[发明专利]实现小型汽轮机组危急保护系统功能的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机危急保护技术领域，特别是涉及一种基于小型汽轮机组自动化控制系统实现汽轮机危急保护系统功能的方法。

背景技术

汽轮机危急保护系统（ETS，EMERGENCY TRIP SYSTEM）是用于监视汽轮机的运行工况参数的保护系统，汽轮机运行工况参数包括汽机超速、汽机振动、发电机振动、轴向位移、汽缸胀差、推力瓦温度、径向瓦温度、凝汽器真空度、润滑油压力、发变组保护动作、电调装置停机、手动危急保安器、MFT动作等，当汽轮机运行工况参数超过安全限值，汽轮机危急保护系统ETS就会自动关闭全部汽轮机蒸汽进气阀门，紧急停机，以保证汽轮机安全运行。

现有技术的汽轮机危急保护系统，都采用独立于汽轮机控制系统外单独设计一个系统，集成为一面汽轮机危急保护系统控制柜。在汽轮机危急保护系统的控制柜内设置有两套电源、CPU、通讯、信号输入输出卡件、继电器等，通过信号采集DI卡件接收来自锅炉或汽机现场、轴系监测系统TSI、汽轮机数字电液控制系统DEH、锅炉炉膛安全监控系统FSSS及其它设备的报警和停机信号，且只能接受开关量的信号输入，并根据投切开关信号进行综合逻辑判断处理，通过指令输出DO卡件，输出到停机电磁阀和综合报警光字牌。信号的采集和指令的输出均采用继电器隔离。现有技术的汽轮机危急保护系统，是通过软件实现两套控制系统的软冗余，这种方式的汽轮机危急保护存在以下不足：

1、通过软件实现两套控制系统的软冗余备份，无法通过可靠的硬件设备实现真正的热备无扰切换功能，切换速度比较慢，汽轮机运行安全等级不高；而能实现快速切换的热备冗余ETS系统的造价又过于昂贵，不适合小型汽轮机组；

2、不能结合监测点的模拟量趋势做综合智能判断；

3、各自独立做逻辑判断，见图2，任一系统判断停机输出，即直接输出至现场，误动概率高；

4、独立于汽轮机控制系统外单独设计一个危急保护系统系统，单独组配成一面汽轮机危急保护系统控制柜，汽轮机控制系统成本造价高。

发明内容

针对现有技术的控制方法存在的不足，本发明的目的旨在提供一种控制成本低、精度高、稳定可靠的实现小型汽轮机组危急保护系统功能的控制新方法。

本发明提供的实现小型汽轮机组危急保护系统功能的控制方法，其方案构成主要包括：构成汽轮机自动化控制系统的电源、CPU、通讯均采取冗余备份配置；将ETS子程序块集成在汽轮机自动化控制系统中且独立于主程序单独运行；汽轮机运行跳闸信号通过IO模块汇总后送至两套CPU中用ETS子程序块运算处理，将主CPU运算得到的逻辑控制判断结果经指令输出DO卡件输送至相应停机电磁阀，实现汽轮机的危急保护功能。

在本发明的上述技术方案中，所述自动化控制系统设置的两套CPU，最好互为主从关系，即当其中一个CPU为主CPU时，另一个CPU为从CPU，且只使主CPU的运算结果输送到指令输出DO卡件，从CPU的运算结果处于输送待命状态，采取这种方式设计，可以减少继电器控制回路，防止误动。

在本发明的上述技术方案中，所述主CPU最好将逻辑控制判断结合相应数据监测点的模拟量信号趋势综合处理后再输出结果，以减少某一信号因故障丢失导致误停机或误判断的状况发生。

在本发明的上述技术方案中，所述停机电磁阀的直流电源最好设计为独立电源，不与系统其他直流电源公用。

在本发明的上述技术方案中，ETS实时监测数据范围一般包括：汽机超速、汽机振动、发电机振动、轴向位移、汽缸胀差、推力瓦温度、径向瓦温度、凝汽器真空度、润滑油压力、发变组保护动作、电调装置停机、手动危急保安器和MFT动作等。

本发明提供的实现小型汽轮机组危急保护系统功能的控制方法，在基于汽轮机本身配备的自动化控制系统基础上，通过单独编程ETS子程序，将ETS子程序块集成在汽轮机自动化控制系统中，独立于自动化控制系统主程序单独运行，实现小型汽轮机组危急保护系统的功能，不单独增加ETS控制系统硬件。