阅读说明：本技术 功热电汽轮机事故工况快速响应系统 (Quick response system for accident condition of power thermoelectric turbine ) 是由 刘波 郑博 李晓雷 杨光 王悦威 杨帆 魏成军 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种功热电汽轮机事故工况快速响应系统,包括连接在功热电汽轮机的测量仪表上用于接收现场仪表参数信号的高速数据采集卡、用于根据采集的参数信号进行分析并生成动作指令的精准控制子系统和用于接收动作指令输出给功热电汽轮机调整机构的高速输出卡,高速数据采集卡的输入端连接测量仪表的输出端,高速数据采集卡的输出端连接精准控制子系统的输入端,精准控制子系统的输出端连接高速输出卡的输入端,高速输出卡的输出端连接功热电汽轮机调整机构的输入端。本发明降低了功热电汽轮机事故工况对运行机组和主机系统的影响,保证了供热期间主机系统的安全稳定运行,提升了电网及热网的稳定性。(The invention discloses a power thermoelectric turbine accident condition quick response system which comprises a high-speed data acquisition card, a precision control subsystem and a high-speed output card, wherein the high-speed data acquisition card is connected to a measuring instrument of a power thermoelectric turbine and used for receiving field instrument parameter signals, the precision control subsystem is used for analyzing and generating action instructions according to the acquired parameter signals, the high-speed output card is used for receiving the action instructions and outputting the action instructions to a power thermoelectric turbine adjusting mechanism, the input end of the high-speed data acquisition card is connected with the output end of the measuring instrument, the output end of the high-speed data acquisition card is connected with the input end of the precision control subsystem, the output end of the precision control subsystem is connected with the input end of the high-speed output card, and the output end of the high-speed output card is connected with the input end of the power thermoelectric turbine adjusting mechanism. The invention reduces the influence of the accident condition of the power thermoelectric turbine on the running unit and the host system, ensures the safe and stable running of the host system during heat supply and improves the stability of the power grid and the heat supply network.)

功热电汽轮机事故工况快速响应系统

技术领域

本发明涉及供热机组技术领域，特别是一种功热电汽轮机事故工况快速响应系统。

背景技术

功热电汽轮机是用来代替原有供热机组采暖抽汽加热系统内的减温减压装置，利用主机供热系统采暖抽汽，带动功热电汽轮机钻洞，进一步拖动小型发电机发电。对于300MW供热机组，依据采暖抽汽量不同，可拖动一台到堕胎功热电汽轮机。

现有的功热电汽轮机的控制方式多为单体控制，即功热电汽轮机之间无控制上的关联。而且现有的两台及以上功热电汽轮机事故工况控制，则依托DCS系统，通过DCS系统软硬件实现事故工况时在汽轮机组的响应，响应时间通常在500ms以上，响应时间比较慢，提高了功热电汽轮机事故工况对运行机组和主机系统的影响，无法保证电网及热网的稳定性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种功热电汽轮机事故工况快速响应系统，通过对多台功热电汽轮机重要运行参数进行监视，当其中一台或多台功热电汽轮机负荷突变或跳闸，运行功热电汽轮机的响应策略，提升响应时间。。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

功热电汽轮机事故工况快速响应系统，包括连接在功热电汽轮机的测量仪表上用于接收现场仪表参数信号的高速数据采集卡、用于根据采集的参数信号进行分析并生成动作指令的精准控制子系统和用于接收动作指令输出给功热电汽轮机调整机构的高速输出卡，高速数据采集卡的输入端连接测量仪表的输出端，高速数据采集卡的输出端连接精准控制子系统的输入端，精准控制子系统的输出端连接高速输出卡的输入端，高速输出卡的输出端连接功热电汽轮机调整机构的输入端。

上述功热电汽轮机事故工况快速响应系统，所述测量仪表包括现场独立布置的进汽调整门开度测量仪表、进汽压力测量仪表、进汽关断门位置测量仪表和润滑油测量仪表，进汽调整门开度测量仪表、进汽压力测量仪表、进汽关断门位置测量仪表和润滑油测量仪表的输出端分别连接高速采集卡的输入端。

上述功热电汽轮机事故工况快速响应系统，所述功热电汽轮机调整机构包括正常开关和快速开关两种执行功能。

上述功热电汽轮机事故工况快速响应系统，所述快速响应系统的工作流程包括以下几个步骤：

A.首先设定功热电汽轮机进汽调整门开度、进汽压力、关断门位置、润滑油压力等参数的保护动作值；

B.精准控制子系统实时监测功热电汽轮机的参数信息，当监测的参数信息超过设定的保护动作值时，则判断为事故工况，并生成本台功热电汽轮机事故状态信号；精准控制子系统实时监测每台功热电汽轮机负荷，根据负荷和驱动气流量对应关系，计算出每台功热电汽轮机的驱动气量和驱动气量占比；

C.精准控制子系统内的控制响应子程序结合事故状态功热电汽轮机事故状态、事故原因和功热电汽轮机驱动蒸气量，生成适应驱动气源流量特征的，同时对应事故工况的响应程序，生成对应的调整指令S1、S2、S3、S4、S5、S6；

D.精准控制子系统实时监测每台功热电汽轮机发电电流值，并将测得电流与定值e进行比较，当电流大于e时，输出在运行机组调整闭锁升信号；

E.调整指令S1、S2、S3、S4经过比选后，输出在运行功热电汽轮机进气调整门开度指令，根据开度指令进一步判断是否是开方向指令；当判断开度指令不为开方向指令时，输出至输出比选模块；当开度指令为开放向指令时，结合在运行机组存在调整闭锁升信号，输出在运行机组调整门关至现有开度g％指令至输出比选模块；

F.调整指令S5结合在运行机组电流值与定值f进行比较，当电流值不大于定值f时，输出调整门关至h％指令至输出比选模块；当电流值大于定值f时，输出调整门快关至k％指令至输出比选模块；

G.调整指令S6输出在运行机组关断阀关闭指令至输出比选模块；

H.输出比选模块输出最终指令至高速输出卡。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明通过对多台功热电汽轮机重要运行参数的监视，依托快速响应系统的处理能力，在多台功热电汽轮机同时运运行，发生其中一台或多台负荷突变或跳闸，在运行机组的响应策略。本发明较常规的DCS故障响应时间缩短至10ms之内，极大程度的提高了多台功热电汽轮机同时运行时控制的可靠性，降低了功热电汽轮机事故工况对运行机组和主机系统的影响，保证了供热期间主机系统的安全稳定运行，提升了电网及热网的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的工作流程图。

其中：1.功热电汽轮机调整机构、2.测量仪表、3.高速数据采集卡、4.精准控制子系统、5.高速输出卡。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

功热电汽轮机事故工况快速响应系统，其结构框图如图1所示，包括高速数据采集卡3、精准控制子系统4和高速输出卡5，高速数据采集卡3的输入端连接在功热电汽轮机的测量仪表2上，高速数据采集卡3的输出端连接精准控制子系统4的输入端，精准控制子系统4的输出端连接高速输出卡5的输入端，高速输出卡5的输出端连接功热电汽轮机调整机构1的输入端。

功热电汽轮机的测量仪表2是指并列运行的功热电汽轮机系统，在现场独立布置有进汽调整门开度测量仪表、进汽压力测量仪表、进汽关断门位置测量仪表和润滑油测量仪表等重要参数测量仪表，测量仪表的参数信号通过信号线连接至高速数据采集卡3。

高速数据采集卡3来接收现场仪表测得的参数信号，并转换为数字信号后输出至精准控制子系统4，高速数据采集卡3一个完整的扫描周期≤1ms。

精准控制子系统4接收来自高速采集卡3的数据，并通过内置逻辑对高速数据采集卡输入的设备参数进行全面分析判断，区分不同事故状态，最终生成最优响应策略、生成动作指令。

高速输出卡5接收来自精准控制子系统的输入数字信号，然后再输出至功热电汽轮机调整机构1，其一个完整的扫描周期≤1ms。

功热电汽轮机调整机构1接收来自高速输出卡5的控制指令，功热电汽轮机调整机构1包括正常开关和快速开关两种执行能力。

本发明的工作流程图如图2所示，A区域内逻辑程序为对应每台功热电汽轮机的事故状态判断子程序，工作流程包括以下步骤：

A.首先设定功热电汽轮机进汽调整门开度、进汽压力、关断门位置、润滑油压力等参数的保护动作值。

B.精准控制子系统实时监测功热电汽轮机的进汽调整门开度、进汽压力、关断门位置、润滑油压力等重要参数信息，当监测值超多设定的动作保护值时，则判断为事故工况，并生成本台功热电汽轮机事故状态信号。其中参数限值分别为进气调整门开度突关10％，进气压力突升20％，关断门开到位信号小时，润滑油压力低于动作值。

精准控制子系统实时监测每台功热电汽轮机负荷，根据负荷和驱动气流量的对应关系，计算出每台功热电汽轮机的驱动气量和驱动气量占比。

C.精准控制子系统内的控制响应子程序(a/b/c/d)结合事故状态功热电汽轮机事故状态、事故原因和功热电汽轮机驱动蒸气量，生成适应驱动气源流量特征的，同时对应事故工况的响应程序，用于控制在运行功热电汽轮机响应事故工况。

控制子程序a事故响应程序逻辑运算后，同时结合事故功热电汽轮机调整门单双侧判断，区分单侧调门响应和双侧调门响应两种响应程序，进一步生成调整指令S1和调整指令S2。

控制子程序b事故响应程序逻辑运算后生成进汽压力响应程序，进一步生成调整指令S3。

控制子程序c事故响应程序逻辑运算后，同时结合事故功热电汽轮机关断门单双侧判断，区分成单侧关断门响应和双侧关断门响应两种响应程序，进一步生成调整指令S4和调整指令S5。

控制子程序内d事故响应程序逻辑运算后生成润滑油压力响应程序，进一步生成调整指令S6。

其中控制子程序内调整指令S1、S2、S3、S4属于应对功热电汽轮机负荷波动事故工况的输出指令。控制子程序内调整指令S5、S6属于应对功热电汽轮机跳闸事故工况的输出指令。

D.精准控制子系统实时监测每台功热电汽轮机发电电流值，用以在事故工况时，在运行机组调整的前置条件，分别用测得电流与定值e和定值f比较，当电流大于e时，输出在运行机组调整闭锁升信号。

E.调整指令S1、S2、S3、S4经过必选后，输出在运行功热电汽轮机进汽调整门开度指令，根据开度指令进一步判断是否是开方向指令。当判断开度指令不为开方向指令时，输出至输出比选模块；当开度指令为开放向指令时，结合在运行机组存在调整闭锁升信号，输出在运行机组调整门关至现有开度g％指令至输出比选模块。

F.调整指令S5结合在运行机组电流值与定值f进行比较，当电流值不大于定值f时，输出调整门关至h％指令至输出比选模块；当电流值大于定值f时，输出调整门快关至k％指令至输出比选模块。

G.调整指令S6输出在运行机组关断阀关闭指令至输出比选模块。

H.输出比选模块输出最终指令至高速输出卡。