[发明专利]用于燃气涡轮设备的安全的运行的方法和装置

说明书

技术领域

本公开涉及用于燃气涡轮设备的安全的运行的方法以及装置，燃气涡轮设备的运行不仅通过触发和/或影响燃气涡轮设备的与运行相关的过程的至少一个过程调节部(Prozessregelung)来调节，而且通过单独的且不取决于过程调节部运行的保护单元在基于用于与安全相关的运行参数的至少一个第一极限值的情况下来监测，其中，一旦超过该至少一个第一极限值，保护单元就紧急切断燃气涡轮设备。

背景技术

燃气涡轮设备的运行经受在国际标准中确定的很高的安全性要求，例如标准IEC 61508，在其中详细说明了与安全相关的电子系统的功能安全性以及详细阐述了用于避免系统的故障以及用于安全地控制系统失灵或系统干扰的在功能方面的安全方法的应用。建立在上述标准上的附加标准IEC 61511是关于用于过程工业的安全技术的系统的功能上的安全性，其还包括燃气涡轮设备的运行。

其次，在运行与安全相关的过程工业设备时的功能安全性的一重要方面首先关于燃气涡轮设备的运行、涉及在过程调节技术方面(其针对燃气涡轮设备的所有构件的顺利的运行)和防护监测任务(其在在燃气涡轮设备中出现技术上的干扰时负责在超过对于燃气涡轮设备以及尤其对于其环境占支配地位的重要的潜在危险时紧急切断燃气涡轮设备)之间的严格的分开。用于过程技术的设备的安全的运行的与此有关的标准系列需要在燃气涡轮设备承担保护功能的保护单元与承担过程调节技术上的任务的过程调节部之间的完全的在功能上的独立性。因此，燃气涡轮设备的过程调节部应绝不妨碍保护单元履行其保护功能。这尤其适用于人员对过程控制的干预，其在燃气涡轮的商业运行中不应影响保护单元的功能性。

如果例如针对保护燃气涡轮设备不受过高的轴转速影响，因此仅需要监测轴转速和预定用于轴转速的最大允许的极限值，其在超过时导致燃气涡轮设备的环境的潜在危险。保护单元在此类情况下在没有内连和查询其他的系统构件的情况下负责紧急切断燃气涡轮设备，以便保护燃气涡轮设备和环境不受损害。

然而，标准的独立性要求尤其在燃气涡轮设备运行时与对于燃气涡轮设备结构典型的情况相冲突。一方面，可在保护单元中预定的保护标准并非对于任何保护功能普遍有效，而是可单独地取决于每个个体的燃气涡轮设备。然而，这意味着，至少在燃气涡轮设备的启动期间必须存在对计算机辅助的保护单元的访问，以便以这种方式例如由相应的专业人员分别地设定或协调保护单元的功能性。

此外，在燃气涡轮设备的运行期间出现特别的运行状态，在其中例如调节阀位置可完全评判为合适，然而其在其他的运行情况下立即导致提高的潜在危险。此类运行状态首先涉及所谓的瞬态的运行状态，在其中燃气涡轮设备从第一运行状态转变到第二运行状态中。瞬态的运行状态例如在开动时或在燃气涡轮设备的负载变化时出现，在其中例如在燃料输送中进行改变。为了还借助保护单元正确地描绘此类运行状态或运行状态改变且明确确定潜在危险，需要燃气涡轮设备的可由传感器探测的多个状态信息，燃气涡轮设备此外可需要复杂的评定逻辑系统。然而，此类方式与根据尽可能简单的评定逻辑系统的期望和通过保护单元的可检查性相矛盾。此外，已经出于竞争的原因，应将用于实现保护功能任务所需要的成本保持得尽可能低。

发明内容

本公开的目的在于如此改进用于燃气涡轮设备(其运行不仅通过至少触发和/或影响燃气涡轮设备的与运行相关的过程的至少一个过程调节部来调节，而且通过单独的且不取决于过程调节部运行的保护单元在基于用于与安全相关的运行参数(还被称为与保护相关的运行参数或与安全相关的运行参数)的至少一个第一极限值的情况下来监测，其中，一旦超过该至少一个第一极限值，就紧急切断燃气涡轮设备)的安全的运行的方法以及装置，即，可在燃气涡轮设备运行时实现根据标准需要的保护功能，且这利用尽可能技术上简单的且成本有利的器件来实现。尤其适用的是，满足在保护单元与过程调节部之间的完全独立的要求，从而始终保证保护单元的功能性不可由于过程调节部失效。