[发明专利]二十万千瓦汽轮机的高压抗燃油数字电液控制系统

说明书

本发明涉及一种电站汽轮机组的自动控制系统，尤其涉及一种用于二十万千瓦汽轮机的高压抗燃油数字电液控制系统。

目前二十万千瓦机组的汽轮机控制系统主要有两种：

第一种是液压调节系统，如附图1中的虚框13所示。附图1是二十万千瓦机组汽轮机液压调节系统控制汽轮机工作的原理方框图，图中：虚框11是需要控制的对象汽轮发电机组，虚框12是汽轮机保安系统，虚框13是液压调节系统。该液压调节系统的缺点是：调节性能差、迟缓率大、调整困难、难以与其它控制系统接口以及操作手段落后等，越来越不适应电厂自动化水平的发展。

第二种是电液并存控制系统。如附图2中的虚框23所示。附图2是二十万千瓦机组汽轮机电液并存控制系统控制汽轮机工作的原理方框图，该电液并存控制系统在原液压调节系统上增加一个电液转换器及切换阀，由计算机控制电液转换器组成电/液并存系统。也有控制同步器马达的电液调节系统。这样虽在一定程度上提高了自动化水平，但是动态响应仍无法满足要求。同时因电液转换器要共用汽轮机本体低压透平油，油质难以保证，易卡涩。而同步器马达也易磨损打滑，系统故障机率较高。

上述两种控制方法均要采用脉冲油管路和凸轮配汽机构，因而都存在以下的缺点：(1)操纵座活塞运动有明显的侧向力，凸轮连杆机构有死区，易卡死，安全性差。油动机一旦卡死，所有阀门均不能动作，若有一个凸轮卡死，也同样卡死油动机；(2)结构复杂，制造装配调整困难；(3)体积大；(4)传动效率低；(5)控制精度差；(6)自动化控制程度差，不能实现综合自动化，不能改变控制方式；等等。这些因素均影响整个电站系统的正常投运。

本发明的目的是针对上述控制系统存在的缺点，而在汽轮机的每个调节阀门上配备一台高压油动机，由计算机功频电液控制各高压油动机独立动作，替代了原有的常规液压调节系统从而使控制更精确、可靠的用于二十万千瓦汽轮机机组上的高压抗燃油数字电液调节系统。

解决本发明目的的技术方案是：一种用于二十万千瓦汽轮机的高压抗燃油数字电液控制系统，由计算机控制部分和采用高压抗燃油驱动的液压执行机构组成，所述的计算机控制部分采用计算机分散控制系统包括人机接口部分、控制计算机、输入/输出卡、阀门控制部件和超速保护部件；所述的采用高压抗燃油驱动的液压执行机构包括一高压抗燃油供油装置以及由其驱动的与汽轮机的调节阀门连接的一组油动机；计算机控制部分中的计算机接受操作人员指令或协调控制指令或地区中央调度室自动电量控制指令，与现场信号进行逻辑处理及运算，输出控制信号，通过阀门控制卡处理及放大后控制伺服阀驱动液压执行机构，带动汽轮机阀门运动，从而控制进入汽轮机的蒸汽量，进而控制汽轮机转速和机组功率。

所述的人机接口部分包括一操作员站以及一后备手操作盘；所述的控制计算机是冗余的主、备用计算机，其之间通过双机切换电缆连接；所述的输入/输出卡包括：模拟量输入/输出卡、开关量输入/输出卡、转速测量卡；所述的阀门控制部件包括多个阀门控制卡以及由各个阀门控制卡分别控制的各阀门伺服控制回路构成；所述的超速保护部件由至少一块测速卡及超速保护电路构成；所述的操作员站与控制计算机通过冗余数据高速公路相连；输入/输出卡、阀门控制卡及测速卡通过输入/输出总线由冗余的两块站控制板连接到冗余的输入/输出网，与冗余的计算机进行数据交换；后备手操盘通过导线直接连到阀门控制卡；所述执行机构中的每一油动机由计算机控制系统中的一个阀门控制卡控制；

由于本发明采用了以上的技术方案，使本系统能为实现协调控制提供保障，最终能接受电网调度指令，增加机组快速响应调峰能力；由于实现了计算机管理汽轮机阀门，对阀门的升程流量能进行非线性修正。启动时单阀控制，全周进汽，有利于转子受热均匀，缩短启动时间，提高转子使用寿命。高负荷时仍可实现多阀控制，始终只有某个阀处于节流，提高经济性。阀门单配油动机、伺服阀，使每个阀门不互相影响，且能单独进行在线活动试验。当主计算机设备发生故障时，均可由后备手操盘直接控制阀门位置。两种控制方式无扰切换。

为使进一步理解本发明的性能和特征，现通过一较佳实施例及其附图详细说明如下。

附图1是现有技术二十万千瓦机组汽轮机液压调节系统控制汽轮机工作的原理示意图；

附图2是现有技术二十万千瓦机组汽轮机电液并存控制系统控制汽轮机工作的原理示意图；

附图3是本发明的方框图；

附图4是本发明一较佳实施例计算机控制部分的硬件配置结构示意图；

附图5是本发明控制汽轮机工作的一较佳实施例的方框图；

附图6是附图4的原理示意图；

附图7是本发明上述实施例的超速保护部件的工作逻辑示意图；