缺失，控制两个电动阀的同时开，氮气对压缩空气进行转换补充；或，当第二压力变送器4检测到第二管道8压力低于0.2MPA持续3秒时，则氮气发生故障缺失时，控制两个电动阀的同时开，压缩空气对氮气进行转换补充；
步骤3：当压缩空气完成补充时，第一管道7压力恢复，控制两个电动阀的同时关；或，当氮气完成补充时，第二管道8压力恢复，控制两个电动阀的同时关。
优选地，所述发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法还包括：操作台20设置分散控制系统DCS投入联锁，可实现一键开启压力联锁装置，当气源故障缺失，自动执行步骤1-3，气源自动完成转换补充。当热电车间进行检修时，需切断气源，此时气源管道压力低，不需要进行气源补充，无需电动阀工作，可一键关闭压力联锁装置，避免应急保护装置产生误操作。
本发明结构，安全性提高：在氮气或压缩空气气源发生故障导致压力低时，能自动开启应急气源，完成倒换，保证系统内各运行调节阀门和设备保护阀门可以正常动作，保证生产与设备运行安全；转换效率高：通过本发明中的压力联锁装置，检测压力，判断异常，电动阀工作，气源自动转换，阀门失去动力的时间为0秒，迅速高效；自动化程度高：分散控制系统DCS投入联锁，气源故障时自动完成转换，无需人为操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，其特征在于，包括：气源通入管道及设置在气源通入管道上的电动阀、压力检测装置及防倒流组件；所述气源通入管道包括：第一管道、第二管道和U型连接管，所述U型连接管的两端分别与第一管道、第二管道连接；所述第一管道上依次设有第一压力检测装置、第一防倒流组件和第一电动阀，所述第一压力检测装置靠近第一管道的进气端，所述第一电动阀靠近U型连接管；所述第二管道上依次设有第二压力检测装置、第二防倒流组件和第二电动阀，所述第二压力检测装置靠近第二管道的进气端，所述第二电动阀靠近U型连接管。
2.根据权利要求1所述的发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，其特征在于，所述第一电动阀和第二电动阀分别通过法兰分别固定在所述第一管道和第二管道上。
3.根据权利要求1所述的发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，其特征在于，所述第一压力检测装置，用于检测第一管道进气端的压缩空气压力；所述第二压力检测装置，用于检测第二管道进气端的氮气压力。
4.根据权利要求1所述的发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，其特征在于，所述第一压力检测装置与第一电动阀连接，用于在检测到第一管道进气端的压缩空气压力异常时，触发第一电动阀和第二电动阀工作；所述第二压力检测装置与第二电动阀连接，用于在检测到第二管道进气端的氮气压力异常时，触发第一电动阀和第二电动阀工作。
5.发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统，其特征在于，包括：压缩空气罐、氮气罐及权利要求1-4任一项所述的发电机组气动阀门气源故障的应急保护装置，所述压缩空气罐的一端连接第一管道的进气端，另一端连接第一气动阀门；所述氮气罐的一端连接第二管道的进气端，另一端连接第二气动阀门。
6.根据权利要求5所述发电机组气动阀门气源故障的应急保护系统，其特征在于，所述系统还包括操作台，用于远程监控和操作。
7.发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取第一压力检测装置检测的第一管道的压缩空气气体压力，及第二压力检测装置检测的第二管道的氮气气体压力；
步骤2：当第一管道压力异常时，控制两个电动阀的同时开，氮气对压缩空气进行转换补充；或，当第二管道压力异常时，控制两个电动阀的同时开，压缩空气对氮气进行转换补充；
步骤3：当压缩空气完成补充，第一管道压力恢复，控制两个电动阀的同时关；或，当氮气完成补充，第二管道压力恢复，控制两个电动阀的同时关。
8.根据权利要求7所述发电机组气动阀门气源故障的应急保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
操作台设置分散控制系统分散控制系统DCS投入联锁，当气源故障缺失，自动执行所述步骤1-3，气源自动完成转换补充。
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