CN219085325U - 燃气轮机控制系统加热模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃气轮机控制系统加热模拟装置，涉及燃气轮机控制系统的仿真模拟技术领域。该装置包括：容器、顶层加热装置、中层加热装置、底层加热装置、顶部泄压阀、安全阀、温度变送器、压力表、循环进水口、循环出水口、底部排空阀、以及电控箱；顶部泄压阀设置在容器顶部；安全阀设置在容器顶部；循环进水口和出水口分别设置在容器的上部和下部；电控箱用于对加热装置进行供电和温度控制。本申请解决了控制系统加热装置模拟工况过于单一的问题，通过多层次加热、多层温度变送器、循环水进出口等设置，大大提高了燃机加热模拟装置的复杂性，为外部测试系统对燃机控制系统故障诊断研究的分析软件提供更丰富的工况环境。

Description

燃气轮机控制系统加热模拟装置

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机控制系统的仿真模拟技术领域，具体涉及一种燃气轮机控制系统加热模拟装置。

背景技术

燃气轮机联合发电装置中锅炉是其核心设备，该设备的运行正常与否主要是安装在外壁或内部的仪表及传感器组成的控制系统来进行检测。锅炉内部情况复杂，根据研究课题需要，可以通过仿真模拟的方式，对其控制系统进行故障诊断研究，验证算法正确性。

目前常见的是采用通用加热水箱的方式进行简单模拟，可实现的仪表工作工况和种类较少，不能有效对控制系统在复杂情况下的性能及故障状态进行研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种燃气轮机控制系统加热模拟装置，以解决燃气轮机控制系统的加热模拟问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种燃气轮机控制系统加热模拟装置，该装置包括：容器、顶层加热装置、中层加热装置、底层加热装置、顶部泄压阀、安全阀、温度变送器、压力表、循环进水口、循环出水口、底部排空阀、以及电控箱；

顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置分别设置在容器内部的顶层、中层和底层，并且均通过螺纹与容器连接；

顶部泄压阀设置在容器顶部，顶部泄压阀为电动控制，顶部泄压阀的信号远程接出；

安全阀设置在容器顶部；

温度变送器包括沿容器的上层、中层和下层布置的上层温度变送器、中层温度变送器和下层温度变送器；

循环进水口设置在容器的上部，循环出水口设置在容器的下部，并且循环进水口和循环出水口均与外部水系统相连；

底部排空阀设置在容器的底部；

电控箱通过电缆分别与顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置相连，电控箱用于对顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置进行供电和温度控制。

可选地，容器的外部设置有保温层。

可选地，容器由304不锈钢制成，并且容器的容量为150升。

可选地，顶层加热装置包括位于容器顶层的左右两侧的第一顶层加热装置和第二顶层加热装置；中层加热装置包括位于容器中层的左右两侧的第一中层加热装置和第二中层加热装置；底层加热装置包括位于容器底层的左右两侧的第一底层加热装置和第二底层加热装置。

可选地，第一顶层加热装置、第二顶层加热装置、第一中层加热装置、第二中层加热装置、第一底层加热装置以及第二底层加热装置中每个加热装置的功率均为3kW。

可选地，安全阀的预设压力阈值为0.2bar，在容器内的压力超过预设压力阈值时，安全阀自动打开释放压力。

可选地，循环进水口和循环出水口的公称直径均为50mm。

可选地，底部排空阀的公称直径为25mm。

可选地，电控箱的尺寸如下：高为800mm，宽为600mm，深为300mm。

可选地，电控箱内配备有温度控制器，通过温度控制器对顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置的加热温度进行控制。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置包括：容器、顶层加热装置、中层加热装置、底层加热装置、顶部泄压阀、安全阀、温度变送器、压力表、循环进水口、循环出水口、底部排空阀、以及电控箱；顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置分别设置在容器内部的顶层、中层和底层，并且均通过螺纹与容器连接；顶部泄压阀设置在容器顶部，顶部泄压阀为电动控制，顶部泄压阀的信号远程接出；安全阀设置在容器顶部；温度变送器包括沿容器的上层、中层和下层布置的上层温度变送器、中层温度变送器和下层温度变送器；循环进水口设置在容器的上部，循环出水口设置在容器的下部，并且循环进水口和循环出水口均与外部水系统相连；底部排空阀设置在容器的底部；电控箱通过电缆分别与顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置相连，电控箱用于对顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置进行供电和温度控制。本申请解决了控制系统加热装置模拟工况过于单一的问题，通过多层次加热，多层温度变送器，循环水进出口等设置，大大提高了燃机加热模拟装置的复杂性，为外部测试系统对燃机控制系统故障诊断研究的分析软件提供更丰富的工况环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的主体结构示意图；

图2示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的电控箱的正面示意图；

图3示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的电控箱的侧面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

燃气轮机联合发电装置中锅炉是其核心设备，该设备的运行正常与否主要是安装在外壁或内部的仪表及传感器组成的控制系统来进行检测。锅炉内部情况复杂，根据研究课题需要，可以通过仿真模拟的方式，对其控制系统进行故障诊断研究，验证算法正确性。目前常见的是采用通用加热水箱的方式进行简单模拟，可实现的仪表工作工况和种类较少，不能有效对控制系统在复杂情况下的性能及故障状态进行研究。现有技术模拟方式单一，不能充分模拟复杂工况。因此，本申请提出了一种燃气轮机控制系统加热模拟装置，以实现对燃气轮机控制系统在复杂情况下的性能进行模拟。

图1示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的主体结构示意图；图2示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的电控箱的正面示意图；图3示出了本实用新型一实施例提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置的电控箱的侧面示意图。如图1至图3所示，本实用新型提供的燃气轮机控制系统加热模拟装置包括：容器TK、顶层加热装置、中层加热装置、底层加热装置、顶部泄压阀VA3、安全阀VF、温度变送器、压力表P2、循环进水口、循环出水口、底部排空阀VH6、以及电控箱。

顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置分别设置在容器内部的顶层、中层和底层，并且均通过螺纹与容器TK连接。顶层加热装置包括位于容器TK顶层的左右两侧的第一顶层加热装置E1和第二顶层加热装置E4；中层加热装置包括位于容器TK中层的左右两侧的第一中层加热装置E2和第二中层加热装置E5；底层加热装置包括位于容器TK底层的左右两侧的第一底层加热装置E3和第二底层加热装置E6。

顶部泄压阀VA3设置在容器TK顶部，顶部泄压阀VA3为电动控制，顶部泄压阀VA3的信号远程接出。可选地，在顶部泄压阀VA3与容器TK之间，设置有气水分离器AE1。

安全阀VF设置在容器TK顶部。

温度变送器包括沿容器TK的上层、中层和下层布置的上层温度变送器TT1和TT4、中层温度变送器TT2和TT5以及下层温度变送器TT3和TT6。温度变送器沿容器TK上中下层布置，是模拟装置的研究对象。

循环进水口设置在容器TK的上部，循环出水口设置在容器TK的下部，并且循环进水口和循环出水口均与外部水系统相连。循环进水口处设置有循环进水口阀VH2，循环出水口处设置有循环出水口阀VH1。

底部排空阀VH6设置在容器TK的底部。

电控箱通过电缆分别与顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置相连，电控箱用于对顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置进行供电和温度控制。具体地，电控箱由配电电缆及控制电缆与容器上加热装置及仪表相连。

本申请解决了控制系统加热装置模拟工况过于单一的问题，通过多层次加热、多层温度变送器、循环水进出口等设置，大大提高了燃机加热模拟装置的复杂性，为外部测试系统对燃机控制系统故障诊断研究的分析软件提供更丰富的工况环境。

可选地，容器TK的外部设置有保温层。容器TK由304不锈钢制成，并且容器TK的容量为150升。

可选地，第一顶层加热装置E1、第二顶层加热装置E4、第一中层加热装置E2、第二中层加热装置E5、第一底层加热装置E3以及第二底层加热装置E6中每个加热装置的功率均为3kW。

可选地，安全阀VF的预设压力阈值为0.2bar，在容器TK内的压力超过预设压力阈值时，安全阀VF自动打开释放压力，以保证容器安全。

可选地，循环进水口和循环出水口的公称直径均为50mm。

可选地，底部排空阀VH6的公称直径为25mm。

如图2和图3所示，电控箱上设置有PID和BOP控制面板，电控箱的尺寸如下：高为800mm，宽为600mm，深为300mm。

可选地，电控箱内配备有温度控制器，通过温度控制器对顶层加热装置、中层加热装置和底层加热装置的加热温度进行控制。

工作时，根据要求将装置的循环进水口和循环出水口和外部水系统相连，并向内进行灌水至需要体积。通过电控箱上温度控制器设置加热装置的工作方式，温度变送器的信号依据需求接到外部测试系统。每个加热装置的加热功率和时间均可以单独控制，以获得不同工况下的容器内部温度变化。6个温度变送器信号可以互相比较，相互印证，为外部测试系统的分析软件提供不同工况下的数据。在加热过程中，容器也进行补水和出水操作，研究水量变化对各层次温度变送器的影响。同时可以对某个温度变送器进行故障模拟，检验外部测试系统分析软件的正确性。

综上所述，本申请在容器多个层面布置加热装置，并可进行单独温度控制，并引入补水和排水循环口，可对锅炉内部环境的复杂性更好的实现模拟，从而更好的促进对控制系统的故障诊断研究工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述装置包括：容器、顶层加热装置、中层加热装置、底层加热装置、顶部泄压阀、安全阀、温度变送器、压力表、循环进水口、循环出水口、底部排空阀、以及电控箱；

所述顶层加热装置、所述中层加热装置和所述底层加热装置分别设置在所述容器内部的顶层、中层和底层，并且均通过螺纹与所述容器连接；

所述顶部泄压阀设置在所述容器顶部，所述顶部泄压阀为电动控制，所述顶部泄压阀的信号远程接出；

所述安全阀设置在所述容器顶部；

所述温度变送器包括沿所述容器的上层、中层和下层布置的上层温度变送器、中层温度变送器和下层温度变送器；

所述循环进水口设置在所述容器的上部，所述循环出水口设置在所述容器的下部，并且所述循环进水口和所述循环出水口均与外部水系统相连；

所述底部排空阀设置在所述容器的底部；

所述电控箱通过电缆分别与所述顶层加热装置、所述中层加热装置和所述底层加热装置相连，所述电控箱用于对所述顶层加热装置、所述中层加热装置和所述底层加热装置进行供电和温度控制。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述容器的外部设置有保温层。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述容器由304不锈钢制成，并且所述容器的容量为150升。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述顶层加热装置包括位于所述容器顶层的左右两侧的第一顶层加热装置和第二顶层加热装置；所述中层加热装置包括位于所述容器中层的左右两侧的第一中层加热装置和第二中层加热装置；所述底层加热装置包括位于所述容器底层的左右两侧的第一底层加热装置和第二底层加热装置。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述第一顶层加热装置、所述第二顶层加热装置、所述第一中层加热装置、所述第二中层加热装置、所述第一底层加热装置以及所述第二底层加热装置中每个加热装置的功率均为3kW。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述安全阀的预设压力阈值为0.2bar，在所述容器内的压力超过所述预设压力阈值时，所述安全阀自动打开释放压力。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述循环进水口和所述循环出水口的公称直径均为50mm。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述底部排空阀的公称直径为25mm。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述电控箱的尺寸如下：高为800mm，宽为600mm，深为300mm。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机控制系统加热模拟装置，其特征在于，所述电控箱内配备有温度控制器，通过所述温度控制器对所述顶层加热装置、所述中层加热装置和所述底层加热装置的加热温度进行控制。

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